El sistema de guía de inundaciones repentinas (FFGS) fue diseñado y desarrollado por el Centro de Investigación Hidrológica, una corporación de beneficio público sin fines de lucro ubicada en San Diego, CA, EE. UU., Para uso de pronosticadores meteorológicos e hidrológicos de todo el mundo. El propósito principal del FFGS es proporcionar a los pronosticadores operativos y agencias de gestión de desastres productos de orientación informativa en tiempo real relacionados con la amenaza de inundaciones repentinas a pequeña escala en una región específica (por ejemplo, país o parte de un país, varios países combinados) . [1] [2] [3] [4]El FFGS proporciona los productos necesarios para respaldar el desarrollo de advertencias de inundaciones repentinas de eventos de lluvia mediante el uso de precipitaciones de sensores remotos (por ejemplo, estimaciones de lluvia basadas en radar y satélites) y modelos hidrológicos. [3] [4] [5] Los resultados de FFGS se ponen a disposición de los usuarios para respaldar su análisis de eventos relacionados con el clima que pueden iniciar inundaciones repentinas (por ejemplo, lluvias intensas, lluvias en suelos saturados) y luego para hacer una evaluación rápida de el potencial de una inundación repentina en un lugar. [3] [4] Para evaluar la amenaza de una inundación repentina local, el FFGS está diseñado para permitir ajustes de producto basados en la experiencia del pronosticador con las condiciones locales, incorporación de otra información (por ejemplo, salida de predicción numérica del clima) y cualquier información local de último minuto. observaciones (por ejemplo, datos pluviométricos no tradicionales) o informes de observadores locales. El sistema admite evaluaciones de la amenaza de inundaciones repentinas en escalas de tiempo de una hora a seis horas para cuencas de arroyos que varían en tamaño de 25 a 200 km 2 . [4] [6] Los elementos técnicos importantes del sistema de guía de crecidas repentinas son el desarrollo y uso de un radar con corrección de sesgo y / o campo de estimación de precipitación por satélite y el uso de modelos hidrológicos de la superficie terrestre. [2] [6] El sistema luego proporciona información sobre la lluvia y la respuesta hidrológica, los dos factores importantes para determinar el potencial de una inundación repentina. [4] [7] El sistema se basa en el concepto de guía de crecidas repentinas y amenaza de crecidas repentinas . Ambos índices brindan al usuario la información necesaria para evaluar el potencial de una inundación repentina, incluida la evaluación de la incertidumbre asociada con los datos.
- La guía de inundaciones repentinas es la cantidad de lluvia de una duración determinada sobre una pequeña cuenca de arroyo necesaria para crear condiciones de inundación menor (terraplén) en la salida de la cuenca de arroyo. Para la ocurrencia de crecidas repentinas, se evalúan duraciones de hasta seis horas y las áreas de la cuenca del arroyo son de un tamaño tal que permitan estimaciones de precipitación razonablemente precisas a partir de datos de sensores remotos y datos in situ. La guía de inundaciones repentinas es un índice que indica cuánta lluvia se necesita para superar la capacidad de almacenamiento del suelo y los canales y causar una inundación mínima en una cuenca.
- La amenaza de inundaciones repentinas es la cantidad de lluvia de una duración determinada que excede el valor de guía de inundaciones repentinas correspondiente. La amenaza de inundación repentina cuando se usa con lluvia existente o pronosticada es un índice que proporciona una indicación de las áreas donde la inundación es inminente o está ocurriendo y donde se necesita o se necesitará una acción inmediata en breve.
Antecedentes y base científica
En febrero de 2009, se firmó un memorando de entendimiento entre la Organización Meteorológica Mundial, la Agencia de EE. UU. Para el Desarrollo Internacional / Oficina de Asistencia en Desastres en el Extranjero de EE. UU., La Administración Nacional Oceánica y Atmosférica de EE. UU. / Servicio Meteorológico Nacional y el Centro de Investigación Hidrológica para trabajar juntos bajo una iniciativa cooperativa para implementar el sistema FFG en todo el mundo. [5] El MOU está en vigor hasta 2017. Hasta ahora, los países con sistemas FFG implementados bajo este MOU incluyen:
- Siete países de América Central (sistema basado en precipitación por satélite);
- Cuatro países ribereños de la cuenca del río Mekong inferior (sistema basado en la precipitación por satélite);
- Haití / República Dominicana (sistema basado en precipitación por satélite);
- Pakistán (sistema basado en la precipitación por satélite);
- Ocho países de la región del Mar Negro y Medio Oriente (precipitación satelital y sistema basado en precipitación de radar múltiple);
- Siete países de África meridional (sistema basado en la precipitación por satélite); y,
- Chiapas, México (sistema basado en precipitación de radar único).
Otras implementaciones de FFG (no incluidas en el MoU) incluyen:
- Rumania (sistema de radar múltiple basado en la precipitación); y,
- República de Sudáfrica (precipitación satelital y sistema basado en precipitación de radar múltiple).
Más de 2.200 millones de personas reciben servicios de estos sistemas operativos.
La predicción operativa a corto plazo de las crecidas repentinas es diferente de la de las grandes crecidas fluviales en varios aspectos (Tabla 1). En particular, los plazos breves para el pronóstico, la alerta y la respuesta hacen que la predicción operativa de crecidas repentinas sea un desafío, mientras que también la convierten en un problema hidrometeorológico (en lugar de un problema de predicción puramente hidrológico). [8] [9] Además, su posible ocurrencia en cualquier momento durante el día o la noche también requiere operaciones 24x7 para el pronóstico y alerta de crecidas repentinas.
El enfoque de guía de crecidas repentinas para desarrollar alertas de crecidas repentinas se basa en la comparación en tiempo real del volumen de lluvia observado o pronosticado de una duración determinada y sobre una cuenca determinada con un volumen característico de lluvia para esa duración y cuenca hidrográfica que genera condiciones de flujo total del banco en la salida de captación. Si el volumen de lluvia observado o previsto es mayor que el volumen de lluvia característico, es probable que se produzcan inundaciones en la cuenca. El volumen de lluvia característico para una cuenca y una duración en particular, llamado "guía de crecidas repentinas", depende de las características de la cuenca y de la red de drenaje, y del déficit hídrico del suelo determinado por las precipitaciones precedentes, la evapotranspiración y la pérdida de agua subterránea. [2] [10]
El enfoque de guía de crecidas repentinas aborda los requisitos especiales de la predicción operativa de crecidas repentinas y difiere fundamentalmente de los enfoques habituales de modelado hidrometeorológico, en particular el modelado hidrológico distribuido. La Tabla 2 destaca las diferencias entre estos dos enfoques. Es importante tener en cuenta la capacidad que ofrece el enfoque de guía de crecidas repentinas para realizar ajustes locales. Estos ajustes son necesarios para una predicción operacional confiable de crecidas repentinas a pequeña escala, ya que estudios previos han mostrado una incertidumbre creciente asociada incluso con las simulaciones (en lugar de predicciones) de modelos hidrológicos distribuidos con área de captación decreciente cuando se utilizan datos disponibles operacionalmente. [3] [11]
Cuadro 1: Diferencias en la predicción operativa de crecidas de grandes ríos e inundaciones repentinas
Inundaciones de ríos grandes | Inundaciones repentinas |
---|---|
La respuesta de la captación ofrece largos plazos de entrega | La respuesta de la captación es muy rápida y permite plazos de entrega muy cortos. |
Se pueden producir hidrogramas completos con poca incertidumbre con datos de buena calidad | La predicción de ocurrencia es de interés principal. |
Información local menos valiosa | La información local es muy valiosa |
Problema de pronóstico hidrológico principalmente | Un verdadero problema de predicción hidrometeorológica |
Ofrece tiempo para la coordinación de la respuesta a las inundaciones y la mitigación de daños. | La coordinación de la previsión y la respuesta es un desafío en tiempo real con una planificación cuidadosa y la coordinación entre las agencias de previsión y gestión de desastres es necesaria |
Tabla 2: Diferencias entre modelos hidrometeorológicos distribuidos y enfoques de guía de crecidas repentinas
Modelado distribuido | Guía de inundaciones repentinas |
---|---|
Herramienta para la previsión de inundaciones a corto y largo plazo | Herramienta de diagnóstico útil para el diagnóstico rápido de crecidas repentinas y la predicción de ocurrencia a corto plazo |
Se pueden producir hidrogramas completos con alta incertidumbre a pequeña escala | Calcula solo los flujos bancarios completos y los utiliza para la predicción de amenazas |
Difícil de ingerir información de precipitación local después del ciclo del modelo | Ingesta fácilmente información de precipitación local actualizada al minuto |
Es incómodo para los usuarios locales realizar los ajustes necesarios para la alerta local de inundaciones repentinas | El diseño facilita y fomenta que los ajustes de los usuarios locales sean fáciles de realizar |
Costoso de ejecutar en tiempo real para áreas muy grandes con alta resolución | Puede examinar todas las cuencas propensas a inundaciones repentinas en grandes áreas de manera rentable |
Los componentes científicos del sistema de guía de crecidas repentinas utilizan los datos disponibles en tiempo real de las estaciones de medición in situ y de las plataformas de teledetección, ajustados adecuadamente para reducir el sesgo, junto con modelos de contabilidad del agua del suelo basados física o conceptualmente para producir estimaciones de orientación de crecidas repentinas. de varias duraciones en pequeñas cuencas de captación propensas a inundaciones repentinas. [2] [3] [4]
Al principio, en condiciones de suelo saturado, se estima la precipitación de una duración determinada que hace que el pico de escorrentía superficial de la cuenca del arroyo produzca un flujo total del banco en la salida de la cuenca. Luego, el déficit de agua del suelo se calcula en el momento actual a partir de los datos disponibles, y la transformación de la lluvia requerida para producir el flujo total del banco en la salida del arroyo en condiciones de suelo saturado en el necesario para el déficit actual de agua del suelo (es decir, el destello guía de inundaciones). La estimación del déficit hídrico del suelo requiere datos de entrada de buena calidad, y; con datos de radar y satélite, se emplea un estimador de estado adaptativo para reducir el sesgo mediante el uso de datos de pluviómetros que informan en tiempo real. [3]
![](http://wikiimg.tojsiabtv.com/wikipedia/commons/thumb/0/0a/FFG_schematic.png/220px-FFG_schematic.png)
Componentes técnicos del sistema FFG
Productos del pronosticador Los tipos de productos disponibles para el pronosticador varían según el FFGS según las necesidades y los requisitos. A continuación se muestra una interfaz de usuario típica de pronosticador.
![](http://wikiimg.tojsiabtv.com/wikipedia/commons/thumb/4/43/BSME_interface.png/220px-BSME_interface.png)
![](http://wikiimg.tojsiabtv.com/wikipedia/commons/thumb/e/ec/FFG_system_interface_snow_products.png/220px-FFG_system_interface_snow_products.png)
Los tipos de productos disponibles para un pronosticador a través de esta interfaz incluyen los siguientes:
- Precipitación RADAR : estimaciones de precipitación basadas en radar
- Precipitación MWGHE : estimaciones de precipitación basadas en satélites (hidroestimador global NOAA-NESDIS de EE. UU. (Basado en infrarrojos) y ajustadas por el producto de precipitación por satélite basado en microondas NOAA-CPC CMORPH de EE. UU.)
- Precipitación GHE - Estimaciones de PRECIPITACIÓN POR SATÉLITE Global HydroEstimatOR de EE. UU. NOAA-NESDIS
- Gauge MAP - Precipitación areal media (MAP) basada en indicadores para áreas de cuencas fluviales
- MAP combinado - Precipitación superficial media combinada para áreas de cuencas fluviales (las mejores estimaciones de precipitación superficial media disponible de RADAR ajustado por sesgo o MWGHE ajustado por sesgo o GHE ajustado por sesgo o las interpolaciones de calibre)
- MAPE - Humedad promedio del suelo (basado en modelos)
- FFG - Guía de crecidas repentinas
- IFFT - Amenaza inminente de inundaciones repentinas (una "observación" actual de amenaza de inundaciones repentinas)
- PFFT - Amenaza persistente de inundaciones repentinas (un "pronóstico" de amenaza de inundaciones repentinas con persistencia utilizada como pronóstico de lluvia)
- Pronóstico ALADIN: pronóstico cuantitativo de precipitación (en este ejemplo del modelo de mesoescala ALADIN)
- FMAP - Pronóstico de precipitación media por área para áreas de cuencas fluviales (usando pronósticos de lluvia de modelos de mesoescala)
- FFFT - Pronóstico de amenaza de inundaciones repentinas (utilizando pronósticos de lluvia de modelos de mesoescala)
- Gauge MAT : temperatura media del área basada en indicadores para áreas de cuencas fluviales
- Último IMS SCA - Fracción de la capa de nieve del área de la cuenca del arroyo (de US NOAA-NESDIS)
- SWE - Equivalente de agua de nieve basado en modelos para áreas de cuencas de arroyos (refleja el estado de la capa de nieve)
- Derretimiento : derretimiento de la nieve (derretimiento acumulativo durante un período de 24 a 96 horas para cada área de la cuenca del arroyo)
- Estaciones de calibre SurfMet: estaciones meteorológicas de superficie disponibles
Los productos del sistema FFG están diseñados para ser evaluados, interpretados, ajustados y utilizados por operadores con experiencia en meteorología y / o hidrología.
Ver también
Referencias
- ^ Stewart, B. (2007) Implementación de un sistema de guía de inundaciones repentinas con cobertura mundial, Una propuesta conjunta de la Comisión de Hidrología de la OMM y la Comisión de Sistemas Básicos de la OMM, abril de 2007, [en línea]. http://www.hrc-lab.org/giving/givingpdfs/WMOProspectus_April-2007.pdf .
- ^ a b c d Georgakakos, KP (2005) Sistemas operativos modernos de alerta de inundaciones repentinas basados en la teoría de la guía de inundaciones repentinas: Evaluación del desempeño. Actas, Conferencia internacional sobre innovación, avances e implementación de la tecnología de predicción de inundaciones, 9-13 de octubre de 2005, Bergen-Tromsø, Noruega, págs. 1-10.
- ^ a b c d e f Georgakakos, KP (2006) Resultados analíticos para la orientación operativa de inundaciones repentinas ”, Journal of Hydrology, 317, 81-103.
- ^ a b c d e f Guía de referencia del sistema de alerta temprana de inundaciones repentinas de la Administración Nacional Oceánica y Atmosférica (2010). Corporación Universitaria para la Investigación Atmosférica, Denver. http://www.meted.ucar.edu/hazwarnsys/haz_fflood.php .
- ^ a b Organización Meteorológica Mundial, Asociación del programa mundial de orientación y alerta temprana sobre inundaciones repentinas (2013) (www.wmo.int/pages/.../GFFG_Partners_Brochure_29-01-13_RG_1.pdf?)
- ^ a b Shamir, E., Ben-Moshe, L., Ronen, A., Grodek, T., Enzel, Y., Georgakakos, KP, Morin, E. (2012) Índice basado en geomorfología para detectar etapas de inundación mínima en áridos arroyos aluviales. Discusión sobre hidrología y ciencias del sistema terrestre, 9 (11): 12357-12394
- ^ Shamir, E., Georgakakos, KP, Spencer, C., Modrick, TM, Murphy, MJ Jr. y Jubach, R., 2013: Evaluación de los pronósticos de crecidas repentinas en tiempo real para Haití durante el paso del huracán Tomas, noviembre 4–6, 2010. Riesgos naturales DOI 10.1007 / s11069-013-0573-6
- ^ Carpenter, TM, Sperfslage, JA, Georgakakos, KP, Sweeney, T. y Fread, DL (1999) Estimación de escorrentía de umbral nacional utilizando GIS en apoyo de sistemas operativos de alerta de inundaciones repentinas, Journal of Hydrology, 224, 21-44.
- ^ Carpenter, TM y Georgakakos, KP (2004) Simulación de caudal continuo con el modelo hidrológico distribuido HRCDHM, Journal Hydrology, 298, 61-79
- ^ Carpenter, TM y Georgakakos, KP (2006) Dependencias de la escala de discretización del rango de flujo del conjunto frente a la relación del área de captación en el modelado hidrológico distribuido, Journal of Hydrology, 328, 242-257.
- ^ Georgakakos, KP, Graham, R., Jubach, R., Modrick, TM, Shamir, E., Spencer, C., Sperfslage, JA (2013) Global Flash Flood Guidance System, Phase I.Informe técnico del Centro de Investigación Hidrológica # 9, febrero de 2013. ( http://www.hrc-lab.org/projects/projectpdfs/HRC%20Technical%20Report%20No%209.pdf )
enlaces externos
- Haití República Dominicana Sistema de guía de inundaciones repentinas
- Sistema de guía de inundaciones repentinas de América Central