• Home
  • Kemi
  • Astronomien
  • Energi
  • Naturen
  • Biologi
  • Fysik
  • Elektronik
  •  science >> Vetenskap >  >> Naturen
    Forskning visar hur parkliknande tsunamiförsvar kan utgöra ett hållbart alternativ till höga strandvallar

    Kredit:CC0 Public Domain

    I tsunamiberedskap, det visar sig att det kan finnas styrka i skönhet. Rader av gröna kullar strategiskt arrangerade längs kusten kan hjälpa till att avvärja förstörelse från tsunamis samtidigt som havsutsikten och tillgången till stranden bevaras. För vissa samhällen, de kan erbjuda ett bättre alternativ än höga sjöväggar.

    Det är resultaten av en referentgranskad artikel av ett team av forskare som har försökt kvantifiera hur tsunamivågor av olika höjd interagerar med högar av olika storlekar och former som är arrangerade nära vattenkanten. Forskningen publicerades den 4 maj i tidskriften Proceedings of the National Academy of Sciences .

    Jättehavsvallar är den konventionella metoden för att mildra tsunamirisken. Japan, till exempel, har byggt hundratals mil av betongväggar, högre än 40 fot på vissa ställen, till en kostnad av mer än 12 miljarder dollar sedan tsunamivågorna slog igenom havsväggar och plattade kustsamhällen i hela östra Japan i mars 2011.

    Men strandvallar tenderar att vara dyra att bygga, tuffa mot lokal turism och fiskeindustri, störande för kustsamhällen och miljöförstörande – och misslyckanden kan vara katastrofala, sade senior studieförfattare Jenny Suckale, en biträdande professor i geofysik vid School of Earth, Energi- och miljövetenskaper (Stanford Earth).

    "Om väggen rasar, konsekvenserna är livskrossande, sa Suckale, vars medarbetare i studien inkluderar forskare från Naval Postgraduate School, New Jersey Institute of Technology, MIT och Indonesiens ministerium för havsfrågor och fiske. Seawalls kan inte bara skapa en falsk känsla av säkerhet som kan motverka snabba evakueringar, hon förklarade, de kan också sluta bryta isär till block av spillror som tsunamivågor sedan kastar genom en stad.

    "Det är lite intuitivt att när du ser det som ett hot, du bygger en mur, " sa Suckale. Men även om det är sant att havsvallar kan hantera vissa tsunamirisker, de faktorer som gör en plats beboelig kan vara mycket mer komplicerade. "De flesta kustsamhällen vill maximera sitt välbefinnande, inte minimera sin risk på bekostnad av allt annat, " sa hon. "Vill du verkligen bo bakom en enorm betongvägg eftersom det finns en liten chans att en stor tsunami kommer att drabba dig? Låt oss lägga fler alternativ på bordet och ha en informerad debatt."

    Att ha fler alternativ på bordet är särskilt viktigt på platser där resurserna för kustskydd är knappa, sade studiens medförfattare Abdul Muhari, som leder avdelningen för begränsning av kustkatastrofer vid det indonesiska ministeriet för havsfrågor och fiske. "Genom att ha analysen i vår tidning, tsunamibenägna länder har nu en grundläggande grund för att utvärdera kullar som ett billigare sätt att mildra tsunamirisker, " han sa.

    Anpassningsbar och grön

    Kustskogar kan hjälpa till att bromsa tsunamins flödeshastigheter i närliggande städer och byar. Dessa och andra naturbaserade lösningar blir allt viktigare i planer för kustriskhantering, skriver forskarna. Ändå tar det årtionden för träd att växa tillräckligt robusta för att ge ett meningsfullt skydd.

    Och, enligt den nya studien, vegetation har liten effekt på en inkommande vågs energi. Växter kan fortfarande spela en viktig roll för att bekämpa erosion, dock, hjälper därmed till att behålla formen, höjd och avstånd mellan kullar som gör dem effektiva.

    En alternativ lösning som dyker upp på kustlinjer i tsunami-utsatta länder runt om i världen försöker kombinera det bästa av två världar:avstämbarheten och omedelbarheten hos en konstruerad barriär och tillgången till kusten och den ekologiska funktionen av en mer porös grön zon.

    Tills nu, design för dessa projekt, känd som tsunaminreducerande parker, har informerats mer av estetik än vetenskap. "Just nu, vår design är inte tillräckligt strategisk, "Suckale sa. "Detta dokument är en utgångspunkt för att förstå hur man designar dessa parker för att få maximala riskreducerande fördelar från dem."

    Design spelar roll

    Genom att numeriskt modellera vad som händer med en tsunamivåg när den slår in i en enda rad med kullar, forskarna visar att högar kan reflektera och dämpa en tsunamivågs destruktiva kraft ungefär lika bra som en typisk havsvallsburk. Och i händelse av en stor, ett på tusen år av tsunami, de kommer inte att misslyckas värre än till och med de mest imponerande väggarna. Som ett resultat, studien finner, det finns lite extra värde att vinna på att kombinera väggar och kullar – ett vanligt tillvägagångssätt i design från Constitución, Chile till Morino, Japan.

    "Dessa kullar reflekterar en överraskande mängd vågenergi för små och mellanliggande tsunamier, " sa Suckale. Anpassa formen på kullarna baserat på formen på kustlinjen, riktningen som tsunamis sannolikt närmar sig från, och andra platsspecifika faktorer kan hjälpa till att maximera mängden energi som reflekteras tillbaka. Detta är nyckeln, Suckale sa, eftersom "energi verkligen är din huvudfiende."

    Det beror på att om en tsunami översvämmer ett område med full gas med en fot vatten, Suckale sa, det kommer att lämna få överlevande. "Det smäller bara allt. Du kan inte stå på fötterna, och när du väl faller, det är väldigt farligt. Det kastar bilar mot byggnader. Du kommer lätt att slås omkull av saker som bärs i vattnet."

    Studien pekar också på behovet av att bostäder och infrastruktur placeras tillbaka bakom en bred buffertzon, eftersom kullar kan påskynda flöden och öka skadorna i området omedelbart kring parken. För att undvika denna oavsiktliga konsekvens, forskarna föreslår att man överväger design med flera förskjutna rader av kullar som är större mot stranden och mindre inåt landet.

    "Vår studie visar att design spelar roll. Det finns ett fel och ett rätt avstånd; det finns en fel och en rätt form, " Sa Suckale. "Du bör inte använda estetiska kriterier för att designa detta."


    © Vetenskap https://sv.scienceaq.com