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在沿海地区脆弱性加剧的背景下,研究人员针对意大利中部亚得里亚海岸 60km 长沙滩的海滩 - 沙丘系统开展研究。发现过去三十年海岸线侵蚀加剧,虽 2012 - 2022 年整体有积极趋势,但南端仍受侵蚀。为海岸管理提供依据。
在地球的海岸线上,一场无声的 “战争” 正在持续上演。随着人类活动的日益频繁和气候变化的加剧,沿海地区,尤其是那些地势低洼的沙滩海岸,正面临着前所未有的挑战。这些区域不仅是多种陆地和海洋力量相互作用的产物,拥有着丰富的生态系统和多样的地貌特征,还是无数生命的家园,对人类的生存和发展至关重要。然而,如今它们却陷入了困境。
一方面,人类对海岸带的过度开发和干预,如修建各种防护结构、港口等,虽然在一定程度上缓解了局部的侵蚀问题,但从更大范围来看,却引发了诸如 “多米诺” 效应等负面后果,加剧了其他区域的侵蚀。另一方面,气候变化带来的海平面上升、极端波浪高度增加、风暴频率和强度改变等问题,更是让海岸地区的形势雪上加霜。据统计,全球约 40% 的人口居住在距离海岸线 100km 以内的区域,70% 的海岸线正在遭受侵蚀,这不仅威胁着沿海居民的生命财产安全,还对当地的生态系统造成了严重破坏。
为了深入了解海岸地区的演变规律,找到应对海岸侵蚀的有效策略,来自国外的研究人员针对意大利中部亚得里亚海岸一段约 60km 长的沙滩区域(Punta Penna–Punta Pietre Nere 地貌单元)展开了研究。该研究成果发表在《CATENA》上,为全球海岸管理提供了重要的参考依据。
研究人员主要运用了以下关键技术方法:通过收集 1954 - 2022 年的航拍照片、正射影像和卫星图像获取数据;采用沿岸单元(littoral cell)方法和基于形态及行政要素划分海岸段的方式进行分析;利用在 Ortona 浮标记录的 1989 - 2008 年波浪数据研究波浪气候特征。
研究结果
- 波浪气候和风暴特征:研究区域的海岸线主要受来自 NW - NE 和 NE - SE 两个方向的波浪影响。从 NE - SE 方向来的波浪,有效波高(Hs)大多在 1 - 3m 之间;从 NW - NE 方向来的波浪则更极端。最具能量的风暴(III、IV 和 V 类风暴事件)的波浪来袭方向覆盖了从第一到第四象限。
- 海岸线和沙丘脚部变化:过去三十年,海岸线侵蚀加剧,1989 - 2000 年最为严重。尽管这期间 42% 的海岸已设置防护结构,但持续且强烈的风暴仍导致海岸线后退,尤其是南部地区,最大平均后退速率达到 - 3.28m/y。2012 - 2022 年期间,整体海岸线和沙丘脚部有积极变化趋势,但研究区域最南端仍受侵蚀影响明显,海岸线和沙丘脚部的后退速率分别为 - 1.17m/y 和 - 0.54m/y。
研究结论和讨论
通过这项研究,研究人员对研究区域的波浪气候特征、海岸线和沙丘的长期至短期动态变化有了深入了解。研究结果表明,港口和各类防护结构的逐渐建设对海岸线和沙丘脚部的变化产生了显著影响。自 1989 年以来,海岸线和沙丘脚部的变化趋势与防护结构的建设以及风暴活动密切相关。
该研究成果意义重大。一方面,为当地相关市政和地区的海岸管理提供了坚实的数据基础和科学依据,有助于制定更合理、有效的海岸保护和管理策略。例如,在未来的海岸防护工程规划中,可以充分考虑不同区域的侵蚀特点和波浪气候,优化防护结构的布局和设计,提高防护效果。另一方面,研究也为后续进一步研究海岸动力学与为该海岸提供沉积物的流域之间的关系、防护结构的有效性以及整个地貌单元对海岸侵蚀的当前脆弱性等方面提供了重要参考,为全球范围内的海岸研究和管理开辟了新的思路和方向。