Satellitundersøgelse viser Californiens synkende kystnære hotspots

Et flertal af verdens befolkning lever på lavtliggende områder nær havet, hvoraf nogle forventes at være under vand i slutningen af ​​det 21. århundrede på grund af stigende havniveauer.

Den mest relevante størrelse til at vurdere virkningerne af havniveauændringer på disse samfund er den relative havniveaustigning - højdeændringen mellem Jordens overfladehøjde og havoverfladehøjden. For en iagttager, der står på kystlandet, relativ havniveaustigning er nettoændringen i havniveauet, hvilket også inkluderer stigningen og faldet af landet under observatørens fødder.

Nu, ved hjælp af præcise målinger fra avanceret satellitbaseret interferometrisk syntetisk aperture-radar (InSAR), der kan registrere landoverfladens stigning og fald med millimeters nøjagtighed, et forskningshold fra Arizona State University har, for første gang, sporede hele Californiens kysts lodrette landbevægelse.

De har identificeret lokale hotspots på den synkende kyst, i byerne San Diego, Los Angeles, Santa Cruz og San Francisco, med en samlet befolkning på 4 til 8 millioner mennesker, der er udsat for hurtig landsynkning, som vil have en højere risiko for oversvømmelser i årtierne forud for den forventede havniveaustigning.

"Vi har indvarslet en ny æra med kystkortlægning på mere end 1, 000 gange højere detaljer og opløsning end nogensinde før, " sagde Manoochehr Shirzaei, som er hovedefterforsker af det NASA-finansierede projekt. "De hidtil usete detaljer og submillimeter-nøjagtighed, der er løst i vores lodrette landbevægelsesdatasæt, kan transformere forståelsen af ​​naturlige og menneskeskabte ændringer i relativ havniveau og tilhørende farer."

Resultaterne blev offentliggjort i denne uges udgave af Videnskabens fremskridt .

Forskerholdet omfattede kandidatstuderende og hovedforfatter Em Blackwell, og fakultetet Manoochehr Shirzaei, Chandrakanta Ojha og Susanna Werth, alle fra ASU School of Earth and Space Exploration (Werth har en dobbelt ansættelse i School of Geography and Urban Planning).

Em Blackwell havde en stor interesse for geologi, og da Blackwell begyndte på kandidatskolen, ansøgningerne fra InSAR trak dem til at forfølge dette projekt. InSAR bruger radar til at måle ændringen i afstanden mellem satellitten og jordoverfladen, producerer meget nøjagtige deformationskort af jordens overflade ved 10s m opløsning over 100s km rumlig udstrækning.

Landsynkning kan forekomme på grund af naturlige og menneskeskabte processer eller en kombination af dem. De naturlige processer omfatter tektonik, glacial isostatisk justering, sedimentbelastning, og jordpakning. De menneskeskabte årsager omfatter grundvandsudvinding og olie- og gasproduktion.

Fra 2005 omkring 40 millioner mennesker blev udsat for 1 ud af 100 års fare for oversvømmelser ved kysten, og i 2070 vil dette antal vokse mere end tredoblet. Værdien af ​​ejendom udsat for oversvømmelser vil stige til omkring 9 % af det forventede globale bruttonationalprodukt, med USA, Japan, og Holland er de lande med størst eksponering. Disse eksponeringsestimater er ofte kun afhængige af fremskrivninger af den globale gennemsnitlige havniveaustigning og tager ikke højde for vertikal landbevægelse.

Undersøgelsen målte hele Californiens 1350 kilometer lange kyst fra 2007-2018, kompilering af 1000-vis af satellitbilleder over tid, bruges til at lave et lodret landbevægelseskort med 35 millioner pixel ved ~80 m opløsning, omfattende en bred vifte af kysthævnings- og sætningsrater. Kystsamfundenes politiske beslutningstagere og offentligheden kan frit downloade dataene (link i supplerende data).

De fire storbyområder, der var hovedsageligt berørt i disse områder, omfattede San Francisco, Monterey Bay, Los Angeles, og San Diego.

"Langt størstedelen af ​​San Francisco-bugtens omkreds gennemgår nedsynkning med hastigheder på 5,9 mm/år, sagde Blackwell. Især, San Francisco International Airport falder med rater hurtigere end 2,0 mm/år. Monterey Bay-området, inklusive byen Santa Cruz, synker hurtigt uden nogen hævningszoner. Nedsynkningsrater for dette område når op på 8,7 mm/år. Los Angeles-området viser nedsynkning langs små kystzoner, men det meste af nedsynkningen sker inde i landet."

Områder med landhævning inkluderet nord for San Francisco Bay Area (3 til 5 mm/år) og det centrale Californien (samme sats).

Fremadrettet i de kommende årtier, kystbefolkningen forventes at vokse til over 1 milliard mennesker i 2050, på grund af kystvandring. Den fremtidige oversvømmelsesrisiko, som disse samfund vil stå over for, styres hovedsageligt af den relative havvandsstigningshastighed, nemlig kombinationen af ​​havniveaustigning og lodret landbevægelse. Det er afgørende at inkludere jordsynkning i regionale fremskrivninger, der bruges til at identificere områder med potentielle oversvømmelser for den urbaniserede kyst.

Ud over studiet, ASU-forskerholdet håber på, at andre i det videnskabelige samfund kan bygge videre på deres resultater for at måle og identificere kystfarer mere bredt i USA og rundt om i verden.