Миюки Хино, аспирантка, изучающая последствия прибрежных наводнений в Аннаполисе, штат Мэриленд, слышала от знакомых с местностью людей, что из-за дождей случаются наводнения, но общепринятые методы их измерения не фиксируют это.
Приливные датчики, расположенные в океанах и заливах, которые Хино и другие учёные обычно используют для обнаружения прибрежных наводнений, не всегда отражают ситуацию на суше. Это оставляет исследователей, градостроителей и синоптиков с небольшим количеством информации о том, как часто происходят такие наводнения.
В новом исследовании, опубликованном в журнале Communications Earth and Environment, Хино и другие учёные показали, что установка приборов в населённых пунктах может выявить даже небольшие наводнения или наводнения в солнечные дни, которые могут повлиять на жителей.
Цель проекта
«Цель нашего проекта — лучше ответить на вопрос, как наводнения влияют на людей, предприятия и сообщества в низменных районах», — говорит Хино.
В новом исследовании учёные разместили недорогие датчики наводнений на суше в трёх прибрежных сообществах Северной Каролины, чтобы изучить, как часто происходят любые наводнения — от незначительных до более крупных.
«Цель нашего проекта — лучше ответить на вопрос, как наводнения влияют на людей, предприятия и сообщества в низменных районах», — сказала Хино. Новое исследование делает важный первый шаг, точно измеряя наводнения, добавила она.
Хино и Кэтрин Анарде, соавтор исследования и инженер-береговик из Университета штата Северная Каролина, надеются, что результаты побудят других учёных критически подходить к тому, как и где они измеряют наводнения в своих исследованиях, особенно в условиях повышения уровня моря, которое делает прибрежные наводнения более частыми.
За пределами приливных датчиков
Учёные обычно определяют прибрежные наводнения, используя пороговые значения, определённые Национальным управлением океанических и атмосферных исследований (NOAA) и Национальной метеорологической службой (NWS), которые относятся к определённым уровням приливных датчиков. Эти датчики находятся в океане недалеко от берега и измеряют высоту воды при изменении приливов.
Национальная метеорологическая служба использует эти измерения для объявления предупреждений о прибрежных наводнениях различной степени тяжести. Но часто эти датчики не фиксируют «места, где люди испытывают наводнения», — сказал Пол Бейтс, гидролог из Бристольского университета, который не участвовал в новом исследовании.
Приливные датчики не учитывают каждый фактор, который может привести к прибрежным наводнениям, такие как сток от осадков, вклад грунтовых вод и влияние дренажной инфраструктуры. Они также расположены редко. Это означает, что уровни приливных датчиков — и предупреждения о наводнениях — не всегда соответствуют тому, что люди видят на земле.
Чтобы определить масштаб проблемы, Хино, Анарде и их коллеги установили сети датчиков и камер вблизи дорог и в ливневых стоках в двух городах и одном неорганизованном сообществе в Северной Каролине: Бофорте, Каролина-Бич и на уровне моря.
Исследовательская группа попросила жителей и муниципальных сотрудников указать лучшие места для размещения датчиков, чтобы зафиксировать фактическое наводнение, которое наблюдают сообщества.
После года мониторинга они обнаружили, что порог наводнений во время высокого прилива, установленный NOAA, и порог незначительных наводнений, установленный NWS, которые оба полагаются на данные приливных датчиков, не согласуются с фактами наводнений на суше. В некоторых случаях датчики на суше фиксировали наводнения в 10 раз чаще, чем показывали приливные датчики.
Пороговые значения NOAA последовательно пропускали наводнения на суше, тогда как пороговые значения NWS как переоценивали, так и недооценивали частоту наводнений в зависимости от сообщества.
Они также обнаружили, что данные приливных датчиков обычно занижают продолжительность наводнений на суше. Одна из причин разницы заключается в том, что вода может довольно быстро отступить от приливного датчика, но может потребоваться гораздо больше времени, чтобы стечь с суши через ливневую канализацию и просачивание грунтовых вод.
Результаты «демонстрируют многочисленные преимущества измерения уровня воды на суше, а не полагаться на оценки, основанные на данных приливных датчиков», — написали авторы.
«Не было проведено много исследований такого локального поверхностного водного затопления во всём мире, потому что это так сложно инструментально», — сказал Бейтс. Новое исследование является «одним из лучших эмпирических подтверждений» того, что уровень воды у побережья, измеряемый приливными датчиками, не является хорошим показателем наводнений на суше, сказал он.
В своём исследовании учёные определили наводнение как наличие любой воды на дороге, первоначально указанное их датчиками и подтверждённое соседними камерами. Когда вид с камеры был закрыт, наводнение учитывалось, когда датчики показывали воду выше уровня дороги по крайней мере на величину погрешности измерения их датчиков.
Наименьшее измеренное наводнение в исследовании составило 0,24 дюйма (0,6 сантиметра), а самое глубокое — почти 2 фута (61 сантиметр).
Результаты исследования могли бы сильно отличаться, если бы учёные использовали другое определение наводнения, отметил Бейтс. События наводнений, определённые в исследовании, происходят очень часто и, вероятно, не создают неудобств для жителей, сказал он.
Определение было выбрано, объяснила Хино, потому что даже небольшое количество воды может создать проблемы для некоторых жителей, в зависимости от их потребностей.
«Мы не в том положении, когда мы можем сказать, что все должны беспокоиться о наводнении [на одной глубине], но никто не должен беспокоиться [на другой глубине]», — сказала она.
Например, по её словам, проезд даже через небольшую лужу солёной воды может привести к попаданию воды на нижнюю часть автомобиля, что может вызвать коррозию. Относительно неглубокие наводнения могут ограничивать использование земель, снижать стоимость недвижимости, ржавить низко расположенную инфраструктуру и загрязнять затопленные территории, согласно Проекту солнечных наводнений, частью которого стало новое исследование.
Значимые измерения
Датчики показали то, о чём говорили жители штата — что наводнения происходят «всё время», сказала Анарде. Поскольку наводнения уже создают проблемы для сообществ, результаты повышают актуальность разработки инфраструктурных решений по мере повышения уровня моря, сказала Хино.
«Места, которые мы считаем важными для измерения учёными, могут не соответствовать тому, что сообщества хотят держать сухими», — сказала Анарде.
Она рекомендует учёным, изучающим наводнения, сосредоточиться на установке приборов в местах, где жители часто наблюдают наводнения, что также способствует укреплению доверия между жителями и учёными.
«Я не думаю, что наши датчики — это серебряная пуля для измерения наводнений в каждом месте», — сказала Анарде. «Мы можем сделать наши данные полезными для планирования повседневной деятельности, придумывая новые способы измерения наводнений».
— Грейс ван Дилен (@gvd.bsky.social), штатный писатель.
Ссылка: ван Дилен, Г. (2025), Жители знают, когда происходят наводнения, но данные должны догнать реальность, Eos, 106, https://doi.org/10.1029/2025EO250295. Опубликовано 12 августа 2025 года.
Текст © 2025. AGU. CC BY-NC-ND 3.0.
За исключением случаев, когда указано иное, изображения защищены авторским правом. Любое повторное использование без явного разрешения владельца авторских прав запрещено.