Forskere udvikler en bedre måde at bestemme risikoen for kystoversvømmelser på

Forskere ved Oregon State University har udviklet en ny metode til at bygge computermodeller, der baner vejen for bedre forståelse af oversvømmelsesrisici, som kystsamfund står over for.

Det er vigtigt, fordi byer langs kysten ofte ligger i nærheden af ​​flodmundinger, hvilket gør dem sårbare over for både stormflodsoversvømmelse og flodoversvømmelser.

Floder opstår, hvor floder løber ud i havet, hvilket betyder, at floderne er påvirket af tidevandsoversvømmelser og også oplever hyppige, periodiske ændringer i saltholdighed, sollys og ilt.

Studiestedet for denne forskning var Washington State's Grays Harbor, men metoden kan anvendes på ethvert område, der er udsat for flodmundingsoversvømmelser.

"Oversvømmelser i områder som Pacific Northwest er kompliceret, da mange processer bidrager, såsom tidevand, store bølger og flodstrømme, " sagde Kai Parker, tilsvarende forfatter til undersøgelsen offentliggjort i Kystteknik . "Vi skal være i stand til at forudsige vandstanden på flere tidsskalaer."

På kort sigt – dvs. oversvømmelse fra en bestemt storm - forudsigelser kan informere beslutninger om handlinger som evakueringer og vejlukninger. Og det er også vigtigt at forstå, hvordan oversvømmelser opstår på tværs af længere tidsskalaer – f.eks. så planlæggere kan have mere information, når de beslutter sig for, om de vil udvikle et lavtliggende jordstykke eller ej.

Den nye computermodel involverer "emulering" og bruger statistiske teknikker, i modsætning til traditionelle modeller, der forsøger direkte at gengive den brede samling af fysiske processer, der er på spil, når flodmundinger oversvømmes.

Den direkte gengivelse, Parker bemærkede, at det kræver meget tid og processorkraft.

"De beregningsmæssige omkostninger gør det vanskeligt at studere oversvømmelser på lang tidsskala, " sagde han. "Nøglespørgsmålet vi ønskede at besvare i denne undersøgelse er, 'er der en bedre måde at håndtere lange simuleringstider for beregningsmæssigt dyre oversvømmelsesmodeller?'"

Forskningen var en del af Parkers ph.d. program ved OSU under professorerne David Hill fra College of and Engineering og Peter Ruggiero fra College of Earth, Ocean og atmosfæriske videnskaber. Også blandt samarbejdspartnerne var Katy Serafin, en alumne fra Oregon State, der snart vil være på fakultetet ved University of Florida.

"Vi reducerede kompleksiteten af ​​modellen ved at bruge statistiske metoder, " sagde Parker, nu Fulbright-stipendiat ved Universidad Técnica Federico Santa Maria i Chile. "Når den statistiske model, eller emulator, er bygget – når vi først har oprettet et træningsdatasæt og trænet emulatoren – kommer yderligere brug af det stort set uden omkostninger. Det er næsten øjeblikkeligt."

Emulatoren fungerede godt ved at gengive de ekstreme vandstande fra de seneste oversvømmelser i Grays Harbor, sagde Parker.

Omtrent 140 miles nordvest for Portland, Oregon, Grays Harbor er en lavvandet bugt - gennemsnitlig dybde:omkring 5 meter - med en dybvandsnavigationskanal, der vedligeholdes af United States Army Corps of Engineers.

Grays Harbour dækker 235 kvadratkilometer, fødes af fem floder, der dræner et vandskel på mere end 7, 000 kvadratkilometer og er "udsat for et energisk storm- og bølgeklima, " sagde Parker, giver en solid test for modellen.

"Vores model er meget nyttig, da vi kan bruge den til at udforske en uendelig række af fremtidige oversvømmelser, " sagde Parker. "Dette giver os mulighed for bedre at forstå risikoen for oversvømmelser i kystsamfund, samt hvordan denne risiko vil ændre sig i fremtiden."