Modelowanie zmian linii brzegowych będących skutkiem ekstremalnych sztormów
Projekt finansowany w ramach programu „Horyzont 2020” miał na celu wypełnienie luk w naszej wiedzy dotyczącej modelowania zmian obszarów przybrzeżnych i linii brzegowych. Lepsze poznanie procesu zmian wybrzeży będących konsekwencją ekstremalnych sztormów pozwoli poprawić prognozy związane ze zjawiskami zachodzącymi w wyniku zmian klimatycznych. Duża część ludności świata zamieszkuje tereny nadmorskie. To właśnie te osoby najdotkliwiej odczują skutki zagrożeń związanych ze zmianami klimatycznymi. Zrozumienie zmian zachodzących na terenach przybrzeżnych jest kluczem do opracowania przyszłych strategii zarządzania wybrzeżami, które zyskują na znaczeniu ze względu na perspektywę podnoszenia się poziomu mórz oraz zwiększonej częstotliwości występowania ekstremalnych burz i sztormów. Wykorzystywane dotychczas na całym świecie modele koncepcyjne oraz numeryczne zmian zachodzących na terenach przybrzeżnych niedostatecznie odzwierciedlają zjawiska dotyczące piaskowo-skalnych wybrzeży mieszanych. Dzieje się tak nawet pomimo faktu, że geologicznie ograniczone linie brzegowe (obejmujące skaliste powierzchnie, takie jak przylądki, wychodnie, rafy czy płyty) stanowią większość wybrzeży na całym świecie. Finansowany przez Unię Europejską projekt NEARCONTROL postawił sobie za cel wypełnienie tej luki w wiedzy poprzez zbadanie, w jaki sposób piaszczyste wybrzeża ograniczone przez skały ulegają zmianom spowodowanym przez zjawiska burzowe i sztormy. „Większość stosowanych dotychczas koncepcyjnych oraz numerycznych modeli zmian wybrzeży zakłada, że są one nieograniczoną stertą jednorodnego piasku”, wyjaśnia dr Carlos Loureiro, stypendysta programu „Maria Skłodowska-Curie” oraz badacz uczestniczący w projekcie NEARCONTROL. „Tego rodzaju podejście całkowicie pomija rolę skalistych powierzchni jako fundamentalnego środka regulującego zmiany wybrzeży”. W poszukiwaniu brzegów Zespół badawczy zajął się badaniem terenów przybrzeżnych na wschodzie Republiki Południowej Afryki oraz na północy Irlandii – oba miejsca zostały wytypowane jako idealne naturalne laboratoria ze względu na ekspozycję na energetyczny klimat falowy oraz złożoność geomorfologii wybrzeża. Badacze opracowali przełomowe podejście oparte na najnowocześniejszych metodach badawczych oraz monitorowaniu, które pozwoliło im na uzyskanie wyjątkowych danych geofizycznych, morfologicznych (dotyczących formy) oraz hydrodynamicznych na temat plaż oraz stref przybrzeżnych. Przeprowadzone badania naukowe objęły pomiary geofizyczne o wysokiej rozdzielczości (przeprowadzone z wykorzystaniem zaawansowanych technologicznie sonarów, które pozwoliły na opracowanie profili powierzchni i górnych warstw dna morskiego), a także eksploracyjne modelowanie numeryczne, dzięki któremu badacze połączyli dane geologiczne i dotyczące osadów. Dodatkowo zespół zbadał także zależną od fal dynamikę oraz modele transportu osadów w realistycznych warunkach. Zdobywanie nowej wiedzy Wyniki przeprowadzonych badań przyczyniły się do rozwoju naszej wiedzy na temat geomorfologii wybrzeży. „Linia brzegowa może zmieniać się znacznie szybciej niż strefy przybrzeżne. Doprowadzi to do znaczących zmian w dynamice obszarów przybrzeżnych”, wyjaśnia prof. Andrew Cooper, kierownik projektu NEARCONTROL. „Przede wszystkim udało nam się wykazać, że współczesne strefy przybrzeżne często stanowią odzwierciedlenie znajdujących się poniżej warstw, które powstały w wyniku erozji wywołanej przez fale w czasie przesuwania się linii brzegowej w kierunku morza wraz ze wzrostem poziomu wód”, mówi dr Loureiro. Ta obserwacja potwierdziła kluczowy wpływ ekstremalnych sztormów przybrzeżnych na zmiany kształtu przeszłych, teraźniejszych i przyszłych terenów przybrzeżnych. Badacze udowodnili także, że większość współczesnych modeli numerycznych opartych na procesach nie jest w stanie dokładnie przewiedzieć zmian wybrzeży w perspektywie dziesięcioleci lub wieków. „W praktyce oznacza to, że osoby odpowiedzialne za zarządzanie wybrzeżami i planowanie muszą pogodzić się z tym, że prognozy dotyczące zmian na obszarach przybrzeżnych są w dalszym ciągu niedostatecznie wiarygodne”, dodaje prof. Cooper. Trudna podróż Powtarzające się usterki sprzętu służącego do prowadzenia badań sejsmograficznych zmusiły zespół badawczy do zwrócenia się do archiwów danych zgromadzonych przez inne instytucje w Irlandii oraz w Namibii. Oznaczało to konieczność wprowadzenia zmian w przeprowadzaniu analiz, polegających przede wszystkim na przeorientowaniu ich na zmiany różnych rodzajów nabrzeży w perspektywie dekad i stuleci. „Podkreśla to znaczenie otwartych danych w kontekście nowoczesnych badań – właśnie ich istnienie pozwoliło nam na sprostanie wyzwaniom wynikającym z problemów z gromadzeniem danych”, wyjaśnia dr Loureiro. Pomimo tego, że projekt oficjalnie dobiegł końca, w przygotowaniu nadal pozostaje szereg opracowań związanych z projektem, przede wszystkim publikacje naukowe. Wyniki będą także rozpowszechniane w ramach prezentacji i wystąpień na konferencjach naukowych. „Projekt NEARCONTROL wykazał, że strefy przybrzeżne nie tylko wpływają na to, jak dużo energii fal dociera do linii brzegowej, lecz także że służą jako źródło i zbiornik osadów przybrzeżnych”, dodał prof. Cooper. „Należy więc zauważyć, że jest to środowisko kluczowe dla prognoz dotyczących wybrzeży”.
Słowa kluczowe
NEARCONTROL, linia brzegowa, wybrzeże, sztorm, modelowanie, wiedza, prognoza
