Scripps Institution of Oceanography vid UC San Diego forskare har upptäckt hur regn och vågor verkar på olika delar av kustklipporna.

Efter tre år av klippundersökningar i och nära kuststaden Del Mar, Kalifornien, de fastställde att vågpåverkan direkt påverkar basen, och regn påverkar mest den övre delen av klipporna.

Studien visas i tidskriften Geomorfologi och finansierades av California State Parks. Kaliforniens State Parks Oceanography -program stöder klimatanpassning och motståndskraftsinsatser genom observationer och modellering vid kusterosion och klipporosion, mäta och förutsäga stormflod och vågvariabilitet, och upprättande av vågtillståndsbaslinjer för användning vid design och drift av kustprojekt.

"Det är något som jag har försökt kvantifiera länge, vilket är spännande, " sa kustgeomorfologen Adam Young, vem är huvudförfattare på tidningen. "Vi har alltid vetat att vågor var en viktig del av klipperosionsprocessen, men vi har inte kunnat skilja på vågor och regn tidigare."

Efter årtionden av debatt om de olika rollerna som vågor och regn spelar i klipperosion, resultaten ger en ny möjlighet att förbättra prognoser, vilket är en brådskande fråga både i Del Mar och på andra sidan Kaliforniens kust. Till exempel, stadsdelar och en järnvägslinje klippkanten i Del Mar. Tidigare episoder av klippbrott har resulterat i flera tågspårningar och jordskred, som utlöser tillfälliga järnvägsstängningar och akuta reparationer. Konsekvenserna kan bli kostsamma.

Innan Youngs studie, det exakta förhållandet mellan vågor, regn, och klippbrott var oklara, mest för att det är svårt att mäta effekterna av vågor på klippbasen.

"När som helst en studie involverar sensorer i kustzonen, det är en utmaning, " sa Young. Till exempel, hans team vid Scripps Oceanography's Center for Climate Change Impacts and Adaptation begravar sensorer i sanden som mäter vågenergi. Stor surf och erosion kan flytta sensorerna och hindra forskare från att samla in tillförlitliga mätningar.

Nyckeln till deras framgång, enligt Young, var att besöka och mäta klipporna varje vecka i tre år – en insats som var bland de mest detaljerade som någonsin gjorts för att studera kustklippor. Dessa rekord längs den 1,5 mil långa sträckan i Del Mar gjorde det möjligt för Youngs team att avveckla effekterna av nederbörd och grundvattenavrinning från vågpåverkan.

"Vi kan nu bättre förutsäga hur mycket erosion som kommer att inträffa under en viss storm med hjälp av våg- och regnerosionssambandet som vi har identifierat här, sa Young.

Youngs grupp kombinerade mätningar från sensorerna begravda i sanden med datormodeller av vågenergi, samt med tredimensionella kartor över stranden och klipporna samlade med hjälp av en LiDAR-enhet – ett laserkarteringsverktyg – som monterades på lastbilar som kördes längs stranden. Teamet analyserade också nederbördsdata från en lokal väderstation i Del Mar.

Eftersom nederbörd och tillhörande förhöjda grundvattennivåer utlöser större jordskred, klipperosion verkar generellt vara mer korrelerad med regn. Att reta bort den vågdrivna erosionen är en mer subtil och svår process, men viktigt eftersom den vågdrivna erosionen försvagar klippbasen och sätter scenen för dessa regndrivna jordskred.

Understanding the way that cliffs and waves behave together will help improve short-term models that forecast cliff retreat, but the researchers will need more information to predict how future rainfall and waves will drive cliff erosion in the long term.

Young and his group plan to continue to collect data in Del Mar, and are developing a website to make the information about the conditions leading to coastal landslides readily available.