Världens mest omfattande studie av en stor stormfront som slår mot kusten har avslöjat en tidigare okänd fara från klimatförändringar:när stormmönster fluktuerar, områden vid vattnet som en gång ansågs vara säkra kommer sannolikt att hamras och skadas som aldrig förr.

Studien, leds av ingenjörer vid University of New South Wales (UNSW) i Sydney, publicerades i senaste numret av Vetenskapliga rapporter .

"Om du har egendom vid vattnet eller infrastruktur som tidigare har varit skyddad från påverkan av extrema vågor, det här är oroande nyheter", sa Mitchell Harley, huvudförfattare och senior forskningsassistent vid UNSW:s vattenforskningslaboratorium (WRL). "Vad denna studie bekräftar, är det bara genom att byta riktning, stormar kan vara många gånger mer förödande. Och det är vad vi står inför på många platser när klimatet fortsätter att förändras."

Ian Turner, direktör för WRL och en medförfattare, sade att havsnivåhöjningen inte längre var den enda faktorn som spelade in när man förberedde sig för klimatförändringarnas inverkan på områden vid vattnet. "Förskjutningar i stormmönster och vågriktning kommer också att få stora konsekvenser eftersom de förvränger och förstärker den naturliga variationen av kustmönster."

Studien förlitade sig på data som samlades in under "superstormen" i juni 2016 som drabbade östra Australien. En av de häftigaste på decennier, det översvämmade städer, krossade byggnader, sopade bort bilar och infrastruktur och utlöste hundratals evakueringar över en 3, 000 km sträng från Queensland i norr ända till Tasmanien i söder. Tre personer dog och det fanns mer än 80 räddningar från strandade bilar.

En vecka innan stormen slog till, och i många veckor efteråt, forskarna använde en flotta av drönare, flytande sensorbojar, flygplan utrustade med LiDAR laseravståndssensorer, fixerade kameror på byggnader och fyrhjulingar och vattenskotrar utrustade med satellitpositionering i realtid över en 200 km lång sträcka av den östra kusten. Detta gav den största och mest detaljerade kustlinjeanalysen före och efter stormen som någonsin gjorts.

De fann att 11,5 miljoner kubikmeter sand eroderades från stränder över en 200 km lång sträcka av Australiens östra kust under bara stormens tre dagar – motsvarande att fylla Melbourne Cricket Ground (kapacitet 100, 000 personer) till bredden med sand mer än sju gånger.

Detta liknade mängden sand som flyttades på USA:s östkust av orkanen Sandy 2012, den största atlantiska orkanen någonsin, som dödade 233 människor och orsakade skador på 75 miljarder USD.

Det är vågenergins skadliga kraft – och störningen av sedan länge etablerade stormmönster på grund av klimatförändringar – som utgör en ny fara. "superstormen" i juni 2016 som ödelade Australiens östkust var endast måttligt intensiv, motsvarande ett 1-på-5-årsevenemang:dock den träffade från det högst ovanliga östliga hållet.

"Och det är det som verkligen är oroande, " sa Turner. "Skadorna vi såg från en måttligt intensiv storm förra året är ett förebud om vad som komma skall, ", sade Turner. "Klimatförändringar höjer inte bara haven och hotar stränder utan gör våra kustlinjer mycket mer sårbara när riktningen för inkommande stormar ändras.

"Vi måste vara förberedda, ", tillade han. "Inte bara för det faktum att vad vi betraktar som 'kung tidvatten' kommer att vara normen inom decennier, men att stormarna som slår mot kusten kommer från oväntade håll, skadliga kustområden och infrastruktur en gång ansågs vara säker från stormskador."

Tidigare studier har uppskattat att en höjning av havsnivån till följd av klimatförändringar – på mellan 40 cm och 1 meter under nästa århundrade – kan sätta 226 miljarder dollar i infrastruktur på spel enbart i Australien. Detta inkluderar väg och järnväg, kommersiella och bostadshus och även lätta industribyggnader. Men också hotade är 75 sjukhus och vårdcentraler, 258 polis, brand- och ambulansstationer, fem kraftverk och 41 avfallsanläggningar.

"När det kommer till hårt väder, mycket av uppmärksamheten ägnas åt tropiska stormar som cykloner och orkaner, ", sade Harley. "Men dessa data framhäver mängden kustskador som kan uppstå med östkustens låga nivåer i Australien. Trots att det skapade nästan orkankraftiga vindar, intensivt regn och stora havsvågor på upp till 9 meter, de är mindre oroande för många människor."

Narrabeen Beach i Sydney upplevde den största erosion som setts under 40 års övervakning – och 36 % större än den näst mest erosiva händelsen i maj 1997. Men det var inte det värst drabbade:"Även om en simbassäng vid Narrabeen blev den ikoniska bilden av stormen i juni 2016, den största erosionen sågs faktiskt vid Nine Mile Beach, ett obefolkat område strax norr om Forster, ", tillade Harley. "Och det berodde på en lokaliserad fokusering av vågenergi."

Tillsammans med en stor databank som samlats in under de senaste 40 åren vid Narrabeen-Collaroys stränder – ett av världens längsta program för övervakning av stranderosion – har kustingenjörer nu tillräckligt med information för att bygga modeller som exakt kan förutsäga skadan stormar skulle göra dagar. före en händelse.

Det skulle också ge en avgörande insikt i hur klimatförändringarna kommer att interagera med de långa cyklerna El Niño och La Niña, och förutsäga kustnära sårbarhet från höjning av havsnivån och förändrade stormmönster under de kommande decennierna, sa universitetslektor Kristen Splinter, en ingenjör och modellspecialist på WRL som fördjupar sig i data för att bygga prediktiva verktyg.

Och inte bara för Australien, men för världen. "Med dessa uppgifter, vi kan nu konstruera exakta kusterosionsmodeller, att förutsäga skador dagar innan en storm slår till, ", sa Splinter. "Det kommer också att vara avgörande för att förstå den framtida effekten av klimatförändringar på kustnära variationer runt om i världen."

Turner höll med:"Detta handlar inte bara om att skydda stränder:stadsinfrastruktur för miljarder dollar runt om i världen hotas av kusterosion:byggnader, vägar, kraft- och vattenverkskorridorer, avloppsledningar – och detta kommer bara att förvärras när havsnivån stiger, orsakar stormvatten att göra mer skada och nå djupare in i landet."

WRL-teamet samlade in mängden data med hjälp av personal från New South Wales Office of Environment and Heritage och arbetade med UNSWs School of Aviation. Andra författare var Kristen Splinter, Matthew Phillips och Joshua Simmons från WRL; Michael Kinsela och  David Hanslow från Office of Environment and Heritage; Jason Middleton och Peter Mumford från School of Aviation; och Andrew Short från University of Sydney.