Наиболее важной величиной для оценки воздействия изменения уровня моря на эти сообщества является относительное повышение уровня моря – изменение высоты между высотой поверхности Земли и высотой поверхности моря. Для наблюдателя, стоящего на побережье, относительный подъем уровня моря – это чистое изменение уровня моря, которое также включает подъем и опускание земли под ногами наблюдателя.
Теперь, используя точные измерения с помощью современного спутникового интерферометрического радара с синтезированной апертурой (InSAR), который может обнаруживать подъем и падение поверхности земли с точностью до миллиметра, исследовательская группа из Университета штата Аризона впервые проследила вертикальное движение суши всего побережья Калифорнии.
Они определили местные горячие точки на опускающемся побережье в городах Сан-Диего, Лос-Анджелес, Санта-Крус и Сан-Франциско, с совокупным населением от 4 до 8 миллионов человек, подверженных быстрому оседанию грунта, которые будут подвергаться более сильному наводнению. риск в течение десятилетий до прогнозируемого повышения уровня моря.
«Мы открыли новую эру картографирования побережья с более чем в 1000 раз более высокой детализацией и разрешением, чем когда-либо прежде», – сказал Манучер Ширзаи, главный исследователь проекта, финансируемого НАСА. "Беспрецедентная детализация и субмиллиметровая точность, обнаруженные в нашем наборе данных о вертикальном движении суши, могут изменить понимание естественных и антропогенных изменений относительного уровня моря и связанных с ними опасностей."
Результаты были опубликованы в выпуске журнала Science Advances за эту неделю.
В состав исследовательской группы входили аспирант и ведущий автор Эм Блэквелл, преподаватели Манучер Ширзаи, Чандраканта Оджа и Сюзанна Верт, все из Школы исследования Земли и космоса АГУ (Верт имеет двойное назначение в Школе географии и городского планирования).
Эм Блэквелл проявлял большой интерес к геологии, и когда Блэквелл поступил в аспирантуру, приложения InSAR привлекли их к реализации этого проекта.
InSAR использует радар для измерения изменения расстояния между спутником и поверхностью земли, создавая высокоточные карты деформации поверхности Земли с разрешением 10 м на пространственной протяженности 100 км.
Проседание земли может происходить в результате естественных и антропогенных процессов или их комбинации. К естественным процессам относятся тектоника, регулировка изостатического ледникового покрова, отложение наносов и уплотнение почвы. Антропогенные причины включают добычу подземных вод и добычу нефти и газа.
По состоянию на 2005 год примерно 40 миллионов человек подвергались опасности прибрежных наводнений, которая длилась один раз в 100 лет, а к 2070 году это число вырастет более чем в три раза. Стоимость имущества, подверженного наводнениям, вырастет примерно до 9% от прогнозируемого глобального валового внутреннего продукта, при этом U.S., Япония и Нидерланды – страны, наиболее подверженные риску. Эти оценки воздействия часто основываются только на прогнозах повышения среднего глобального уровня моря и не учитывают вертикальное движение суши.
В ходе исследования было измерено все 1350-километровое побережье Калифорнии с 2007 по 2018 год, были собраны тысячи спутниковых изображений с течением времени, которые использовались для создания карты вертикального движения суши с разрешением 35 миллионов пикселей и разрешением ~ 80 м, включающей широкий диапазон изображений. скорость подъема и опускания берегов. Руководители прибрежных сообществ и широкая общественность могут бесплатно загружать данные (ссылка в дополнительных данных).
Четыре мегаполиса, в наибольшей степени затронутые в этих областях, включают Сан-Франциско, Монтерей-Бей, Лос-Анджелес и Сан-Диего.
"Подавляющая часть периметра залива Сан-Франциско подвергается опусканию со скоростью, достигающей 5.9 мм / год ", – сказал Блэквелл. "Примечательно, что международный аэропорт Сан-Франциско сокращается со скоростью выше 2.0 мм / год.
Район залива Монтерей, включая город Санта-Крус, быстро опускается без каких-либо зон поднятия. Скорость проседания на этом участке достигает 8.7 мм / год.
В районе Лос-Анджелеса наблюдается проседание вдоль небольших прибрежных зон, но большая часть опускания происходит внутри страны."
Поднятие суши включало северную часть района залива Сан-Франциско (3-5 мм / год) и Центральную Калифорнию (такая же скорость).
В предстоящие десятилетия ожидается, что к 2050 году население прибрежных районов вырастет до более чем 1 миллиарда человек из-за миграции в прибрежные районы. Риск будущих наводнений, с которыми столкнутся эти общины, в основном контролируется скоростью относительного повышения уровня моря, а именно сочетанием повышения уровня моря и вертикального движения суши.
Крайне важно включать оседание земли в региональные прогнозы, которые используются для определения зон потенциального наводнения на урбанизированном побережье.
Помимо исследования, исследовательская группа ASU надеется, что другие в научном сообществе смогут использовать их результаты для более широкого измерения и выявления прибрежных опасностей в Соединенном Королевстве.S. и по всему миру.