Kustsamhällen över hela världen står i allt högre grad inför de enorma hot som en kombination av extrema stormar och förutspådda höjningar av havsnivån utgör till följd av globala klimatförändringar.

Dock, forskare vid University of Plymouth har utvecklat en enkel algoritmbaserad modell som exakt förutsäger hur kustlinjer kan påverkas och – som ett resultat – gör det möjligt för samhällen att identifiera de åtgärder de kan behöva vidta för att anpassa sig.

Forecasting Coastal Evolution (ForCE)-modellen har potential att bli ett spelförändrande framsteg inom kustevolutionsvetenskap, gör det möjligt att förutsäga anpassningar i strandlinjen över tidsskalor av allt från dagar till decennier och längre fram.

Detta breda spektrum av tidsskalor innebär att modellen kan förutsäga både kortsiktiga effekter av våldsamma stormar eller stormsekvenser (över dagar till år), samt att förutsäga den mycket långsiktiga utvecklingen av kusten på grund av förutspådda stigande havsnivåer (årtionden).

Datormodellen använder tidigare och nuvarande strandmätningar, och data som visar kustens fysiska egenskaper, att förutsäga hur de kan utvecklas i framtiden och bedöma våra kustlinjers motståndskraft mot erosion och översvämningar.

Till skillnad från tidigare enkla modeller av sitt slag som försöker prognoser på liknande tidsskalor, ForCE tar också hänsyn till andra nyckelfaktorer som tidvatten, data om stigande och global havsnivåhöjning för att bedöma hur stränder kan påverkas av förutspådda klimatförändringar.

Strandsediment utgör vår frontlinje för försvar mot kusterosion och översvämningar, förhindra skador på vår värdefulla kustinfrastruktur. Så kustförvaltare är med rätta oroade över att övervaka mängden strandsediment på våra stränder.

Den nya ForCE-modellen öppnar dörren för chefer att hålla reda på "hälsan" på våra stränder utan att lämna sitt kontor och att förutsäga hur detta kan förändras i en framtid med stigande havsnivå och förändrade vågor.

Modellförutsägelser har visat sig vara mer än 80 % korrekta i nuvarande tester, baserat på mätningar av strandförändringar vid Perranporth, på nordkusten av Cornwall i sydvästra England.

Det har också visat sig att det exakt kan förutsäga bildandet och placeringen av sandbankar till havs som svar på extrema stormar, och hur stränderna återhämtar sig under månaderna och åren efter stormhändelser.

Som sådan, forskare säger att det kan ge en tidig varning för kusterosion och potentiell övertoppning, men dess stabilitet och effektivitet tyder på att den skulle kunna förutsäga kustutvecklingen över mycket längre tidsskalor.

Studien, publicerad i Coastal Engineering, Parlamentet framhåller att de ökande hoten från höjning av havsnivån och kustpress har inneburit att spårning av den morfologiska utvecklingen av sedimentära kuster är av betydande och ökande samhällelig betydelse.

Dr Mark Davidson, Docent i kustprocesser, utvecklat ForCE-modellen efter att ha varit banbrytande för ett trafikljussystem baserat på svårighetsgraden av stormar som närmar sig för att belysa den åtgärdsnivå som krävs för att skydda särskilda stränder.

Han sa:"Kustförvaltare på högsta nivå runt om i världen har insett ett verkligt behov av att bedöma motståndskraften hos våra kustlinjer i ett klimat med förändrade vågor och havsnivåer. hittills har de inte haft de nödvändiga verktygen som krävs för att göra denna bedömning. Vi hoppas att vårt arbete med ForCE-modellen kommer att vara ett viktigt steg mot att tillhandahålla denna nya och väsentliga förmåga."

University of Plymouth är en av världens ledande myndigheter inom kustteknik och förändring inför extrema stormar och havsnivåhöjningar.

Forskare från Universitys Coastal Processes Research Group har undersökt deras effekter överallt från kusterna i sydvästra England till avlägsna öar i Stilla havet.

De har visat att vinterstormarna 2013/14 var de mest energiska som drabbade Atlantkusten i västra Europa sedan registreringar började 1948, och visade att fem år efter dessa stormar, många stränder hade fortfarande inte återhämtat sig helt.

Fallstudie

Forskare från University of Plymouth har utfört strandmätningar vid Perranporth i North Cornwall i mer än ett decennium. Nyligen, detta har gjorts som en del av BLUE-coast-projektet på 4 miljoner pund, finansierat av Naturmiljöforskningsrådet, som syftar till att ta itu med betydelsen av sedimentbudgetar och deras roll i kuståterhämtning.

Undersökningar har visat att efter extrema stormar, som de som drabbade Storbritannien 2013/14, stränderna återhämtade sig till viss del under sommarmånaderna, men den återhämtningen utplånades till stor del under de följande vintrarna. Det har skapat en situation där höga strandlinjer ligger längre landåt vid platser som Perranporth.

Sea level is presently forecast to rise by about 0.5m over the next 100 years. Dock, there is large uncertainty attached to this and it could easily be more than 1m over the same time-frame. If the latter proves to be true, prominent structures on the coastline—such as the Watering Hole bar—will be under severe threat within the next 60 years.