Extreme hydrometeorologische gebeurtenissen, een uitdaging voor zwaartekracht- en seismische netwerken

Het meten van de zwaartekracht en het seismische trillen van de bodem kan ook worden gebruikt om extreme gebeurtenissen waar te meten, zoals de overstromingsramp in Oost-België in juli 2021. Een team van onderzoekers onder leiding van Michel Van Camp van de Koninklijke Sterrenwacht van België heeft met gravimetrische en seismische gegevens van het Membach-station aangetoond hoe deze metingen van belang kunnen zijn om deze gebeurtenissen te begrijpen.

Om de veranderingen in het aardsysteem te kunnen begrijpen, moet de aarde beter in de gaten worden gehouden. Deze uitdaging vereist dat wij ons openstellen voor alle mogelijke informatiebronnen om een volledig beeld te krijgen van extreme gebeurtenissen, en zo hopelijk het aantal slachtoffers daarvan te verminderen.

Om het belang van wetenschappelijke observatiesystemen voor de studie van deze klimaatverschijnselen te onderstrepen, hebben wij aangetoond dat metingen van het geofysisch station van Membach, tussen de stuwdammen van Eupen en Gileppe, een nieuw inzicht verschaffen in de catastrofale overstromingen van juli 2021. Dit station, dat gelegen is langs de rivier de Vesder in het oosten van België, maakt deel uit van de seismische en zwaartekrachtnetwerken van de Koninklijke Sterrenwacht van België.

De seismische metingen van Membach toonden een sterke toename van de seismische trillingen in de namiddag en de avond van 14 juli 2021. Dit verschijnsel houdt verband met schommelingen in het debiet van de rivier de Vesder, waarvan de turbulente stromingen, die veel afval met zich meevoerden en infrastructuur afbraken, trillingen veroorzaakten die door de seismometers werden opgepikt. Eén van de plotselinge toenames van de seismische ruis, om 02:15 uur op 15 juli, viel samen met de melding om 02.30 uur van een “tsunami” in Béthane, 3 km stroomafwaarts van het geofysisch station.

Een bijzonderheid van dit Membach laboratorium is een supergeleidende gravimeter (figuur 1), waarmee de gravitationele aantrekkingskracht van grondwater kan worden gemeten, en dus de massa ervan kan worden achterhaald. De gravimeter gaf aan dat de grond op de middag van 14 juli reeds volledig verzadigd was met water. Met de komst van nieuwe regenval in de vroege avond was de bodem dus niet langer in staat de nieuwe neerslag te absorberen. Dit leidde tot een versnelde toename van de oppervlaktewaterafvoer, met een verwoestende en dodelijke overstroming tot gevolg. Deze studie toont dus niet alleen het belang aan van continue geofysische metingen voor de bestudering van meteorologische gebeurtenissen, maar toont ook aan hoe systemen voor zwaartekracht- en seismische metingen kunnen bijdragen tot een beter begrip van extreme gebeurtenissen.

Referentie van het artikel:
Van Camp, M., de Viron, O., Dassargues, A., Delobbe, L., Chanard, K., & Gobron, K. (2022),
Extreme hydrometeorological events, a challenge for gravimetric and seismology networks,
Earth’s Future, https://doi.org/10.1029/2022EF002737