Forskare har utvecklat ett datorsimuleringsverktyg för att förutsäga kortsiktiga översvämningsrisker på korallrevkantade kuster och för att bedöma långsiktiga effekter av klimatförändringar. Bedömningarna kommer att ge input för att uppskatta samhälleliga eller ekonomiska risker och skador från sådana översvämningar. Verktyget kan användas för att spela "vad-om"-spel och ställa frågor som, "hur kommer översvämningsrisken att förändras om korallen på detta rev dör, eller om havsnivån stiger med mer än 1 meter?"

Orkanerna Harvey, Irma, Jose, och Maria blev kända namn i höstas när de slet en väg av förstörelse genom Karibien och södra USA. Vågorna som genereras av sådana orkaner eller cykloner kan ha förödande effekter på lågt belägna tropiska kuster frontade av korallrev. Forskare från Deltares, US Geological Survey, och Delfts tekniska universitet har utvecklat ett verktyg som heter "BEWARE":Bayesian Estimator of Wave Attack in Reef Environments för att förutsäga översvämningar orsakade av vågor på korallrevkantade kuster. Resultaten publicerades denna månad i Journal of Geophysical Research : Hav .

Tusentals öar hotade

Korallrevkantade tropiska kuster står inför hoten från klimatförändringar, höjning av havsnivån, och korallnedbrytning. Många av dessa öar är lågt belägna (mindre än 3 m över medelhavsytan), med sitt sötvatten i tunt, ömtåliga akviferer precis under markytan. Detta gör invånare i sådana kustområden extremt sårbara för höjning av havsnivån och översvämningar orsakade av vågor, som kan hota deras mat- och vattenförsörjning, folkhälsan, och kritisk infrastruktur. Befolkningstillväxten och effekterna av klimatförändringarna förväntas eskalera sådana faror.

Översvämningsförutsägelse:en utmanande uppgift

Dock, "det är ganska utmanande att förutsäga översvämningar orsakade av vågor längs korallrevkantade kuster, sade Stuart Pearson, huvudförfattare från Deltares och Delft University of Technology. "Detta beror på att korallreven skiljer sig mycket åt i sin fysiska struktur. Dessutom, de våg- och havsnivåförhållanden som påverkar dem varierar ofta avsevärt i rum och tid. För många platser, det finns få eller inga tillgängliga data om dessa faktorer. Uppgiften att förutsäga kustnära översvämningar görs ännu svårare av de komplexa förändringar som vågor genomgår när de rör sig över korallrev och närmar sig stranden."

Ta itu med problemet

BEWARE löser utmaningen att arbeta i regioner med dålig datatillgänglighet genom att generera en artificiell databas över vågförhållanden på korallrev med hjälp av den fysikbaserade XBeach Non-Hydrostatic-vågmodellen. Denna databas är öppen och kan laddas ner här. Dessa data är sammanställda i en statistisk Bayesiansk nätverksmodell som möjliggör den typ av snabba förutsägelser som behövs för att driva system för tidig varning för kustnära översvämningar. Genom att mata AKTA information om vågor och havsnivå plus strukturen på revet, översvämningsrisker kan förutses vid kusten. Dr Curt Storlazzi, en medförfattare från U.S. Geological Survey:"Sådana verktyg är nyckeln till att bedöma faror och prioritera insatser för att minska risker och öka motståndskraften hos korallrevkantade kustsamhällen".