Een meerderheid van de wereldbevolking leeft op laaggelegen land in de buurt van de zee, sommige daarvan zullen naar verwachting tegen het einde van de 21e eeuw onder water komen te staan ​​als gevolg van de stijgende zeespiegel.

De meest relevante grootheid voor het beoordelen van de effecten van zeespiegelveranderingen op deze gemeenschappen is de relatieve zeespiegelstijging - de hoogteverandering tussen de hoogte van het aardoppervlak en de hoogte van het zeeoppervlak. Voor een waarnemer die aan de kust staat, relatieve zeespiegelstijging is de netto verandering in de zeespiegel, die ook de opkomst en ondergang van het land onder de voeten van de waarnemer omvat.

Nutsvoorzieningen, met behulp van nauwkeurige metingen van ultramoderne op satellieten gebaseerde interferometrische synthetische apertuurradar (InSAR) die de stijging en daling van het landoppervlak met millimeternauwkeurigheid kan detecteren, een onderzoeksteam van de Arizona State University heeft, Voor de eerste keer, volgde de verticale landbeweging van de hele kust van Californië.

Ze hebben lokale hotspots van de zinkende kust geïdentificeerd, in de steden van San Diego, Los Angeles, Santa Cruz en San Francisco, met een gecombineerde bevolking van 4 tot 8 miljoen mensen die zijn blootgesteld aan snelle bodemdaling, die een groter overstromingsrisico zullen lopen in de decennia die voorafgaan aan de verwachte zeespiegelstijging.

"We hebben een nieuw tijdperk van kustkaarten ingeluid met meer dan 1, 000 keer meer detail en resolutie dan ooit tevoren, " zei Manoochehr Shirzaei, die de hoofdonderzoeker is van het door NASA gefinancierde project. "De ongekende details en submillimeternauwkeurigheid die zijn opgelost in onze verticale landbewegingsdataset, kunnen het begrip van natuurlijke en antropogene veranderingen in het relatieve zeeniveau en de bijbehorende gevaren transformeren."

De resultaten zijn deze week gepubliceerd in het nummer van wetenschappelijke vooruitgang .

Het onderzoeksteam omvatte afgestudeerde student en hoofdauteur Em Blackwell, en faculteit Manoochehr Shirzaei, Chandrakanta Ojha en Susanna Werth, allemaal van de ASU School of Earth and Space Exploration (Werth heeft een dubbele aanstelling in de School of Geography and Urban Planning).

Em Blackwell had een grote interesse in geologie, en toen Blackwell begon met afstuderen, de toepassingen van InSAR trokken hen aan om dit project voort te zetten. InSAR gebruikt radar om de verandering in afstand tussen de satelliet en het grondoppervlak te meten, het produceren van zeer nauwkeurige vervormingskaarten van het aardoppervlak met een resolutie van 10s m over een ruimtelijke omvang van 100s km.

Bodemdaling kan optreden als gevolg van natuurlijke en antropogene processen of een combinatie daarvan. De natuurlijke processen omvatten tektoniek, glaciale isostatische aanpassing, sediment laden, en bodemverdichting. De antropogene oorzaken zijn onder meer grondwaterwinning en olie- en gaswinning.

Met ingang van 2005, ongeveer 40 miljoen mensen werden blootgesteld aan een overstromingsgevaar van 1 op 100 jaar, en tegen 2070 zal dit aantal meer dan verdrievoudigen. De waarde van onroerend goed dat wordt blootgesteld aan overstromingen zal toenemen tot ongeveer 9% van het verwachte wereldwijde bruto binnenlands product, met de VS, Japan, en Nederland zijn de landen met de meeste exposure. Deze blootstellingsschattingen zijn vaak alleen gebaseerd op projecties van de wereldwijde gemiddelde zeespiegelstijging en houden geen rekening met verticale landbewegingen.

De studie mat de hele 1350 kilometer lange kust van Californië van 2007-2018, het samenstellen van duizenden satellietbeelden in de loop van de tijd, gebruikt voor het maken van een verticale landbewegingskaart met 35 miljoen pixels bij een resolutie van ~80 m, bestaande uit een breed scala van kustopwaartse en bodemdalingssnelheden. Beleidsmakers van kustgemeenschappen en het grote publiek kunnen de gegevens vrij downloaden (link in aanvullende gegevens).

De vier grootstedelijke gebieden die in deze gebieden zwaar getroffen zijn, waren San Francisco, Montereybaai, Los Angeles, en San Diego.

"De overgrote meerderheid van de omtrek van de Baai van San Francisco ondergaat verzakkingen met snelheden tot 5,9 mm/jaar, "zei Blackwell. "Met name, de internationale luchthaven van San Francisco zakt met snelheden van meer dan 2,0 mm/jaar. Het Monterey Bay-gebied, waaronder de stad Santa Cruz, snel zinkt zonder enige opwaartse zone. De mate van bodemdaling voor dit gebied bereikt 8,7 mm/jaar. De omgeving van Los Angeles vertoont bodemdaling langs kleine kustzones, maar het grootste deel van de bodemdaling vindt plaats in het binnenland."

Gebieden met landopvoer omvatten ten noorden van de San Francisco Bay Area (3 tot 5 mm/jaar) en Centraal-Californië (dezelfde snelheid).

Vooruit in de komende decennia, de kustbevolking zal naar verwachting groeien tot meer dan 1 miljard mensen in 2050, door kustmigratie. Het toekomstige overstromingsrisico waarmee deze gemeenschappen te maken krijgen, wordt voornamelijk beheerst door de relatieve zeespiegelstijging, namelijk, de combinatie van zeespiegelstijging en verticale landbeweging. Het is essentieel om bodemdaling mee te nemen in regionale projecties die worden gebruikt om gebieden met mogelijke overstromingen voor de verstedelijkte kust te identificeren.

Buiten de studie, het ASU-onderzoeksteam hoopt dat anderen in de wetenschappelijke gemeenschap kunnen voortbouwen op hun resultaten om kustgevaren in de VS en over de hele wereld breder te meten en te identificeren.