Den truende trussel om stigende havniveauer – og hvad vi kan gøre ved det

I mere end to årtier, Patricia Manuel har set vandet stige omkring hende.

Uanset om det er i Atlantic Canada, Holland, Island eller langs den østlige kyst, miljøplanlæggeren har været vidne til rækken af ​​skader forårsaget af indtrængende tidevand, stormfloder og stigende vandstande i kystsamfund, der nu i stigende grad er sårbare over for have i flux.

Opgørelsen af ​​tab omfatter alt fra det almindelige til det ekstraordinære:en nybygget strandpromenade oversvømmet af svulmende tidevand i det vestlige Newfoundland; druknede skove; en kaj nedsænket under det højeste tidevand i en kystby i Nova Scotia, hvor stigende vandstande nu griber ind i historiske kystbygninger - ofte hjertet af kystbyer, der nu har stigende risiko for tidevands- og stormflodsoversvømmelser. Eller indvirkningen på hendes hjemby Halifax, hvor kraftige orkaner har sendt vand bølgende op på byens maleriske kystlinje, ødelægger bygninger, river kajer op og oversvømmer en vej, der fører trafikken ind i centrum, på trods af havvolde, der skulle afværge de stigende tidevand.

For Dr. Manuel, en professor ved Dalhousie University's School of Planning, de er alle blot tegn på den voksende trussel fra havniveaustigningen og det presserende behov for kystsamfund for at forberede sig på det. "Tidevand når længere ind i landet i deres højeste udstrækning, " siger hun. "Tidvandszonen bevæger sig mod land, og det betyder, at områder, hvor tidevandet ikke tidligere var nået, nu bliver oversvømmet."

En accelererende trussel

Udfordringens alvor blev for nylig beskrevet i en udtømmende rapport fra det FN-ledede mellemstatslige panel om klimaændringer, som udsendte en skarp advarsel om, hvordan den hidtil usete stigningstakt kun vil forværres, hvis der gøres lidt for at dæmme op for drivhusgasemissioner og global opvarmning.

Rapporten fandt, at det globale havniveau steg med omkring 15 centimeter i løbet af det 20. århundrede, men "stiger i øjeblikket mere end dobbelt så hurtigt - 3,6 millimeter om året - og accelererer." Stigningshastigheden var 2,5 gange hurtigere fra 2006 til 2016, end den var i næsten hele det 20. århundrede.

Rapporten forklarer, hvordan havstigningen opstår, når gletsjere og iskapper taber masse, med meget af det smeltevand, der kommer fra Grønland og Antarktis. Stigningen er også forårsaget af den termiske udvidelse af det varme vand og menneskelige aktiviteter, såsom grundvandsnedbrydning. Forfatterne advarer om, at havniveauet vil fortsætte med at stige i århundreder og kan stige med en meter i 2100, "selvom udledningen af ​​drivhusgasser reduceres kraftigt, og den globale opvarmning er begrænset til et godt stykke under 2°C."

Hvis emissionerne ikke kontrolleres, forskere forventer, at milliarder af mennesker kan blive fordrevet af havniveauer, der stiger adskillige meter inden 2300. Stigende hav og højere tidevand truer også levesteder for sårbare arter, historisk betydningsfulde steder - såsom fæstningen Louisburg, for eksempel, i Nova Scotia - og kunne forurene vandforsyninger og landbrugsarealer.

I Atlanterhavet Canada, det er forudsagt, at den relative havniveaustigning i løbet af dette århundrede forventes at overstige det globale gennemsnit og vil komme med en høj pris. Ifølge en ekspertrapport bestilt af den canadiske regering tidligere i år, havniveaustigning og stormfloder kan koste milliarder i skader for de omkring 6,5 millioner mennesker, der bor langs Canadas 243, 000 kilometer kystlinje.

Rapporten, Canadas største risici for klimaændringer, advarede om, at i nogle områder på den østlige kyst ville en stigning på 50 cm i havniveauet "oversvømme dæmningsveje, broer, nogle marine faciliteter og kommunal infrastruktur, med udskiftning til en værdi af hundreder af millioner af dollars."

"Vi har denne historiske havnefront i Halifax. Den blev bygget, da havniveauet var omkring en meter lavere. Bygningerne er nu tættere på tidevandet og er på havniveau, så det er noget, vi skal tænke over, og hvordan vi vil reagere på havniveaupåvirkninger, " siger Dr. Manuel.

På vestkysten, tusindvis af hektar landbrug, bolig- og industrijord er "sårbare over for oversvømmelse ved en stigning i havniveauet på én meter i mangel af beskyttende strukturer, " hedder det i rapporten. Den tilføjer, at næsten 300, 000 mennesker i Vancouver lever ved eller under havoverfladen, beskyttet af 127 km diger, der ikke er designet til at tage højde for havstigninger.

I økonomisk henseende, en rapport fra 2016 anslog, at havniveaustigninger og stormfloder kunne nå op på mere end 50 milliarder dollars i nutidsværdiomkostninger. Mange af dem forventedes at blive opstået i British Columbia på steder, der måske ikke er forberedt på stigende vand.

Det er her Dr. Manuel kommer ind.

Samarbejdsløsninger

Sammen med forskere ved canadiske institutioner, Dr. Maunel studerer de forskellige måder, kommuner kan forberede sig på og tilpasse sig til havniveaustigninger, samtidig med, at der gives vejledning i, hvordan man bedre kan placere landbaserede aktiviteter i forhold til kysten. Hun arbejder sammen med Eric Rapaport, også med Skolen for Planlægning, Kate Sherren, en lektor ved Dalhousies skole for ressource- og miljøstudier, og Dr. Danika van Proosdij ved Saint Mary's University på et initiativ kaldet "Making Room for Movement." Deres arbejde er finansieret af Natural Resources Canada.

Projektet ser på naturbaserede strategier - en økosysteminspireret tilgang til havniveaustigning, der vinder indpas rundt om i verden. Det kan involvere at bevare eller genoprette kystnære økosystemer, som klitter, vådområder og rev, som en måde at give naturlig kystbeskyttelse. Vådområder, for eksempel, kan reducere bølgernes kraft og fungere som forhindringer for stormfloder, samtidig med at de fanger sediment og dæmper erosion. De tjener også som vigtige kulstoflagre, men det anslås, at omkring halvdelen af ​​verdens kystnære vådområder er gået tabt i løbet af de sidste 100 år på grund af menneskelig aktivitet og ekstreme vejrbegivenheder.

Den naturbaserede tilgang er tiltalende, fordi den kan være billigere og mere effektiv end at bygge vægge eller andre hårde overflader, der skal holde stigende hav på afstand.

"Vi kan bygge hårde barrierer, vi kan sætte i dæmninger, vi kan sætte havmure ind, vi kan lægge beklædninger i for at beskytte mod erosion - men det går i stykker, og du skal forny det og bygge det højere op, når havniveauet stiger, " siger Dr. Manuel, som har undervist og forsket i miljøplanlægning siden slutningen af ​​1980'erne og begyndte arbejdet med planlægningstilgange for havniveaustignings tilpasning til havniveaustigninger i midten af ​​2000'erne.

"Der er mere og mere erkendelse af, at det at tillade naturlige processer at forekomme og også bruge naturlige strukturer i stedet for hård infrastruktur er mere en langsigtet strategi, hvor man i stedet for at hærde kystlinjen holder den naturlig eller genindfører naturen tilbage i kystlinjen, fordi hvis den får plads nok, vil den hjælpe på lang sigt."

Et hold, ledet af Saint Mary's University og involverer Dal-forskere, evaluerer denne strategi i Annapolis Valley i Nova Scotia, en region kendt for ikoniske digeområder, der spænder over kysten og er en kulturskat for lokale beboere. De er kernen i forskningen, som Kate Sherren laver som en del af et nationalt projekt på 5,5 millioner dollars finansieret af Natural Sciences and Engineering Research Council, der vil overvåge såkaldte økosystemtjenester, eller de fordele mennesker får af naturen.

Dr. Sherrens team vil bruge fem år på at studere den kulturelle værdi af digeområder, de økosystemtjenester, de leverer, hvordan de beskytter kystlinjen og hvilke, hvis nogen, kunne genoprettes til strandenge. Noget af det arbejde vil involvere at tale med folk om deres bånd til digerne, som akadierne begyndte at konvertere fra strandenge til rige landbrugsområder i 1600-tallet.

Udfordringen er nu, at meget af de 240 km diger, der beskytter 17, 400 hektar bolig, industriel, rekreative og kommercielle områder i Nova Scotia er ikke robuste nok til at klare øgede havniveauer og stormfloder, Dr. Sherren siger.

"Det, vi gør, er at lede en videnskabelig kampagne for at forstå, hvordan diger og strandenge leverer økosystemtjenester over tid, og vi vil sætte alt dette sammen i modellering og beslutningstagning, så det bliver vigtigt, " hun siger, tilføjer, at arbejdet også kan involvere ændrede opfattelser omkring naturbaserede fredninger.

"Vi ved, at strandenge og vådområder giver en bufferbeskyttelse, men vi ved ikke, hvordan vi skal stole på dem endnu, og det er i høj grad en tankegang - vi stoler på ting, vi bygger, vi stoler ikke på ting, der bygger sig selv."

Ultimativt, forskerne vil give deres resultater til Nova Scotia Department of Agriculture, da det afgør digets skæbne, og om de skal forstærkes, omstillet eller restaureret som strandenge.

En synkende følelse

Der er en ekstra påtrængning af truslerne fra havniveaustigning i dele af østkysten, hvor et geologisk fænomen kaldet isostatiske justeringer får jorden til at synke, at give et dobbelt slag til samfund, der kæmper med stigende hav. I Halifax, for eksempel, Havniveauet steg med en hastighed på omkring 3,3 mm om året i det 20. århundrede, giver det en af ​​de mest alvorlige priser i landet. Omkring halvdelen af ​​stigningen er global havniveaustigning, og den anden halvdel er et resultat af nedsynkning.

"Sikkert, gennem hele Nova Scotia aftager vi – nogle steder mere end andre – og vandet stiger, " siger Dr. Manuel. "Der er andre steder i verden, hvor det sker, men det gør vores situation sværere."

Det stiller kritiske spørgsmål til kommuneplanlæggere om, hvordan man bedst beskytter eksisterende infrastruktur på byens populære havnefront og styrer den fremtidige udvikling. Som Dr. Manuel udtrykker det, kystlinjen har længe været betragtet som en bekvemmelighed efterspurgt af udviklere og husejere. Men hun siger, at tænkningen måske skal ændres, da risiciene fra stigende havniveauer, stormfloder og skiftende tidevandslinjer fortsætter med at stige.

"Lad os se det i øjnene, der er visse ting, der skal være ved kysten, men har du brug for din ejerlejlighed lige ved kysten? Har du brug for et kunstgalleri lige ved kysten?" siger hun. "Vi elsker vores kyst, og det er problemet. Vi elsker det for meget, og så gør vi ting, der bringer os i fare og skaber problemer for andre."

Institut for Oceanografi i Dalhousie har en langvarig interesse i de videnskabelige aspekter af havniveaustigning og de langsigtede konsekvenser for kystsamfund, når det kommer til kystoversvømmelser forårsaget af ekstremt vejr.

Keith Thompson, en fællesudnævnt professor ved Institut for Oceanografi og Institut for Matematik og Statistik, bringer et unikt perspektiv til problemet. Hans forskning ser på fysikken, der forklarer, hvordan stormfloder genereres og interagerer med tidevandet, og også udvikling af statistiske metoder til at kvantificere den skiftende risiko for oversvømmelser under fremtidige scenarier med havniveaustigning.

Dr. Thompson arbejdede med en tidligere Dalhousie kandidatstuderende, Natacha Bernier, at skabe en computermodel, der nøjagtigt kunne forudsige stigninger fra Labradors nordspids til Maine-bugten. En modificeret version af modellen bliver brugt af Environment Canada og Climate Change til at give fem-dages prognoser for østkystens oversvømmelser på daglig basis.

Den samme bølgemodel er blevet brugt til at kvantificere ændringer i sandsynligheden for kystoversvømmelser 50 til 100 år ud i fremtiden, under hensyntagen til usikkerhed i den globale havniveaustigning i forbindelse med, for eksempel, smeltningen af ​​landbaseret is fra Grønland og Antarktis.

"På kort sigt, ændringer i hyppigheden og styrken af ​​storme kan problemer med bønner, men den ubønhørlige stigning i det globale havniveau er den store, skræmmende monster, når du begynder at se 50 til 100 år ud i fremtiden, " siger han. "Og det er her, Halifax-vandfronten kan være reelle problemer - en stigning i aglobalsøniveauet på omkring en meter ville være som at tilføje endnu et springvand til de højeste oversvømmelser, vi har oplevet i Halifax i løbet af de seneste årtier."

Kevin Quigley, direktør for MacEachen Institute for Public Policy and Governance ved Dalhousie University, siger de omfattende skader og udbredte strømafbrydelser forårsaget af stadig kraftigere storme, som orkanerne Juan og Dorian, styrke behovet for smart kystplanlægning.

"Det, vi skal tænke på på mellemlang sigt, er, hvordan vi bygger samfund, der ikke er så direkte udsat for risikoen for oversvømmelser på grund af øgede oversvømmelser, " siger han. "Vi er nødt til at stoppe med at bygge i oversvømmelsestruede områder, og vi skal begynde at tænke på kompensationsprogrammer for ejendomme, der bare ikke er beboelige."

Det er en forbudt udsigt for lavtliggende jurisdiktioner rundt om på kloden, der nu er tvunget til at overveje muligheden for, at deres samfund måske ikke længere er sikre, hvis havniveauet fortsætter med at stige.

Forskning offentliggjort i efteråret tyder på, at land, der nu er besat af 300 millioner mennesker, kan blive ramt af oversvømmelser mindst en gang om året i 2050, medmindre kulstofemissionerne reduceres betydeligt og kystforsvaret styrkes. Det nye tal er mere end tre gange højere end et tidligere skøn på, at 80 millioner mennesker er berørt, med de fleste i udviklingslande i Asien. Alene i Indonesien 23 millioner mennesker anses nu for at være i fare for kystoversvømmelser. Estimatet kommer efter, at regeringen for nylig meddelte, at den ville flytte Jakartas hovedstad, fordi den synker med en alarmerende hastighed, og at en del af den kan være helt under vand i 2050.

Dr. Manuel siger, at folk, der bor i deltastater eller små øer i udviklingslande, er særligt sårbare, fordi der er lidt plads til tilbagetog, og de måske ikke har penge nok til beskyttende ingeniørarbejde.

"Sådanne situationer kan føre til klimaforandringsflygtninge, " siger hun. "Hvordan reagerer vi? At åbne nyt territorium for udvikling på meget sårbare steder er tåbelighed og ikke ansvarligt."

De skarpe fremskrivninger tjener som en opfordring til videnskabsmænd i forskellige discipliner, kommunale planlæggere og politiske beslutningstagere til at arbejde sammen om at løse det komplekse problem, siger Anya Waite, videnskabelig direktør for Ocean Frontier Institute i Dalhousie.

Det er særligt vigtigt, at forskere taler med hinanden på grund af de mange problemer, der bidrager til stigende havniveauer - nedsynkning, issmeltning, opvarmende vand og drivhusgasemissioner, hun siger.

"Det er samspillet mellem alle de ting, som vi skal forstå for virkelig at beskytte kyststrækninger, og det er derfor, du har brug for naturvidenskabsmænd, der arbejder tæt sammen med og taler regelmæssigt med de samfundsforskere, der arbejder med aspekter såsom afbødning, ligesom Dr. Manuel, " siger Dr. Waite. "Selv bare det at flytte den samtale er succes, og på OFI bevæger vi os hen imod den succes ved at lette havsamtaler på tværs af discipliner."