新ForCE模型能準確預測海岸將如何受到風暴和海平面上升影響

據外媒報道,世界各地的沿海社區正不斷地面對極端風暴和全球氣候變化導致的海平面上升所構成的巨大威脅。然而普利茅斯大學的科學家開發了一種基於算法的簡單模型,它可以準確預測海岸線可能受到的影響從而使社區能確定他們可能需要採取哪些行動來適應。

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海岸進化預測(ForCE)模型有可能成為海岸進化科學中一個改變遊戲規則的進步,其允許研究人員在從幾天到幾十年甚至更長的時間尺度上預測海岸線的適應。

這種廣泛的時間尺度意味着該模型能預測劇烈風暴或風暴序列的短期影響(從幾天到幾年)以及預測由於預期的海平面上升(幾十年)而導致的更長期的海岸演變。

據了解,這種計算機模型使用過去和現在的海灘測量數據及顯示海岸物理特性的數據來預測它們在未來可能的演變並評估海岸線對侵蝕和洪水的恢復能力。

不像以前那種嘗試在類似時間尺度上進行預測的簡單模型,ForCE還考慮了潮汐、巨浪和全球海平面上升等其他關鍵因素以評估預測的氣候變化可能對海灘造成的影響。

新ForCE模型能準確預測海岸將如何受到風暴和海平面上升影響

海灘沉積物是抵禦海岸侵蝕和洪水的第一線,它們可以防止我們寶貴的海岸基礎設施受到破壞。因此,海岸管理者關注監測海灘上的海灘沉積物量是正確的。

新的ForCE模型為這些管理者打開了一扇門,這讓他們不用離開辦公室就能跟蹤我們海灘的“健康”並預測在海平面上升和海浪變化的未來可能會發生什麼變化。

在目前的測試中,基於對英格蘭西南部康沃爾北海岸Perranporth海灘變化的測量,模型預測的準確率已經超過80%。

另外,它還被證明能準確預測極端風暴下海岸沙洲的形成和位置及風暴事件發生后海灘如何在數月或數年後恢復。

研究人員表示,它可以為海岸侵蝕和潛在的淹沒提供一個早期預警,但它的穩定性和有效性表明,它可以在更長的時間尺度上預測海岸的演變。

發表在《Coastal Engineering》上的這項研究強調,海平面上升和海岸擠壓帶來的日益增加的威脅意味着,追蹤沉積海岸的形態演變具有實質性和日益重要的社會意義。

海岸過程副教授Mark Davidson博士開發了ForCE模型,此前他曾開創了一種基於即將來臨的風暴的嚴重程度的交通燈系統以此來突出保護特定海灘所需的行動水平。

他表示:“世界各地的頂級海岸管理者已經認識到,在海浪和海平面不斷變化的氣候中,評估我們的海岸線的恢復能力是真正有必要的。然而,到目前為止,他們還沒有必要的工具來進行評估。我們希望我們跟警隊模式的合作將是向提供這種新的和重要的能力邁出重要的一步。”

普利茅斯大學在面對極端風暴和海平面上升時的海岸工程和改變方面是世界領先的權威之一。

該大學海岸過程研究小組的研究人員檢查了從英格蘭西南部海岸到太平洋偏遠島嶼的所有地方的影響。

他們指出,2013年至2014年的冬季風暴是自1948年有記錄以來襲擊西歐大西洋海岸最猛烈的一次,另外還表明,在那些風暴過去5年之後,許多海灘仍未完全恢復。

案例研究–北康沃爾珀蘭波斯

普利茅斯大學的研究人員十多年來一直在北康沃爾的珀蘭波斯進行海灘測量。最近,這是由自然環境研究委員會(Natural Environment Research Council)資助的價值400萬英鎊的BLUE-coast項目的一部分,該項目旨在解決沉積物預算的重要性及其在海岸恢復中的作用。

調查顯示,在極端風暴之後,如2013/14年襲擊英國的那次,海灘在夏季的幾個月里恢復了一定程度,但在接下來的冬天,這種恢復基本上被抹去了。這就造成了一種情況,在珀蘭波斯等地點,高水位的海岸線向陸地方向移動。

據目前預測,在未來100年裡,海平面將上升約0.5米。然而這有很大的不確定性,在相同的時間範圍內,它可能很容易超過1米。如果後者被證實是真的,那麼在未來60年內,海岸線上的突出建築–如Watering Hole酒吧–將面臨嚴重威脅。

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