Extrema väderhändelser blir mer frekventa och intensiva, ibland med tragiska konsekvenser. Europas kuststäder förbereder sig för att möta utmaningarna med hjälp av naturen och data från yttre rymden.

När invånarna i La Faute-Sur-Mer – en liten fransk kuststad i Vendée norr om La Rochelle – gömde sig i säng på natten den 27 februari 2010 rasade en våldsam storm ute på havet.

Virvlande, cykloniska vindar, höga vågor och kraftigt regn blåste upp över Biscayabukten i kombination med ett högt vårvatten för att skapa förödelse när det slog mot kusten i västra Frankrike. Invånarna vaknade till en scen av total förödelse.

Uppflugen uppflugen mellan Atlanten på ena sidan och floden Lay på den andra, var staden helt översvämmad av översvämningar från stormfloden. Bostäder, fastigheter och företag förstördes.

Av de 53 personer i Frankrike som dog till följd av stormen Xynthia var 29 från La Faute.

I en stad med en befolkning på bara 1 000 människor var det en förödande tragedi.

Extremt väder

Sådana extrema väderhändelser blir allt vanligare och kustområdena är särskilt sårbara, säger Dr. Clara Armaroli, en kustgeomorfolog som specialiserar sig på kustdynamik (hur kustlinjerna utvecklas).

Som svar leder University School for Advanced Studies (IUSS) i Pavia, Italien, ett pan-europeiskt projekt för att utveckla ett system för tidig varning för att öka motståndskraften vid kusten. Armaroli koordinerar projektet, kallat European Copernicus Coastal Flood Awareness System (ECFAS).

"Med tanke på klimatförändringar och höjning av havsnivån vet vi att det kommer att bli en ökning av tendensen och omfattningen av kuststormar", sa Dr Armaroli.

"Vad som behövs är ett medvetenhetssystem på europeisk nivå för att informera beslut."

ECFAS har inrättats för att utveckla ett proof-of-concept för ett system för tidig varning för kustnära översvämningar. Det kommer att utveckla en funktionell och operativ design.

Den bygger på data och använder verktyg från EU:s jordobservationssatelliter Copernicus och från Copernicus-tjänsterna.

Centralt för detta är hur data om stormflod, översvämningars storlek och potentiell påverkan skulle kunna införlivas i EU:s Copernicus Emergency Management Service (Copernicus EMS).

Copernicus EMS är en rymdbaserad övervakningstjänst för Europa och världen som använder satellitdata för att upptäcka tecken på kommande katastrof, oavsett om det är från skogsbränder, torka eller flodöversvämningar.

Kustöversvämningar är ännu inte en del av Copernicus krishanteringsmix så ECFAS vill "täppa till gapet", säger Armaroli.

Detta kommer att säkerställa att kustöversvämningar övervakas i framtiden och att sådana sårbarheter blir en del av dess övervakningsuppgift.

Förutom att kartlägga fortskridandet av stormar som bryter mot Europas kustlinjer, integrerar ECFAS-teamet data om förändringar av kustlinjer orsakade av kusterosion. Det är ett växande problem när havsnivån stiger över hela världen.

Gränserosion

"Sårbarheten och exponeringen av våra kustområden ökar också på grund av erosion, vilket minskar gränsen mellan land och hav", säger Dr Armaroli.

Det tidiga varningssystemet kommer att samla in data från en rad källor, som alla påverkar översvämningsrisken. Detta inkluderar geografiska faktorer som markanvändning och täckning, jordtyp, tidvattenförändringar, vågkomponenter och havsnivåer.

Den designas för att ge prognoser för faror vid kuststorm upp till fem dagar ut. Potentiellt skulle det kunna fungera tillsammans med redan existerande regionala och nationella system för att förbättra det lokala försvaret.

Ser man bortom proof-of-concept-stadiet, hoppas Armaroli att ECFAS-varning för kustmedvetenhet kan spela en avgörande roll för att hjälpa områden att bättre förbereda sig för när en katastrof inträffar.

"Vårt arbete har startat en process, men i framtiden hoppas vi att detta verkligen kan bidra till att öka motståndskraften i våra kustområden mot kommande extrema väderhändelser", sa hon.

På Irlands västkust, i den atlantiska hamnstaden Sligo, tar en miljöingenjör vid namn Dr. Salem Gharbia de utmaningar som kuststäderna står inför till nästa nivå.

Med projektet—SCORE—Smart Control of the Climate Resilience in European Cities—Dr. Gharbias team bygger ett nätverk av "levande labb" för att snabbt och hållbart förbättra den lokala motståndskraften mot kustskador.

"Kuststäder står inför stora utmaningar för närvarande eftersom de är så tätbefolkade och för att deras läge gör dem sårbara för höjning av havsnivån och klimatförändringar", sa han.

Med SCOREs nätverk av 10 kuststäder—från Sligo till Benidorm, Dublin till Gdańsk—Dr. Gharbia avser att skapa en integrerad lösning som ska hjälpa kustcentra att mildra riskerna.

"Huvudtanken bakom konceptet är att vi har kuststäder som lär sig av varandra", sa han.

Samskapade lösningar

"Each living lab faces different local challenges," he said, "But each has been established to include citizens, local stakeholders, engineers, and scientists to co-create solutions that can increase local resilience."

Through the network, SCORE wants to pioneer nature-based solutions such as the restoration of floodplains or wetlands that reduce the risk of flooding in coastal regions. It's a model that is already proving effective.

One example, a project to bio-engineer sand dunes in Sligo for stronger natural defenses, is also being tested in Portugal.

The team is developing smart technologies to monitor and evaluate emerging coastal risks. In addition to using existing Earth observation data, this means the community can become involved through new citizen science projects aimed at expanding local data collection.

In Sligo, locals are already getting involved in the monitoring of coastal erosion using what Dr. Gharbia terms "DIY sensors"—drone kites—equipped with cameras, to survey local topography.

Elsewhere, citizens are helping to monitor and record water levels and quality, as well as wind speed and direction with a variety of other sensors.

Sustaining local citizen involvement in this way is crucial to SCORE's success, said Gharbia.

"It's essential that this is two-way for citizens," he said. "Without engaging them fully in the process of co-design and co-creation of ideas to mitigate risks, you will never get them committed to the types of solution proposed."

Data sources

All of this, of course, is creating a wealth of new data from a multitude of sources. But Dr. Gharbia is adamant that an integrated approach is critical.

"The main reason we're developing this system is," he said, "We've realized that to increase climate resilience we have to utilize all the information coming in from different sources."

Ultimately, the goal behind the work is for a real-time, early warning system that could be used by local and regional policy makers to test a range of "what if" scenarios.

Currently, the team are categorizing the data and optimizing the systems and models. In time, they hope other regions can learn from the approach and develop similar living labs.

Dr. Gharbia said the impact of his research project should be "to create an integrated solution that can be used in multiple different locations and can make a big impact in increasing local coastal resilience."

Resilience like it should spread far and wide. "The main purpose is a solution that can be replicated and scaled up," said Dr. Gharbia. The tragic consequences of more frequent and more intense coastal storms must be averted. + Utforska vidare

High-tide floods surge as climate changes and sea level rises