Al meer dan twee decennia, Patricia Manuel heeft het water om haar heen zien stijgen.

Of het nu in Atlantisch Canada is, Nederland, IJsland of langs de oostkust, de milieuplanner is getuige geweest van de omvang van de schade die wordt aangericht door oprukkende getijden, stormvloeden en stijgende waterstanden in kustgemeenschappen die nu steeds kwetsbaarder worden voor oceanen die in beweging zijn.

Het aantal verliezen omvat alles, van gewoon tot uitzonderlijk:een nieuw gebouwde promenade die overspoeld wordt door aanzwellende getijden in het westen van Newfoundland; verdronken bossen; een kade die tijdens de hoogste getijden onder water staat in een dorp aan zee in Nova Scotia, waar stijgende waterstanden nu inbreuk maken op historische kustlijngebouwen - vaak het hart van kustplaatsen die nu een toenemend risico lopen op overstromingen door getijden en stormvloeden. Of de impact op haar geboorteplaats Halifax, waar krachtige orkanen water naar de pittoreske kustlijn van de stad hebben gestuurd, gebouwen beschadigen, het verscheuren van kades en het onder water zetten van een weg die het verkeer naar de binnenstad leidt, ondanks zeeweringen bedoeld om de opkomende getijden af ​​te weren.

Voor dr. Manuel, een professor aan de School of Planning van Dalhousie University, het zijn allemaal slechts tekenen van de groeiende dreiging van zeespiegelstijging en de dringende noodzaak voor kustgemeenschappen om zich daarop voor te bereiden. "Getijden reiken het hoogst in het land, " zegt ze. "Het getijdengebied beweegt landinwaarts en dat betekent dat gebieden waar het tij nog niet eerder was bereikt, nu onder water komen te staan."

Een steeds snellere dreiging

De ernst van de uitdaging werd onlangs geschetst in een uitvoerig rapport van het door de Verenigde Naties geleide Intergouvernementele Panel inzake klimaatverandering, die een grimmige waarschuwing gaf over hoe het ongekende stijgingspercentage alleen maar zal verergeren als er weinig wordt gedaan om de uitstoot van broeikasgassen en de opwarming van de aarde in te dammen.

Uit het rapport bleek dat de wereldwijde zeespiegel in de 20e eeuw met ongeveer 15 centimeter is gestegen, maar "stijgt momenteel meer dan twee keer zo snel - 3,6 millimeter per jaar - en versnelt." Het stijgingspercentage was van 2006 tot 2016 2,5 keer sneller dan in bijna de hele 20e eeuw.

Het rapport legt uit hoe de zeespiegel stijgt wanneer gletsjers en ijskappen massa verliezen, met veel van dat smeltwater afkomstig uit Groenland en Antarctica. De stijging wordt ook veroorzaakt door de thermische uitzetting van warm water en menselijke activiteiten, zoals grondwateruitputting. De auteurs waarschuwen dat de zeespiegel eeuwenlang zal blijven stijgen en tegen 2100 met een meter kan stijgen. "zelfs als de uitstoot van broeikasgassen sterk wordt verminderd en de opwarming van de aarde beperkt blijft tot ruim onder de 2°C."

Als de uitstoot niet wordt gecontroleerd, wetenschappers verwachten dat miljarden mensen op de vlucht kunnen slaan door een zeespiegel die tegen 2300 enkele meters stijgt. Stijgende zeeën en vloed vormen ook een bedreiging voor het leefgebied van kwetsbare soorten, historisch belangrijke plaatsen, zoals fort Louisburg, bijvoorbeeld, in Nova Scotia - en zou watervoorraden en landbouwgronden kunnen vervuilen.

In Atlantisch Canada, er wordt voorspeld dat de relatieve zeespiegelstijging in deze eeuw naar verwachting het mondiale gemiddelde zal overtreffen en een zwaar prijskaartje met zich mee zal brengen. Volgens een deskundigenrapport in opdracht van de Canadese regering eerder dit jaar, zeespiegelstijging en stormvloeden kunnen miljarden schade kosten voor de ongeveer 6,5 miljoen mensen die langs de 243, 000 kilometer kustlijn.

Het verslag, Canada's grootste risico's op het gebied van klimaatverandering, waarschuwde dat in sommige gebieden aan de oostkust een zeespiegelstijging van 50 cm "wegen zou overspoelen, bruggen, sommige maritieme faciliteiten en gemeentelijke infrastructuur, met vervangingswaarde in de honderden miljoenen dollars."

"We hebben deze historische waterkant in Halifax. Het werd gebouwd toen de zeespiegel ongeveer een meter lager was. De gebouwen staan ​​nu dichter bij de vloedlijn en op zeeniveau, dus dit is iets waar we over moeten nadenken en hoe we zullen reageren op effecten op zeeniveau, " zegt dr. Manuel.

Aan de West-kust, duizenden hectaren landbouwgrond, woon- en industrieterrein zijn "kwetsbaar voor overstroming door een zeespiegelstijging van één meter bij afwezigheid van beschermende constructies, " staat in het rapport. Het voegt eraan toe dat bijna 300, 000 mensen in het grotere Vancouver wonen op of onder zeeniveau, beschermd door 127 km dijken die niet zijn ontworpen om de zeespiegelstijging op te vangen.

In financiële termen, een rapport uit 2016 schatte dat zeespiegelstijging en stormvloeden meer dan $ 50 miljard aan contante kosten zouden kunnen bereiken. Veel daarvan zouden naar verwachting in British Columbia worden gemaakt op locaties die mogelijk niet zijn voorbereid op stijgend water.

Dat is waar Dr. Manuel binnenkomt.

Samenwerkingsoplossingen

Samen met onderzoekers van Canadese instellingen, Dr. Maunel bestudeert de verschillende manieren waarop gemeenten zich kunnen voorbereiden op en aanpassen aan zeespiegelstijging, terwijl het ook richtlijnen geeft over hoe activiteiten op het land beter kunnen worden gesitueerd ten opzichte van de kust. Ze werkt samen met Eric Rapaport, ook met de School of Planning, Kate Sherren, een universitair hoofddocent in Dalhousie's School for Resource and Environmental Studies, en Dr. Danika van Proosdij aan de Saint Mary's University op een initiatief genaamd 'Making Room for Movement'. Hun werk wordt gefinancierd door Natural Resources Canada.

Het project kijkt naar op de natuur gebaseerde strategieën - een op ecosystemen geïnspireerde benadering van zeespiegelstijging die over de hele wereld aan kracht wint. Het kan gaan om het behoud of herstel van kustecosystemen, zoals duinen, wetlands en riffen, als een manier om natuurlijke kustlijnbescherming te bieden. Wetlands, bijvoorbeeld, kan de kracht van golven verminderen en fungeren als obstakels voor stormvloeden, terwijl ook sediment wordt gevangen en erosie wordt tegengegaan. Ze dienen ook als belangrijke koolstofopslagplaatsen, maar naar schatting is ongeveer de helft van 's werelds wetlands aan de kust de afgelopen 100 jaar verloren gegaan door menselijke activiteit en extreme weersomstandigheden.

De op de natuur gebaseerde benadering is aantrekkelijk omdat het goedkoper en effectiever kan zijn dan het bouwen van muren of andere harde oppervlakken die bedoeld zijn om de stijgende zee op afstand te houden.

"We kunnen harde barrières bouwen, we kunnen dammen plaatsen, we kunnen zeeweringen plaatsen, we kunnen bekledingen aanbrengen om te beschermen tegen erosie - maar dat spul gaat kapot en je moet het vernieuwen en hoger opbouwen naarmate de zeespiegel stijgt, " zegt dr. Manuel, die sinds het einde van de jaren tachtig lesgeeft en onderzoek doet naar milieuplanning en halverwege de jaren 2000 begon te werken aan planningsbenaderingen voor de aanpassing van de zeespiegelstijging aan de zeespiegelstijging.

"Er wordt steeds meer erkend dat het laten plaatsvinden van natuurlijke processen en het gebruik van natuurlijke structuren in plaats van harde infrastructuur meer een langetermijnstrategie is, waar in plaats van de kustlijn te verharden je het natuurlijk houdt of de natuur terugbrengt in de kustlijn, want als het genoeg ruimte krijgt, zal het op de lange termijn helpen."

Een team, geleid door Saint Mary's University en waarbij Dal-onderzoekers betrokken waren, evalueert die strategie in Annapolis Valley in Nova Scotia, een regio die bekend staat om iconische dijklanden die de kust overspannen en een culturele schat zijn voor lokale bewoners. Ze vormen de kern van het onderzoek dat Kate Sherren doet als onderdeel van een nationaal project van $ 5,5 miljoen, gefinancierd door de Natural Sciences and Engineering Research Council, dat de zogenaamde ecosysteemdiensten zal monitoren, of de voordelen die mensen uit de natuur halen.

Het team van Dr. Sherren zal vijf jaar besteden aan het bestuderen van de culturele waarde van dijken, de ecosysteemdiensten die ze leveren, hoe ze de kustlijn beschermen en welke, indien van toepassing, zou kunnen worden hersteld tot kwelders. Een deel van dat werk zal bestaan ​​uit praten met mensen over hun banden met de dijken, die de Acadiërs in de 17e eeuw begonnen om te zetten van kwelders naar rijke landbouwgronden.

De uitdaging is nu dat een groot deel van de 240 km dijken die 17, 400 hectare woningen, industrieel, recreatie- en commerciële gronden in Nova Scotia zijn niet robuust genoeg om de stijgende zeespiegel en stormvloeden het hoofd te bieden, Dr. Sherren zegt.

"Wat we doen is een wetenschappelijke campagne leiden om te begrijpen hoe dijken en kwelders in de loop van de tijd ecosysteemdiensten leveren en we gaan dat allemaal samenvoegen in modellering en besluitvorming, dus het wordt belangrijk, " ze zegt, eraan toevoegend dat het werk ook kan leiden tot veranderende percepties rond op de natuur gebaseerde bescherming.

"We weten dat kwelder en wetlands een bufferende bescherming bieden, maar we weten nog niet hoe we ze moeten vertrouwen en dat is heel erg een mentaliteit - we vertrouwen dingen die we bouwen, we vertrouwen dingen die zichzelf opbouwen niet."

uiteindelijk, de onderzoekers zullen hun bevindingen verstrekken aan het Nova Scotia Department of Agriculture, aangezien dit het lot van de dijklanden bepaalt en of ze moeten worden versterkt, uitgelijnd of hersteld als kwelders.

Een zinkend gevoel

Er is een extra urgentie voor de bedreigingen van de zeespiegelstijging in delen van de oostkust, waar een geologisch fenomeen, isostatische aanpassingen genaamd, het land doet zinken, een dubbele slag toebrengen aan gemeenschappen die worstelen met stijgende zeeën. In Halifax, bijvoorbeeld, de zeespiegel steeg in de 20e eeuw met ongeveer 3,3 mm per jaar, waardoor het een van de strengste tarieven van het land is. Ongeveer de helft van de stijging is het gevolg van wereldwijde zeespiegelstijging en de andere helft is het gevolg van bodemdaling.

"Zeker, in heel Nova Scotia zakken we - sommige plaatsen meer dan andere - en het water stijgt, " zegt Dr. Manuel. "Er zijn andere plaatsen in de wereld waar dat gebeurt, maar het maakt onze situatie wel moeilijker."

Dat roept kritische vragen op voor gemeentelijke planners over hoe ze de bestaande infrastructuur aan de populaire waterkant van de stad het best kunnen beschermen en hoe ze toekomstige ontwikkeling kunnen beheersen. Zoals Dr. Manuel het stelt, de kustlijn wordt al lang beschouwd als een voorziening waar ontwikkelaars en huiseigenaren naar op zoek zijn. Maar ze zegt dat het denken misschien moet veranderen als de risico's van stijgende zeespiegels, stormvloeden en verschuivende vloedlijnen blijven toenemen.

"Laten we eerlijk zijn, er zijn bepaalde dingen die aan de kust moeten, maar heeft u uw condominium direct aan het strand nodig? Heb je een kunstgalerie nodig direct aan de kust?' zegt ze. 'We houden van onze kust en dat is het probleem. We houden er te veel van en dan doen we dingen die ons in gevaar brengen en problemen veroorzaken voor anderen."

De afdeling Oceanografie van Dalhousie is al lang geïnteresseerd in de wetenschappelijke aspecten van zeespiegelstijging en de langetermijnimplicaties voor kustgemeenschappen als het gaat om kustoverstromingen veroorzaakt door extreem weer.

Kees Thompson, een gezamenlijk benoemde hoogleraar bij de vakgroep Oceanografie en de vakgroep Wiskunde en Statistiek, brengt een uniek perspectief op de kwestie. Zijn onderzoek kijkt naar de fysica die de manier verklaart waarop stormvloeden worden gegenereerd en interageren met de getijden, en ook de ontwikkeling van statistische methoden voor het kwantificeren van het veranderende overstromingsrisico in toekomstige scenario's van zeespiegelstijging.

Dr. Thompson werkte met een voormalige afgestudeerde Dalhousie-student, Natacha Bernier, om een ​​computermodel te maken dat nauwkeurig de schommelingen van de noordpunt van Labrador tot de Golf van Maine kan voorspellen. Een aangepaste versie van het model wordt gebruikt door Environment Canada en Climate Change om dagelijks vijfdaagse voorspellingen te doen van overstromingen aan de oostkust.

Hetzelfde golfmodel is gebruikt om veranderingen in de waarschijnlijkheid van kustoverstromingen 50 tot 100 jaar in de toekomst te kwantificeren, rekening houdend met de onzekerheid in de wereldwijde zeespiegelstijging in verband met, bijvoorbeeld, het smelten van landijs uit Groenland en Antarctica.

"Op korte termijn, veranderingen in de frequentie en sterkte van stormen kunnen een probleem zijn, maar de niet aflatende stijging van de mondiale zeespiegel is de grote, eng monster als je 50 tot 100 jaar in de toekomst gaat kijken, "zegt hij. "En dat is waar de waterkant van Halifax in grote problemen zou kunnen komen - een wereldwijde zeespiegelstijging van ongeveer een meter zou hetzelfde zijn als het toevoegen van nog een springvloed aan de hoogste overstromingsniveaus die we de afgelopen decennia in Halifax hebben meegemaakt."

Kevin Quigley, directeur van het MacEachen Institute for Public Policy and Governance aan de Dalhousie University, zegt de uitgebreide schade en wijdverbreide stroomstoringen veroorzaakt door steeds krachtiger stormen, zoals de orkanen Juan en Dorian, de behoefte aan slimme kustplanning versterken.

"Waar we op middellange termijn wel over moeten nadenken, is hoe we gemeenschappen kunnen bouwen die niet zo direct worden blootgesteld aan het risico van overstromingen als gevolg van verhoogde overstromingsniveaus, " zegt hij. "We moeten stoppen met bouwen in overstromingsgevoelige gebieden en we moeten gaan nadenken over compensatieprogramma's voor eigendommen die gewoon niet bewoonbaar zijn."

Het is een onheilspellend vooruitzicht voor laaggelegen jurisdicties over de hele wereld die nu gedwongen zijn de mogelijkheid te overwegen dat hun gemeenschappen niet langer veilig zijn als de zeespiegel blijft stijgen.

Onderzoek dat dit najaar is gepubliceerd, suggereert dat het land dat nu door 300 miljoen mensen wordt ingenomen, tegen 2050 minstens één keer per jaar kan worden getroffen door overstromingen, tenzij de koolstofemissies aanzienlijk worden verminderd en de kustverdediging wordt versterkt. Het nieuwe cijfer is meer dan drie keer hoger dan een eerdere schatting van 80 miljoen mensen die getroffen zijn, met de meeste in ontwikkelingslanden in Azië. Alleen al in Indonesië Er wordt nu aangenomen dat 23 miljoen mensen het risico lopen op overstromingen langs de kust. De schatting komt nadat de regering onlangs aankondigde de hoofdstad Jakarta te verhuizen omdat deze in een alarmerend tempo aan het zinken is en dat een deel ervan tegen 2050 volledig onder water zou kunnen staan.

Dr. Manuel zegt dat mensen die in deltastaten of kleine eilanden in ontwikkelingslanden wonen bijzonder kwetsbaar zijn omdat er weinig ruimte is om zich terug te trekken en omdat ze misschien niet genoeg geld hebben voor beschermende technische werkzaamheden.

"Dergelijke situaties kunnen leiden tot vluchtelingen die klimaatverandering veroorzaken, ' zegt ze. 'Hoe reageren we? Het is dwaasheid en niet verantwoordelijk om nieuw terrein te ontsluiten voor ontwikkeling op zeer kwetsbare plaatsen."

De grimmige projecties dienen als oproep aan wetenschappers in verschillende disciplines, gemeentelijke planners en beleidsmakers om samen te werken om het complexe probleem aan te pakken, zegt Anya Waite, wetenschappelijk directeur van het Ocean Frontier Institute in Dalhousie.

Het is vooral belangrijk dat onderzoekers met elkaar praten vanwege de veelheid aan problemen die bijdragen aan de stijging van de zeespiegel:bodemdaling, gletsjersmelt, opwarmend water en de uitstoot van broeikasgassen, ze zegt.

"Het is de interactie van al die dingen die we moeten begrijpen om kustlijnen echt te beschermen en daarom heb je natuurwetenschappers nodig die nauw samenwerken met en regelmatig praten met de sociale wetenschappers die werken aan aspecten zoals mitigatie, zoals Dr. Manuel, " zegt Dr. Waite. "Zelfs alleen het verschuiven van dat gesprek is succes en bij de OFI gaan we naar dat succes door oceaangesprekken tussen disciplines te vergemakkelijken."