Undersøgelse viser bølger, nedbør vigtige dele af klipperosionsprocessen, giver nye muligheder for at forbedre prognoser

Scripps Institution of Oceanography ved UC San Diego forskere har afsløret, hvordan regn og bølger virker på forskellige dele af kystklipperne.

Efter tre års klippeundersøgelser i og nær kystbyen Del Mar, Californien, de fastslog, at bølgepåvirkninger direkte påvirker basen, og regn påvirker for det meste den øvre del af klipperne.

Undersøgelsen vises i tidsskriftet Geomorfologi og blev finansieret af California State Parks. Californiens State Parks Oceanography-program understøtter klimatilpasning og modstandsdygtighed gennem observationer og modellering af erosion af kyster og klipper, måling og forudsigelse af stormflod og bølgevariabilitet, og etablering af baselines for bølgeforhold til brug i design og drift af kystprojekter.

"Det er noget, jeg har forsøgt at kvantificere i lang tid, hvilket er spændende, " sagde kyst geomorfolog Adam Young, hvem er hovedforfatter på papiret. "Vi har altid vidst, at bølger var en vigtig del af klippeerosionsprocessen, men vi har ikke været i stand til at adskille indflydelsen fra bølger og regn før."

Efter årtiers debat om de forskellige roller, som bølger og regn spiller i klippeerosion, resultaterne giver en ny mulighed for at forbedre prognoser, hvilket er et presserende problem både i Del Mar og på den anden side af Californiens kyst. For eksempel, kvarterer og en jernbanelinje langs klippekanten i Del Mar. Tidligere episoder med klippesvigt har resulteret i adskillige togafsporinger og jordskred, som udløser midlertidige jernbanelukninger og nødreparationer. Konsekvenserne kan være dyre.

Før Youngs studie, det nøjagtige forhold mellem bølger, regn, og klippefejl var uklare, mest fordi det er svært at måle påvirkningen af ​​bølger på klippebunden.

"Hver gang en undersøgelse involverer sensorer i kystzonen, det er en udfordring, sagde Young. F.eks. hans team ved Scripps Oceanography's Center for Climate Change Impacts and Adaptation begraver sensorer i sandet, der måler bølgeenergi. Stor surf og erosion kan flytte sensorerne og forhindre videnskabsmænd i at indsamle pålidelige målinger.

Nøglen til deres succes, ifølge Young, var at besøge og måle klipperne hver uge i tre år - en indsats, der var blandt de mest detaljerede, der nogensinde er foretaget for at studere kystklipper. Disse optegnelser langs den 1,5 kilometer lange strækning i Del Mar gjorde det muligt for Youngs hold at udrede virkningerne af nedbør og grundvandsafstrømning fra bølgepåvirkninger.

"Vi kan nu bedre forudsige, hvor meget erosion vil forekomme under en bestemt storm ved hjælp af bølge- og nedbørserosionsforholdet, som vi har identificeret her, " sagde Young.

Youngs gruppe kombinerede målinger fra sensorerne begravet i sandet med computermodeller af bølgeenergi, samt med tredimensionelle kort over stranden og klipperne indsamlet ved hjælp af en LiDAR-enhed – et laserkortlægningsværktøj – der blev monteret på lastbiler kørt langs stranden. Holdet analyserede også nedbørsdata fra en lokal Del Mar vejrstation.

Fordi nedbør og tilhørende forhøjede grundvandsstande udløser større jordskred, klipperosion ser generelt ud til at være mere korreleret med regn. At drille den bølgedrevne klipperosion er en mere subtil og vanskelig proces, men vigtigt, fordi den bølgedrevne erosion svækker klippebunden og sætter scenen for de regndrevne jordskred.

At forstå den måde, klipper og bølger opfører sig på sammen, vil hjælpe med at forbedre kortsigtede modeller, der forudsiger klippetilbagetrækning, but the researchers will need more information to predict how future rainfall and waves will drive cliff erosion in the long term.

Young and his group plan to continue to collect data in Del Mar, and are developing a website to make the information about the conditions leading to coastal landslides readily available.