Anländer som en kategori 4 storm på veckan av 15 -årsdagen av en katastrofal orkan som förstörde Gulf Coast, Orkanen Laura är den starkaste stormen som har landat i Louisiana på 160 år, säger en kustingenjör som undervisar på nordöstra.

Packande vindar upp till 150 miles i timmen, orkanen slog in på Louisianas kust under onsdagen, döda minst sex personer, slå ner hem och företag, och lämnar minst en miljon människor i hela regionen utan ström.

Mitt i covid-19-pandemin, stads- och länstjänstemän i Texas och Louisiana utfärdade evakueringsorder som påverkar mer än 500, 000 invånare, medan Arkansas guvernör Asa Hutchinson förklarade en nödsituation. När statliga och lokala tjänstemän förbereder sig för Lauras påverkan, de förlitar sig på numeriska väderprognosmodeller som utvecklats av forskare som Qin Jim Chen, professor i civil- och miljöteknik vid nordöstra, för att hjälpa dem att fatta beslut om vägavstängningar, översvämningsövervakning, och evakueringsorder, tillsammans med andra liv och död frågor.

Chen, vars forskning fokuserar på kustteknik och vetenskap, utvecklar och tillämpar numeriska modeller för att hantera hur kustsamhällen kan stärka sin motståndskraft mot kraftfulla stormar. Dessa modeller, en kombination av teoretiska ramverk och fältmätningar, prognosfenomen som stormflod och påverkan på landskap och vegetation.

Under orkansäsongen, Chen, som också undervisar i marin- och miljövetenskap vid nordöstra, tillbringar sommaren med att resa till platser och samordna med partner på östkusten och Gulfkusten, innan stormar landar, att sätta in sensorer och studera stormarna. Medan han normalt flyger till dessa områden, det här året, på grund av pandemin, han var tvungen att köra till Gulf Coast, passerar en 1, 000 mils radie på två dagar.

Innan undervisning på nordöstra, han studerade orkaner längs Gulf Coast under ett antal år som började med orkanen Isidore 2002 och inklusive orkanen Katrina 2005.

Sedan mitten av augusti har Chen har arbetat med samarbetspartners för att distribuera mer än 20 sensorer i de områden som förväntas bli hårdast drabbade framför Laura. När området öppnats igen, han och hans kollegor kommer att hämta sensorerna och undersöka skadorna på kusten och sedan använda data för att förbättra noggrannheten i sina datormodeller och förståelse för stormstötar och vågor som genereras av en storm av Lauras storlek.

Chen förutspår att orkansäsongen kommer att vara "ganska aktiv, "även om han säger att med undantag av Laura, de flesta av stormarna kommer sannolikt att vara svaga. Till skillnad från de flesta stormar som tenderar att försvagas före landning, Laura har fortsatt att stärka när det närmade sig kusten. Även om det är ovanligt, detta är inte atypiskt för stormar som börjar över varmt havsvatten, eftersom orkanens styrka beror på vindhastigheter på övre nivå och vattentemperatur, säger Chen.

"Det är en unik orkan som förstärktes så snabbt att en kategori 4 landade, "säger han." Den troliga vägen för denna storm är att den landar på en plats som inte är befolkad. Det finns många våtmarker. "

Även om det fortfarande finns osäkerhet om hur effektiva kustnära våtmarker är för att förhindra stormflod och vågenergi, Chen säger att dessa livsmiljöer har visat sig åtminstone ge en naturlig barriär för stormintensitet. Mestadels existerar denna osäkerhet eftersom forskare inte har kunnat återskapa jämförbara förhållanden i en laboratoriemiljö, säger Chen. Fortfarande, han föreslår att dessa miljöer har visat mätbar effektivitet för att minska stormintensiteten genom att fungera som naturliga överspänningsbarriärer som reducerar vågenergi.

Chen varnar för att våtmarker kan absorbera energi, men de är också benägna att skada. Det är viktigare än någonsin att skydda och bevara dessa naturliga hinder, han säger, särskilt när klimatförändringarna och dess effekter blir alltmer uppenbara.

Konstgjorda hinder kan komplettera naturliga försvar för att skydda mot översvämningar och stormflod, Chen säger, vilket är en kritisk uppgift för att skydda samhällen och nyckelinfrastruktur, inklusive Louisianas tiotusentals miles av naturgasledning, som är viktiga för staten och regionen.

Medan Laura packar starkare vindar, det förutses inte att det kommer att orsaka så mycket förödelse som orkanen Katrina, vilket var en katastrof främst på grund av misslyckanden i vallarna, säger Chen. Även om Cameron Parish, ett samhälle i sydvästra hörnet av Louisiana, har burit mest av Lauras vrede hittills, det är relativt mindre hot mot dess vallsystem, han säger.

Chens arbete är avgörande för att förstå hur kustsamhällen kan bli mer motståndskraftiga mot klimatförändringar. Modellerna han utvecklar kan användas för att mäta de långsiktiga effekterna av havsnivåhöjning, extremt väder, och kraftigt regn - bland andra faror - på infrastrukturer, människor, och miljön. Och data han och hans kollegor samlar in kan hjälpa samhällen att förutse, planen, och anpassa sig till det förändrade klimatet.

"Data kan hjälpa oss att fatta bättre informerade beslut och planera bättre för att hantera den ökande frekvensen och intensiteten av stormar, "Säger Chen.

Ju tidigare befintliga modeller uppdateras för att ta hänsyn till havsnivåhöjningen och de förändrade klimatförhållandena som bidrar till regn och tropiska stormar, Chen säger att de bättre utrustade forskarna kommer att hjälpa lokala myndigheter att skydda områden som ger samhällen det största skyddet mot hot om allvarliga väderskador.