Прибрежные сообщества по всему миру уже давно сталкиваются с проблемами, связанными с риском наводнений. Но поскольку уровень моря продолжает повышаться, а экстремальные погодные явления становятся всё более частыми, потребность в более эффективных стратегиях реагирования как никогда велика.
Залив Сан-Франциско — один из таких регионов, где наблюдается именно такая тенденция. Это делает его центром внимания для таких учёных, как Патрик Барнард, директор по исследованиям Центра устойчивости прибрежных районов к климату в Калифорнийском университете в Санта-Крузе. Барнард является соавтором статьи, недавно опубликованной в Journal of Waterway, Port, Coastal, and Ocean Engineering, в которой исследуются закономерности прибрежных наводнений и стратегии смягчения их последствий в регионе залива.
«Это огромная система, и то, что мы делаем физически, влияет на очень далёкие её части, — сказал Барнард. — Всё имеет последствия, и их нужно изучать вместе, чтобы понять».
До переезда в Пьюджет-Саунд в 2020 году Барнард два десятка лет работал в Геологической службе США, изучал прибрежные опасности, адаптацию к климату и устойчивость в этом районе. В 2019 году его исследование показало, насколько серьёзными могут быть риски для региона, заявив, что «более 400 000 жителей и 150 миллиардов долларов собственности могут быть подвержены наводнениям в этом веке в сообществах залива Сан-Франциско, что составляет две трети риска прибрежных наводнений в Калифорнии».
Для новой статьи Барнард и его соавторы опирались на существующие коллективные исследования, чтобы более подробно изучить будущие модели риска наводнений и жизнеспособные тактики адаптации. Они стремились выяснить, как три различные стратегии — укрепление береговой линии, решения, основанные на природе, и подрегиональные шлюзы — повлияют на уровень воды в конкретных районах и в более широком регионе.
«Для меня это действительно возвращение к 22-летнему опыту понимания всей этой системы — как пляжи на внешнем побережье влияют на то, что мы делаем в заливе Сан-Франциско, что мы делаем в Дельте и что мы делаем вплоть до Сьерр, — сказал Барнард. — Всё связано».
Команда применила численное моделирование, чтобы понять, как гидродинамические процессы формируют пространственные и временные изменения уровня воды в эстуарии Сан-Франциско. Они также работали над определением того, как различные подходы к снижению наводнений могут противостоять повышению уровня моря и штормам, прогнозируемым на следующее столетие.
Факторы, усугубляющие риск наводнений и потенциальное воздействие на прибрежные сообщества в регионе, включают в себя то, что большая часть региона имеет низкий рельеф, что делает его более уязвимым к изменению климата, повышению уровня воды и штормовым нагонам. Кроме того, более 100 городов и девять округов граничат с заливом, что усложняет поиск решений, с которыми все согласны.
«Это серьёзная проблема, но она представляет собой тот вид проблем, которые мы имеем во всём мире, когда никто не может действовать изолированно и решить проблему самостоятельно», — сказал Барнард.
Команда обнаружила, что ответ на проблему риска наводнений в заливе не является универсальным. Результаты указывают на то, что наилучший способ адаптироваться к будущим изменениям уровня моря — это стратегически внедрять различные методы по всему региону.
«Ни одна стратегия не является достаточной для защиты каждого сообщества. Особенно в такой сложной местности это будет сочетание мер и решений по адаптации», — сказал Барнард.
Укрепление береговой линии, которое эффективно снижает риск наводнений в пределах конкретного населённого пункта, приводит к повышению уровня воды в других близлежащих районах. Однако в некоторых случаях методы укрепления береговой линии всё же являются лучшим вариантом — например, использование морских стен для защиты ценной инфраструктуры, такой как школы или больницы, расположенные вдоль береговой линии залива. С другой стороны, местные шлюзы могут снизить уровень подъёма воды без внешних последствий; но на эти шлюзы может повлиять повышение уровня моря.
Было показано, что решения, основанные на природе, такие как восстановление приливных болот, снижают уровень воды без каких-либо непредвиденных последствий. «Восстановление водно-болотных угодий может принести значительную пользу», — сказал Барнард. «Даже несколько дюймов защиты могут существенно снизить частоту наводнений».
В своём исследовании команда обнаружила, что водно-болотные угодья могут обеспечить снижение риска наводнений примерно на 20 сантиметров при их реализации в ключевых местах в районе залива.
Хотя многое ещё предстоит сделать, прежде чем риски наводнений в заливе станут пережитком прошлого, эти выводы могут помочь всем заинтересованным сторонам — от учёных до инженеров, правительственных учреждений и других участников процесса — согласовать решения, которые будут служить всему региону.
За пределами залива Барнард и его коллеги рассматривают реакцию этого региона на повышение уровня моря как возможность для других прибрежных сообществ, одновременно подчёркивая преимущества новых стратегий, таких как решения, основанные на природе.
«В последние десятилетия наблюдается движение в сторону решений, основанных на природе, и это то, на чём Центр устойчивости прибрежных районов к климату фокусируется в значительной степени, — сказал Барнард, — как мы можем использовать решения, основанные на природе, для снижения рисков для сообществ, а также для получения преимуществ от строительства в гармонии с природой».
Предоставлено:
* Калифорнийский университет в Санта-Крузе.