Ny forskning visar att delar av strandlinjen i San Francisco Bay sjunker med en hastighet av nästan en halv tum (10 millimeter) per år.

Kunskap om var marken i Bay Area sjunker, och med hur mycket, ingår inte i de officiella planeringskartor som myndigheter använder för att bedöma den lokala översvämningsrisken från stigande havsnivåer.

De nya rönen visas i en artikel som publicerades den 7 mars i tidskriften Vetenskapens framsteg . Huvudförfattare är Manoochehr Shirzaei, biträdande professor vid ASU:s School of Earth and Space Exploration (SESE) och medlem i NASA:s Sea Level Change planeringsteam. Hans medförfattare är Roland Bürgmann från University of California, Berkeley.

Forskarna mätte hur mycket marken längs buktens strandlinje har sjunkit med interferometrisk avbildning med hjälp av syntetisk bländarradar från jordens omloppsbana för att upptäcka höjd. Tekniken är tillräckligt känslig för att mäta förändringar från år till år i lokal markhöjd så små som en millimeter. Deras studie använde data från 2007 till 2011.

"Även om vi upptäckte att det mesta av buktens strandlinje sjunker med mindre än två millimeter per år, " säger Shirzaei, "i flera områden upptäckte vi sättningar på 10 millimeter per år och mer."

Han pekar på San Francisco Bays Treasure Island som ett exempel på mark som avtar i relativt hög takt. Ön, ligger i bukten halvvägs mellan San Francisco och Oakland, skapades som deponi för Golden Gate International Exposition 1939, men är nu mest en blandning av historiska byggnader. Det nordvästra hörnet av Treasure Island sjunker med en hastighet av en halv tum till tre fjärdedelar av en tum (12 till 20 millimeter) per år.

Det är, forskarna säger, typiskt för de flesta områden med landsättningar i Bay-området. Många är före detta deponier som sakta packas ihop, medan andra är platser där bäckar och floder avsätter successiva lager av lera när de rinner in i viken.

Inte på FEMA:s planeringskartor

Forskarna noterar att staten, grevskap, och kommunala förvaltningar använder för närvarande kartor som utarbetats av Federal Emergency Management Agency (FEMA) för att göra planer för att hantera eventuella översvämningar.

FEMA:s Ökade översvämningsscenariokartor använder data från myndighetens San Francisco Bay Area Coastal Study för att uppskatta hur den kustnära översvämningsslätten skulle förändras med en 1-fots, 2 fot, och 3-fots höjning av Bays vattennivåer.

När Shirzaei och Bürgmann undersökte olika scenarier för höjning av havsnivån, de fann att för San Francisco Bays strandlinje år 2100, cirka 20 till 160 kvadrat miles (51 till 413 kvadratkilometer) riskerar översvämningar.

Men det var bara från stigande havsnivåer. När de lade till effekterna av sjunkande mark längs strandlinjen, de fann att området som hotades av stigande vatten var märkbart större:48 till 166 kvadratkilometer (125 till 429 kvadratkilometer).

"Det finns många uppskattningar och modeller för höjning av havsnivån, "Shirzaei säger, "men de kommer alla till korta eftersom de inte tar hänsyn till landhöjdsförändringar."

Dessa uppskattningar är konservativa, tillägger forskarna. Extremt högvatten, stora stormar, och perioder med hög avrinning från regn och snösmältning i floderna som matas in i bukten kan höja buktens vattennivå tillfälligt över det som förväntas från stigande havsnivåer.

"Översvämningar från havsnivåhöjningar är helt klart ett problem i många kustnära stadsområden, " säger medförfattaren Bürgmann. "Den här typen av analys kommer förmodligen att vara relevant runt om i världen, och kan utökas till mycket, mycket större skala."

Hög ekonomisk påverkan

När tidigare torr mark blir översvämmad, det orsakar saltvattenförorening av yt- och underjordsvatten och det påskyndar kusterosion och förluster av våtmarker.

Men forskarna belyser två områden med sjunkande mark vid buktens strandlinje där översvämningar skulle ha stor ekonomisk inverkan. Dessa är San Francisco International Airport och Foster City.

Flygplatsen, byggd mestadels på soptipp, hanterar mer än 200, 000 årliga landningar och ser 56 miljoner passagerare passera genom den varje år. Flygplatsen är både ett resmål för resenärer till Bay Area och ett nav för inrikes- och internationella flyg. Forskarnas data visar att när landsättningar kombineras med förväntade stigande havsnivåer, Vatten kommer att täcka nästan hälften av flygplatsens landnings- och taxibanor till år 2100.

Fosterstad, som ligger halvvägs mellan San Francisco och San Jose, byggdes på 1960-talet, delvis på konstruerad deponi. Det har blivit hem för ett växande antal högteknologiska och IT-företag eftersom fastigheter är begränsade och dyra i Bay Area i norr och söder. Dock, de delar av staden som byggdes på soptipp minskar och, i kombination med stigande havsnivåer, betydande delar av staden kommer att vara i riskzonen för översvämningar år 2100.

Ser fram emot

Forskarna noterar att FEMA-kartorna över Bay Area behöver uppdateras med mätningar av landsättningar samt nya prognoser av stigande havsnivå så att lokala myndigheter kan göra bättre översvämningsmotståndsplaner.

Tyvärr, Shirzaei säger, sjunkande mark längs strandlinjen förstärker kraftigt effekterna av havsnivåhöjningen eftersom båda processerna samverkar för att förvärra situationen.

Han säger, "Marken går ner, havsnivån stiger, och översvämningsvattnet går mycket längre in i landet än vad någon av förändringarna skulle producera av sig själv."