Kystlinjemodellen forudsiger langsigtet fremtid for stormbeskyttelse og havniveaustigning

Forskere i North Carolina har lavet en simuleringsmodel til at analysere, hvordan kystforvaltningsaktiviteter, der skal beskytte barriereøer mod havniveaustigning, kan forstyrre de naturlige processer, der holder barriereøerne over vandet.

"Kystforvaltningsstrategier, der har til formål at beskytte mennesker, ejendom og infrastruktur mod stormpåvirkninger, kan over årtier øge sårbarheden, endda føre til tab af barriereøer, især når havniveaustigningerne stiger," siger A. Brad Murray, professor i geomorfologi og kystnære processer på Duke University's Nicholas School of the Environment.

Han og andre forskere i North Carolina skabte en computermodel, der simulerer dynamikken i barriereø-systemer i løbet af de næste to århundreder, og viser, hvordan naturlige processer, der skaber og vedligeholder disse systemer, påvirker samfund og infrastruktur, og hvordan menneskelig indsats for at beskytte samfund og infrastruktur, i tur, påvirke disse naturlige processer. De offentliggjorde et par undersøgelser om værket den 9. april 2024 i Earth's Future.

Barriereøer er smalle offshore-landformer, der løber parallelt med fastlandets kystlinje. Disse er dynamiske træk, som naturligt stiger og migrerer mod land, efterhånden som havniveauet stiger, eller sedimentforsyningen svinder ind. Barriereøer absorberer bølgeenergi, før bølger rammer fastlandet, hvilket kan mindske kyststormfloder og oversvømmelser. USA har det største omfang af barrierer på verdensplan og strækker sig over store dele af det sydøstlige og Mexicanske Golf.

Kystsamfund på barriereøer, som længe har kæmpet med eroderende kystlinjer og kyststorme, står nu over for en betydelig stigning i havniveauet på grund af klimaændringer. De støder allerede på øgede risici for kystoversvømmelser og trusler mod kritisk infrastruktur.

Mange af disse kystsamfund er afhængige af føderalt subsidieret "strandnæring" - kunstig udvidelse af strande med sand - eller konstruerede løsninger, såsom konstruktion af kunstigt høje klitter, for at tilpasse sig ændrede klimatrusler.

Nogle af disse løsninger afbryder imidlertid naturlige processer, der har holdt barrierer over havets overflade.

Sand aflejret på disse øer, når stormbølger slår klitter ned, er afgørende for at bevare barrierernes bredde og højde. Men på udviklede barrierer er stormnedfald – inklusive overskyllet sand på veje – farer.

"Kontraintuitivt, jo mere succesfulde mennesker er i at forhindre stormpåvirkninger, jo mindre modstandsdygtig bliver barrieresystemet på lang sigt," sagde medforfatter, Laura Moore, professor i kyst geomorfologi ved University of North Carolina i Chapel Hill. "Vanskelige afvejninger vil være uundgåelige, når det kommer til at styre kysten med håbet om at bevare kystlivet, som vi kender det."

Forskernes modellering viser, at hvor længe en barriere forbliver beboelig varierer med forskellige kystforvaltningsstrategier og klimascenarier.

For eksempel viste modellen, at et skift væk fra praksisserne med at beskytte veje med høje klitter og bulldozing af overvasket sand fra asfalterede overflader kan tillade barrierer, der ville være blevet ubeboelige, at vende tilbage og holde trit med havniveaustigningen længere.

Ved at vedtage forvaltningsstrategier, der tillader et segment af kystlinjen at udvikle sig naturligt – såsom at bygge en lang bro til at erstatte en del af en motorvej – kan øge barrieresystemets modstandsdygtighed i dette område. Imidlertid påvirker forvaltningsstrategier i et område erosionsrater i tilstødende områder.

Øget langsigtet modstandsdygtighed i ét område kan komme på bekostning af højere kystlinjestabiliseringsomkostninger for nabosamfund. I betragtning af disse forbindelser langs kysten kan interessenter i nærliggende kystområder drage fordel af at samarbejde, bemærkede forfatterne.

"Der er ingen perfekt løsning," sagde studiets hovedforfatter, Katherine Anarde, assisterende professor i kystteknik ved North Carolina State University. "Forståelse af et helt barrieresystem, og hvordan det reagerer på forskellige kystforvaltningsbeslutninger er afgørende for at vurdere bæredygtigheden af ​​kystudviklingen over de kommende årtier. Modellen hjælper os med at overveje flere faktorer i forvaltningen af ​​kystområder for at sikre, at vi ikke utilsigtet gør tingene værre i det lange løb, og for at afveje kompromiserne."

Flere oplysninger: K. A. Anarde et al., The Future of Developed Barrier Systems:1. Pathways Toward Ubeboelighed, Drukning og Rebound, Jordens Fremtid (2024). DOI:10.1029/2023EF003672

K. A. Anarde et al., The Future of Developed Barrier Systems:2. Langslandskompleksiteter og nye klimaændringsdynamik, Jordens fremtid (2024). DOI:10.1029/2023EF004200

Journaloplysninger: Jordens fremtid

Leveret af Duke University