Consequências do aquecimento global - transbordamento costeiro em todo o mundo

 Uma aceleração do transbordamento costeiro em todo o mundo, por Institut de recherche pour le développement, 18 de junho de 2021

As regiões costeiras baixas hospedam quase 10% da população mundial. A combinação de
- aumento do nível do mar,
- marés,
- tempestade e
- ondas
aumentou o transbordamento da proteção costeira natural e artificial em quase 50% nas últimas duas décadas. A revelação vem de um estudo internacional coordenado pelo IRD, envolvendo parceiros internacionais. O estudo foi publicado na Nature Communications em 18 de junho de 2021.

Ao combinar dados de satélite e modelos digitais, os pesquisadores mostraram que o transbordamento costeiro e, consequentemente, o risco de inundações, deve acelerar ainda mais ao longo do século 21, em até 50 vezes em um cenário de aquecimento global de alta emissão, especialmente no trópicos. Esse aumento é causado principalmente por uma combinação da elevação do nível do mar e das ondas do mar.


Além de
- erosão contínua e
- elevação do nível do mar,
essas áreas e seus ecossistemas únicos estão enfrentando riscos destrutivos, incluindo inundações episódicas devido ao transbordamento da proteção natural / artificial, como no caso do furacão Katrina, que atingiu os Estados Unidos em 2005, o ciclone Xynthia na Europa em 2010 e o tufão Haiyan em Ásia em 2013 (o maior ciclone tropical já medido).

Espera-se que esses eventos episódicos se tornem mais graves e mais frequentes devido ao aquecimento global, enquanto as consequências também aumentarão devido a
- aumento da pressão antropogênica, como
- desenvolvimento costeiro e
- desenvolvimento de infraestrutura,
- rápida urbanização.
Embora a magnitude e a frequência desses eventos permaneçam incertas, os cientistas acreditam que os países nos trópicos serão particularmente afetados.

Apesar do papel significativo das ondas do mar na determinação dos níveis do mar costeiro, sua contribuição para as inundações costeiras tinha sido amplamente negligenciada, principalmente devido à falta de informações topográficas costeiras precisas.

Medir eventos passados ​​para estimar riscos futuros

Neste estudo, pesquisadores franceses do IRD, CNES, Mercator Océan, juntamente com colegas holandeses, brasileiros, portugueses, italianos e nigerianos, combinaram um modelo digital global sem precedentes para elevação da superfície com novas estimativas dos níveis extremos do mar. Esses níveis extremos de água contêm marés, análise de ondas impulsionadas pelo vento e medições existentes de defesas costeiras naturais e artificiais.

O estudo começou quantificando o aumento de eventos de submersão global que ocorreram entre 1993 e 2015. Para isso, dados de satélite foram usados ​​para definir dois parâmetros-chave para a topografia costeira: a encosta da praia local e a elevação subaerial máxima das costas. O nível extremo das águas costeiras foi calculado em intervalos de tempo de hora em hora, a fim de identificar o número potencial anual de horas durante as quais as defesas costeiras poderiam ser ultrapassadas em cada área.

“A combinação de marés e episódios de ondas grandes é o principal contribuinte para episódios de transbordamento costeiro”, diz Rafaël Almar, pesquisador em dinâmica costeira do IRD e coordenador do estudo. “Identificamos pontos críticos, onde o aumento do risco de transbordamento é maior, como no Golfo do México, Sul do Mediterrâneo, Oeste da África, Madagascar e Mar Báltico”.

Aceleração durante o século 21

Os cientistas também realizaram uma avaliação global inicial do potencial transbordamento costeiro ao longo do século 21, levando em consideração diferentes cenários de elevação do nível do mar. Os resultados mostram que o número de horas de galgamento pode aumentar com um ritmo mais rápido do que a taxa média de aumento do nível do mar. “A frequência de transbordamento está se acelerando exponencialmente e será claramente perceptível já em 2050, independente do cenário climático. Até o final do século, a intensidade da aceleração dependerá das trajetórias futuras das emissões de gases de efeito estufa e, portanto, do aumento no nível do mar. No caso de um cenário de altas emissões, o número de horas de galgamento globalmente pode aumentar 50 vezes em comparação com os níveis atuais ", alerta Rafaël Almar.

Mais estudos serão necessários nos níveis local e regional para dar corpo a essas projeções globais, que fornecem uma base sólida para propor medidas de adaptação eficazes nos hotspots identificados.

"À medida que avançamos ao longo do século 21, mais e mais regiões serão expostas ao transbordamento e consequentes inundações costeiras, especialmente nos trópicos, noroeste dos Estados Unidos, Escandinávia e Extremo Oriente da Rússia."

Tradução: VanRes
Addapted from: https://phys.org/news/2021-06-coastal-overtopping-world.html

An acceleration of coastal overtopping around the world, by Institut de recherche pour le développement, 18 jun, 2021

Schematic diagram of coastal overtopping. Credit: © Rafaël Almar et al.,Nature Communications.

Low-lying coastal regions host nearly 10% of the world's population.

The combination of
- sea level rise,
- tides,
- storm surge and
- waves
has increased the overtopping of natural and artificial coastal protection by nearly 50% in the last two decades. This revelation comes from an international study coordinated by IRD, involving international partners . The study was published in Nature Communications on June 18th 2021.

By combining satellite data and digital models, the researchers have shown that coastal overtopping, and consequently the risk of flooding, is set to further accelerate over the 21st century, by up to 50-fold under a high emission global warming scenario, especially in the tropics. This increase is principally caused by a combination of sea level rise and ocean waves.

In addition to
- ongoing erosion and
- rising sea levels,
these areas and their unique ecosystems are facing destructive hazards, including episodic flooding due to overtopping of natural/artificial protection, as in the case of Hurricane Katrina, which hit the United States in 2005, Cyclone Xynthia in Europe in 2010, and Typhoon Haiyan in Asia in 2013 (the largest tropical cyclone ever measured).

These episodic events are expected to become more severe and more frequent due to global warming, while the consequences will also increase due to
- increased anthropogenic pressure, such as
- coastal development and
- infrastructure development,
- rapid urbanization.
Although the magnitude and frequency of these events remain uncertain, scientists believe that countries in the tropics will be particularly affected.

Despite the significant role ocean waves play in determining coastal sea levels, their contribution to coastal flooding had previously been largely overlooked, mainly due to a lack of accurate coastal topographic information.

Measuring past events to estimate future risks

In this study, French researchers from IRD, CNES, Mercator Océan, together with Dutch, Brazilian, Portuguese, Italian and Nigerian colleagues, combined an unprecedented global digital model for surface elevation with new estimates of the extreme sea levels. These extreme water levels contain tides, analysis of wind-driven waves and existing measurements of natural and artificial coastal defenses.

The study started by quantifying the increase in global submersion events that occurred between 1993 and 2015. To accomplish this, satellite data was used to define two key parameters for coastal topography: the local beach-slope and maximum subaerial elevation of the coasts. The extreme level of coastal waters was calculated in hourly timesteps in order to identify the potential annual number of hours during which coastal defenses could be overtopped in each area.

"The combination of tides and episodes of large waves is the main contributor to episodes of coastal overflow," says Rafaël Almar, a researcher in coastal dynamics at IRD, and the coordinator of the study. "We identified hot-spots, where the increase in risks of overtopping is higher, such as in the Gulf of Mexico, the Southern Mediterranean, West Africa, Madagascar and the Baltic Sea."

Acceleration during the 21st century

The scientists also performed an initial global assessment of the potential coastal overtopping over the 21st century, by taking into account different sea-level rise scenarios. Results show that the number of overtopping hours could increase with a faster pace than the average rate of sea-level rise. "The frequency of overtopping is accelerating exponentially and will be clearly perceptible as early as 2050, regardless of the climate scenario. By the end of the century, the intensity of the acceleration will depend on the future trajectories of greenhouse gas emissions and therefore the rise in sea-level. In the case of a high emissions scenario, the number of overtopping hours globally could increase fifty-fold compared with current levels," Rafaël Almar warns.

Further studies will be needed on the local and regional levels to flesh out these global projections, which provide a solid basis for proposing effective adaptation measures in the hotspots identified.

"As we go along the 21st century, more and more regions will be exposed to overtopping and consequent coastal flooding, especially in the tropics, north-western United States, Scandinavia, and the Far East of Russia."

https://phys.org/news/2021-06-coastal-overtopping-world.html