飓风哈维于2017年8月25日登陆，然后作为热带风暴在德克萨斯州停留了三天。第四类风暴夺去了80人的生命，使大量人口流离失所，并使80,000多所房屋受损。

亚利桑那州立大学研究员，地球与太空探索学院的Manoochehr Shirzaei和前研究生，主要作者Megan Miller(现为加州理工学院喷气推进实验室的博士后研究员)使用卫星数据绘制受飓风影响的休斯顿 - 加尔维斯顿地区哈维了解为什么洪水如此严重和普遍存在。他们的研究结果最近发表在“环境遥感”杂志上。

利用卫星和雷达测绘东德克萨斯州

在他们的研究中，Miller和Shirzaei使用从欧洲航天局的Sentinel-1 A / B卫星和日本宇宙航空研究开发机构的先进陆地观测卫星收集的卫星雷达数据，绘制了受飓风哈维影响的休斯顿 - 加尔维斯顿东部地区。根据这些数据，Miller和Shirzaei随后编制了飓风后该地区积水范围的快照。

他们还使用星载干涉合成孔径雷达(InSAR)测量了风暴前地区的地面沉降(地表向下移动了多少)，这是一种利用波浪相位差异生成地表变形图的雷达技术。回到卫星。该技术可以在数天到数年的跨度内测量变形的毫米级变化。

米勒说：“地球轨道雷达卫星为我们提供了一个机会，可以在其他技术由于云覆盖和缺乏对灾区的地面通道而失败时绘制区域。”

在分析卫星数据时，Miller和Shirzaei惊讶地发现大型洪水区域落在联邦紧急事务管理局(FEMA)指定的500年洪水区之外。Shirzaei警告说：“这凸显了修改沿海地区洪水灾害区域图和洪水恢复计划的必要性。”

通过这一分析，他们发现在85%的淹水区域，休斯顿 - 加尔维斯顿地区每年的地面沉降超过0.19英寸(5毫米)。沉降的可能原因包括沉积物压实，地下水开采和碳氢化合物生产。

他们得出结论，该地区的沉降通过改变基准洪水高度和地形梯度来影响洪水的严重程度。Shirzaei说：“休斯敦地区正在进行的地面沉降可能降低了防洪结构，改变了洪泛区边界和基地洪水排放，进一步加剧了洪水泛滥。”

洪水恢复策略

Shirzaei补充说：“在气候变化的时代，极端天气变得越来越频繁。”“极端降雨和地面条件的结合不仅造成了前所未有的洪水事件，不仅在休斯顿 - 加尔维斯顿等沿海地区，而且在中西部各州，农民从伊利诺伊州到路易斯安那州都遭受了牲畜和农业的破坏。”

虽然FEMA使用的风险分类图提供了洪水灾害数据，但本研究表明，土地高度和坡度正在迅速变化，这些地图可能需要更频繁地更新以解释这些变化。

此外，由于海平面上升和风暴潮，地面沉降降低了沿海土地，使其更容易受到洪水的影响。

“从飓风哈维之后的洪水中汲取的经验教训突出了当前抗洪能力计划的主要缺点，”Shirzaei说。“我们鼓励利益相关方和监管机构利用这些调查结果来更新灾害图并相应地改进洪水防灾计划，以决定其社区需要采取哪些预防措施。”

Shirzaei和他的研究团队正在使用本研究中使用的相同卫星数据技术来关注2019年春季洪水，这些洪水摧毁了中西部各州。他们将专门研究洪水对农业作物健康和当地人口的影响。他们希望能够提供有关更新地图和防灾计划的建议，以便将来帮助这些领域。