Onderzoekers in North Carolina hebben een simulatiemodel gemaakt om te analyseren hoe kustbeheeractiviteiten die bedoeld zijn om barrière-eilanden te beschermen tegen zeespiegelstijging de natuurlijke processen kunnen verstoren die barrière-eilanden boven water houden.

“Kustbeheerstrategieën die bedoeld zijn om mensen, eigendommen en infrastructuur te beschermen tegen stormeffecten kunnen decennialang de kwetsbaarheid vergroten, en zelfs leiden tot het verlies van barrière-eilanden, vooral als de zeespiegelstijging toeneemt”, zegt A. Brad Murray, hoogleraar aan de Universiteit van Californië. geomorfologie en kustprocessen aan de Nicholas School of the Environment van Duke University.

Hij en andere onderzoekers in North Carolina creëerden een computermodel dat de dynamiek van barrière-eilandsystemen in de komende twee eeuwen simuleert, en laat zien hoe natuurlijke processen die deze systemen creëren en onderhouden gemeenschappen en infrastructuur beïnvloeden, en hoe menselijke inspanningen om gemeenschappen en infrastructuur te beschermen, in beurt, die natuurlijke processen beïnvloeden. Ze publiceerden op 9 april 2024 een paar studies over het werk in Earth's Future.

Barrière-eilanden zijn smalle offshore-landvormen die parallel lopen aan de kustlijn van het vasteland. Dit zijn dynamische kenmerken, die op natuurlijke wijze in hoogte toenemen en landinwaarts migreren naarmate de zeespiegel stijgt of de sedimentaanvoer afneemt. Barrière-eilanden absorberen golfenergie voordat de golven het vasteland raken, wat stormvloeden en overstromingen aan de kust kan verminderen. De Verenigde Staten hebben wereldwijd de grootste omvang van de barrières, die zich uitstrekken over een groot deel van het zuidoosten en de Golf van Mexico.

Kustgemeenschappen op barrière-eilanden, die lange tijd te kampen hebben gehad met eroderende kustlijnen en kuststormen, worden nu geconfronteerd met een aanzienlijke stijging van de zeespiegel als gevolg van de klimaatverandering. Ze worden nu al geconfronteerd met verhoogde risico's op kustoverstromingen en bedreigingen voor kritieke infrastructuur.

Veel van deze kustgemeenschappen zijn afhankelijk van federaal gesubsidieerde 'strandsuppletie' (de kunstmatige verbreding van stranden met zand) of technische oplossingen, zoals de aanleg van kunstmatig hoge duinen, om zich aan te passen aan veranderende klimaatbedreigingen.

Sommige van deze oplossingen onderbreken echter natuurlijke processen die barrières boven zeeniveau hebben gehouden.

Zand dat op deze eilanden wordt afgezet wanneer stormgolven de duinen omverwerpen, is essentieel om de breedte en hoogte van de barrières te behouden. Maar op ontwikkelde barrières zijn stormneerslag, inclusief overspoeld zand op wegen, een gevaar.

"Het is contra-intuïtief:hoe succesvoller mensen zijn in het voorkomen van storminslagen, hoe minder veerkrachtig het barrièresysteem op de lange termijn wordt", zegt co-auteur Laura Moore, hoogleraar kustgeomorfologie aan de Universiteit van North Carolina in Chapel Hill. "Moeilijke afwegingen zullen onvermijdelijk zijn als het gaat om het beheer van de kust, in de hoop het leven aan de kust zoals wij dat kennen te behouden."

De modellen van de onderzoekers laten zien dat hoe lang een barrière bewoonbaar blijft, varieert afhankelijk van de verschillende kustbeheerstrategieën en klimaatscenario's.

Het model liet bijvoorbeeld zien dat het afstappen van de praktijk van het beschermen van wegen met hoge duinen en het bulldozeren van overspoeld zand van verharde oppervlakken ervoor kan zorgen dat barrières die onbewoonbaar zouden zijn geworden, zich kunnen herstellen en de stijging van de zeespiegel langer kunnen bijhouden.

Het aannemen van beheerstrategieën die ervoor zorgen dat een deel van de kustlijn op natuurlijke wijze kan evolueren – zoals het bouwen van een lange brug ter vervanging van een deel van een snelweg – kan de veerkracht van het barrièresysteem in dat gebied vergroten. Beheerstrategieën in één gebied beïnvloeden echter de erosiesnelheid in aangrenzende gebieden.

Het vergroten van de veerkracht op lange termijn in een bepaald gebied kan ten koste gaan van hogere kuststabilisatiekosten voor naburige gemeenschappen. Gezien deze verbindingen langs de kust kunnen belanghebbenden in aangrenzende kustgebieden profiteren van samenwerking, aldus de auteurs.

"Er bestaat geen perfecte oplossing", zegt de hoofdauteur van het onderzoek, Katherine Anarde, assistent-professor kusttechniek aan de North Carolina State University. “Het begrijpen van een heel barrièresysteem en hoe het reageert op verschillende beslissingen op het gebied van kustbeheer is van cruciaal belang voor het beoordelen van de duurzaamheid van de kustontwikkeling in de komende decennia. Het model helpt ons verschillende factoren in overweging te nemen bij het beheer van kustgebieden om ervoor te zorgen dat we de zaken niet onbedoeld nog erger maken. op de lange termijn, en om de afwegingen af ​​te wegen."

Meer informatie: K.A. Anarde et al, De toekomst van ontwikkelde barrièresystemen:1. Paden naar onbewoonbaarheid, verdrinking en herstel, De toekomst van de aarde (2024). DOI:10.1029/2023EF003672

K.A. Anarde et al., De toekomst van ontwikkelde barrièresystemen:2. Complexiteiten langs de kust en de dynamiek van opkomende klimaatverandering, De toekomst van de aarde (2024). DOI:10.1029/2023EF004200

Journaalinformatie: De toekomst van de aarde

Aangeboden door Duke University