2021年7月7日消息,世界各地的沿海社区越来越多地面临极端风暴和全球气候变化导致海平面上升共同构成的巨大威胁。近日,普利茅斯大学的科学家开发了一个简单的基于算法的模型,该模型可以准确预测海岸线可能受到的影响,从而使社区能够确定他们可能需要采取的行动来适应。


预测海岸演化 (ForCE) 模型有可能成为海岸演化科学中改变游戏规则的进步,允许在从几天到几十年甚至更长时间的任何时间尺度内预测海岸线的适应性。


普利茅斯大学开发了一个基于算法的新模型,可准确预测风暴和海平面上升对海岸的影响

位于北康沃尔(英国)的 Perranporth 海滩已经受到极端风暴和海平面上升的严重影响。图片来源:普利茅斯大学


这种广泛的时间尺度意味着该模型能够预测猛烈风暴或风暴序列的短期影响(数天到数年),以及由于预测的海平面上升而预测海岸的更长期演变水平(几十年)。


计算机模型使用过去和现在的海滩测量数据以及显示海岸物理特性的数据来预测它们在未来可能如何演变并评估我们的海岸线对侵蚀和洪水的恢复能力。


与之前尝试在类似时间尺度上进行预测的同类简单模型不同,ForCE 还考虑了潮汐、潮汐和全球海平面上升数据等其他关键因素,以评估预测的气候变化对海滩的影响。


海滩沉积物构成了我们抵御海岸侵蚀和洪水的前线,防止对我们宝贵的沿海基础设施造成破坏。因此,沿海管理人员理所当然地关注监测我们海滩上的海滩沉积物量。


新的 ForCE 模型为管理人员打开了大门,让他们无需离开办公室即可跟踪我们海滩的“健康状况”,并预测在海平面上升和海浪变化的未来可能会发生怎样的变化。


根据对英格兰西南部康沃尔北海岸 Perranporth 海滩变化的测量结果,模型预测在当前测试中的准确率超过 80%。


它还被证明可以准确预测近海沙洲的形成和位置,以应对极端风暴,以及海滩在风暴事件发生后的几个月和几年内如何恢复。


普利茅斯大学开发了一个基于算法的新模型,可准确预测风暴和海平面上升对海岸的影响

该图表显示了未来 60 年海平面的预计上升将如何影响北康沃尔(英国)Perranporth 的海滩。图片来源:普利茅斯大学马克戴维森


因此,研究人员表示,它可以为海岸侵蚀和潜在的漫顶提供早期预警,但它的稳定性和效率表明它可以预测更长时间的海岸演变。


这项发表在《海岸工程》上的研究强调,海平面上升和海岸挤压带来的威胁日益增加,这意味着追踪沉积海岸的形态演变具有重大且日益增加的社会重要性。


沿海过程副教授 Mark Davidson 博士开发了 ForCE 模型,该模型之前基于即将到来的风暴的严重程度开创了交通灯系统,以突出保护特定海滩所需的行动水平。


他说:“世界各地的顶级海岸管理人员已经认识到,在海浪和海平面不断变化的气候中,评估我们海岸线的弹性确实有必要。然而,直到现在,他们还没有必要的工具来实现这一目标。评估。我们希望我们与 ForCE 模型的合作将是朝着提供这种新的必要功能迈出的重要一步。”


普利茅斯大学是世界领先的海岸工程和面对极端风暴和海平面上升变化的权威之一。


该大学沿海过程研究小组的研究人员已经检查了从英格兰西南部海岸到太平洋偏远岛屿的各个地方的影响。


他们表明,自 1948 年有记录以来,2013/14 年的冬季风暴是袭击西欧大西洋沿岸最活跃的一次,并表明这些风暴发生五年后,许多海滩仍未完全恢复。


案例分析


普利茅斯大学的研究人员十多年来一直在北康沃尔郡的佩兰波斯进行海滩测量。最近,这是由自然环境研究委员会资助的 400 万英镑 BLUE-coast 项目的一部分,该项目旨在解决沉积物预算的重要性及其在沿海恢复中的作用。


调查显示,在经历了极端风暴之后,例如 2013/14 年袭击英国的风暴,海滩在夏季得到了一定程度的恢复,但这种恢复在接下来的冬天基本上消失了。这造成了一种情况,即在 Perranporth 等地点,高水位海岸线进一步向陆地靠岸。


目前预测海平面将在未来 100 年上升约 50 万。然而,这有很大的不确定性,在同一时间范围内很容易超过 1m。如果后者被证明是真实的,那么在未来 60 年内,海岸线上的重要建筑,例如水坑酒吧,将受到严重威胁。



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