Brug af natur og data til at klare kyststorme

Ekstreme vejrbegivenheder bliver hyppigere og mere intense, nogle gange med tragiske konsekvenser. Europas kystbyer forbereder sig på at møde udfordringerne med hjælp fra naturen og data fra det ydre rum.

Da befolkningen i La Faute-Sur-Mer – en lille fransk kystby i Vendée nord for La Rochelle – puttede i seng natten til den 27. februar 2010, rasede en voldsom storm ude på havet.

Hvirvlende, cykloniske vinde, høje bølger og kraftig regn blæste op over Biscayabugten kombineret med et højt springvand for at skabe kaos, da det ramte kystlinjen i det vestlige Frankrig. Beboerne vågnede til en scene med fuldstændig ødelæggelse.

Byen lå faretruende mellem Atlanterhavet på den ene side og floden Lay på den anden og blev fuldstændig oversvømmet af oversvømmelser fra stormfloden. Huse, ejendom og virksomheder blev ødelagt.

Af de 53 mennesker i Frankrig, der døde som følge af stormen Xynthia, var 29 fra La Faute.

I en by med en befolkning på kun 1.000 mennesker var det en ødelæggende tragedie.

Ekstremt vejr

Sådanne ekstreme vejrbegivenheder bliver mere almindelige, og kystområderne er særligt sårbare, siger Dr. Clara Armaroli, en kystgeomorfolog, der har specialiseret sig i kystdynamik (hvordan kystlinjer udvikler sig).

Som svar leder University School for Advanced Studies (IUSS) i Pavia, Italien, et paneuropæisk projekt for at udvikle et tidligt varslingssystem for at øge kystnære modstandsdygtighed. Armaroli koordinerer projektet, kaldet European Copernicus Coastal Flood Awareness System (ECFAS).

"I betragtning af klimaændringer og havniveaustigning ved vi, at der vil være en stigning i tendensen og omfanget af kyststorme," sagde Dr. Armaroli.

"Det, der er brug for, er et bevidsthedssystem på europæisk plan til at informere beslutninger."

ECFAS er blevet oprettet for at udvikle et proof-of-concept for et tidligt varslingssystem for kystnære oversvømmelser. Det vil udvikle et funktionelt og operationelt design.

Den trækker på data og bruger værktøjer fra EU's Copernicus jordobservationssatellitter og fra Copernicus Services.

Centralt for dette er, hvordan data om stormfloder, størrelsen af ​​oversvømmelser og potentielle påvirkninger kan indarbejdes i EU's Copernicus Emergency Management Service (Copernicus EMS).

Copernicus EMS er en rumbaseret overvågningstjeneste for Europa og kloden, der bruger satellitdata til at spotte tegn på forestående katastrofe, hvad enten det er fra skovbrande, tørke eller flodoversvømmelser.

Kystoversvømmelser er endnu ikke en del af Copernicus-nødhåndteringsblandingen, så ECFAS ønsker at "lukke kløften", siger Armaroli.

Dette vil sikre, at kystoversvømmelser overvåges i fremtiden, og at sådanne sårbarheder bliver en del af overvågningsprogrammet.

Ud over at kortlægge udviklingen af ​​storme, der bryder på Europas kystlinjer, integrerer ECFAS-teamet data om ændringerne af kystlinjer forårsaget af kysterosion. Det er en voksende bekymring, efterhånden som havniveauet stiger over hele kloden.

Grænseerosion

"Sårbarheden og eksponeringen af ​​vores kystområder er også stigende på grund af erosion, som indsnævrer grænsen mellem land og hav," sagde Dr. Armaroli.

Det tidlige varslingssystem vil indsamle data fra en række kilder, som alle påvirker oversvømmelsesrisikoen. Dette omfatter geografiske faktorer som arealanvendelse og dækning, jordtype, tidevandsændringer, bølgekomponenter og havniveauer.

Det er ved at blive designet til at give prognoser for kystnære stormfarer op til fem dage ude. Potentielt kunne det arbejde sammen med allerede eksisterende regionale og nationale systemer for at forbedre det lokale forsvar.

Ser man ud over proof-of-concept-stadiet, håber Armaroli, at ECFAS-advarsel for kystbevidsthed kan spille en afgørende rolle i at hjælpe områder med at forberede sig bedre på, når katastrofen rammer.

"Vores arbejde har startet en proces, men i fremtiden håber vi, at dette virkelig kan være med til at øge vores kystområders modstandsdygtighed over for de kommende ekstreme vejrbegivenheder," sagde hun.

På Irlands vestkyst, i den atlantiske havneby Sligo, tager en miljøingeniør ved navn Dr. Salem Gharbia de udfordringer, som kystbyerne står over for, til næste niveau.

Med projektet—SCORE—Smart Control of the Climate Resilience in European Cities—Dr. Gharbias team er ved at opbygge et netværk af "levende laboratorier" for hurtigt og bæredygtigt at forbedre den lokale modstandsdygtighed over for kystnære skader.

"Kystbyer står over for store udfordringer i øjeblikket, fordi de er så tæt befolkede, og fordi deres beliggenhed gør dem sårbare over for havniveaustigning og klimaændringer," sagde han.

Med SCOREs netværk af 10 kystbyer – fra Sligo til Benidorm, Dublin til Gdańsk – Dr. Gharbia har til hensigt at skabe en integreret løsning, der skal hjælpe kystcentre med at afbøde risiciene.

"Hovedidéen bag konceptet er, at vi har kystbyer, der lærer af hinanden," sagde han.

Samskabte løsninger

"Each living lab faces different local challenges," he said, "But each has been established to include citizens, local stakeholders, engineers, and scientists to co-create solutions that can increase local resilience."

Through the network, SCORE wants to pioneer nature-based solutions such as the restoration of floodplains or wetlands that reduce the risk of flooding in coastal regions. It's a model that is already proving effective.

One example, a project to bio-engineer sand dunes in Sligo for stronger natural defenses, is also being tested in Portugal.

The team is developing smart technologies to monitor and evaluate emerging coastal risks. In addition to using existing Earth observation data, this means the community can become involved through new citizen science projects aimed at expanding local data collection.

In Sligo, locals are already getting involved in the monitoring of coastal erosion using what Dr. Gharbia terms "DIY sensors"—drone kites—equipped with cameras, to survey local topography.

Elsewhere, citizens are helping to monitor and record water levels and quality, as well as wind speed and direction with a variety of other sensors.

Sustaining local citizen involvement in this way is crucial to SCORE's success, said Gharbia.

"It's essential that this is two-way for citizens," he said. "Without engaging them fully in the process of co-design and co-creation of ideas to mitigate risks, you will never get them committed to the types of solution proposed."

Data sources

All of this, of course, is creating a wealth of new data from a multitude of sources. But Dr. Gharbia is adamant that an integrated approach is critical.

"The main reason we're developing this system is," he said, "We've realized that to increase climate resilience we have to utilize all the information coming in from different sources."

Ultimately, the goal behind the work is for a real-time, early warning system that could be used by local and regional policy makers to test a range of "what if" scenarios.

Currently, the team are categorizing the data and optimizing the systems and models. In time, they hope other regions can learn from the approach and develop similar living labs.

Dr. Gharbia said the impact of his research project should be "to create an integrated solution that can be used in multiple different locations and can make a big impact in increasing local coastal resilience."

Resilience like it should spread far and wide. "The main purpose is a solution that can be replicated and scaled up," said Dr. Gharbia. The tragic consequences of more frequent and more intense coastal storms must be averted. + Udforsk yderligere

High-tide floods surge as climate changes and sea level rises