文摘
地球上几乎三分之一的人住在海岸附近洪水风险的地方。沿海地区通常由限制性免受洪水防洪结构,如堤坝和海堤。现在,地球的气候变化,海平面上升和风暴越来越激烈和频繁,这就增加了洪灾的风险。因此,我们需要开发更大的flood-defense结构保持安全的洪水。然而,这是非常昂贵的。有另一个吗?这听起来可能有点奇怪,但是自然可以帮助我们。在全世界范围内,生态系统就像红树林,盐沼,珊瑚礁可以保护海岸免受洪水。他们可以导致更环保、更自然,海岸生物多样性,使生活在地球的海岸线更安全、更可持续。使用这些自然系统被称为自然洪水防御。 In this article, we explain how it works.
为什么我们需要保护自己免受海平面上升吗?
海岸是一个生活居住的好地方。三分之一的地球上的人们居住在沿海地区,在小渔城镇,在纽约和上海等大城市,甚至在整个国家,如荷兰。很多这些地方躺在地区河流三角洲,一条河流进入海洋。河流三角洲港口是伟大的地点、农业、和钓鱼,但他们也在低洼地区,洪水很容易。一半的荷兰,例如,低于海平面几米,今天将被淹没,如果该国的防洪失败!住在海岸是危险的,它已经成为与气候变化风险及其后果,包括海平面变化和更多或更强的风暴。
随着全球温度继续上升,冰川和冰原,像那些在南极和格陵兰岛融化。融化冰流入海洋,抬高了海平面。与此同时,海洋从大气中捕获的热量,随着海水变暖,它扩大海平面上升更多。但这不是都有些城市下沉。城市下沉的主要原因之一是因为我们泵水,天然气或石油从地下。建筑物和房屋的重量然后将清空土壤向下。这种效应被称为地面沉降。在一些城市,地面沉降使水位上升超过10厘米,每年使海平面上升一个更大的威胁!地面沉降和海平面上升的影响相对海平面上升(图1一个)[1],它增加了沿海地区的洪水风险。
- 图1 -(一)相对海平面上升的土地下沉地面沉降和海平面上升。
- (B)波有一个水上的部分和一个水下部分。当波撞击的水下部分障碍,它崩溃和波优惠。
除了导致相对海平面上升,气候变化也会造成更频繁和剧烈的风暴。强风暴的风可以吹水到海岸,导致更高的水位比单独使用相对海平面上升。正因为如此,到海边的海浪也更高。为什么?波浪由一个水上的部分和一个水下部分(图1 b)。通常情况下,当波的水下部分撞击海底或人为的障碍,它崩溃,整个波优惠。你可以看到在沙滩。然而,当水位过高,海浪不失,所以他们保持大。风暴这样的巨浪会导致洪水,破坏建筑物,有时甚至是生命。我们如何保护自己免受海平面上升?
是时候来更新我们的防洪设施吗?
沿海城市受到混凝土结构通常被称为的保护灰色的洪水防御(图2一个)。这些防御包括堤坝、海堤、防波堤。防波堤保护海岸从海浪的力量形成一个高屏障在海里。海浪的水下部分达到这一障碍,失去一些能量,就像跌倒在路边当您运行。堤坝或海堤是海滩上的障碍。他们从洪水保护土地,尤其是当水位高于正常,期间发生的风暴结合潮汐很高。
- 图2 -(一)传统灰色从波和洪水,洪水防御保护土地但相对海平面上升会减少灰色洪水防御效果。
- (B)自然洪水防御用生活的生态系统来帮助保护海岸。特定的植物和动物可以根据地理位置(见使用图3)。
灰色的防御建筑生存沉重的风暴,但海平面上升时,他们不是很有效。例如,防波堤对海平面上升不太有效,因为海浪的水下部分不防浪堤了。相反,海浪有足够的空间来旅行在防波堤和岸边的突破(图2一个)。堤坝和海堤也少有效相对海平面上升太多,水位高于屏障和它后面的土地洪水。堤坝和海堤可以受到很强的海浪和风暴,使他们不那么有效。下沉的土地,海平面上升,增加风暴意味着我们需要更高、更强的防洪设施,但这将花费很多钱。如果我们可以用生命系统来帮助保护海岸线?这就是所谓的自然洪水防御(图2 b)[2]。
如何保护我们免受自然相对海平面上升
沿海生态系统世界各地的可用于自然洪水防御。这些生态系统是由植物如红树林树木和盐沼植物和动物建立“breakwater-like”珊瑚礁包括牡蛎,贻贝和珊瑚(图3)。这些植物和动物适应住在咸的海水。一些可以保护我们免受洪水通过减慢,别人这样做通过构建土地,和一些能做的!
- 图3——全球分销的沿海生态系统提供自然洪水防御。
- 每个图片周围的彩色圆圈对应的颜色在地图上。盐沼和贝类生物礁主要是发现在温带地区,而红树林和珊瑚礁被发现在热带地区(学分:照片Jildou Schotanus(贻贝礁),玛蒂·Stoorvogel(盐沼)和席琳·范·Bijsterveldt(珊瑚礁和红树林)]。
珊瑚礁不仅是漂亮;他们是坚固和成长接近海岸。它们的位置非常相似的灰色混凝土防波堤和他们也同样的做法形成一个水下屏障破坏波升高(图2 b)。牡蛎和贻贝可以建立贝类打破波就像珊瑚做的珊瑚礁。虽然珊瑚礁和灰色防波堤保护海岸以同样的方式,珊瑚礁能成长!通过增长,珊瑚礁可以跟上海平面上升并保持足够高的碎波,而必须维护防波堤。
红树林和盐沼常常长外堤和海堤。这是有用的,因为他们可以减少波浪的大小达到灰色洪水防御。如果一个波卷成一个红树林(或盐沼),它遇到了许多障碍。每次波到达一种植物,它削弱了,失去了它的能量。按所有的植物在沼泽或森林,失去这么多能量浪潮变得小得多。我们称这种效应波衰减。如果一个红树林或盐沼是足够大的,它可以减少波高很多。这是如此有效,我们可以建立一个较小的堤,节省了不少的钱!
红树林和盐沼也可以提高他们在这片土地上成长。没有植物,海水就流得太快,它可以携带泥土和沙子。manbetxapp在线登录但当水流通过沿海植物,它减慢和粒子下沉到土壤里去的。manbetxapp在线登录随着时间的推移,这使得土壤表面高。这是非常有用的对于跟上海平面上升(3),因此该地区经常充斥少。因为红树林的树木和盐沼喜欢生长在淹水地区,它们保持在这些地区建立土地和水面水平不断增加。提高表面水平可以像防波堤,保护海岸甚至更多4]。
更多优势的沿海生态系统
除了提供自然洪水防御、沿海生态系统有更多的优势。正如我们提到的,表面水平可以提高海(5]。这使得它们更便宜,因为他们需要更少的比灰色的防洪设施维护。这些生态系统也可以储存大量的碳,而降低大气中二氧化碳的量。降低二氧化碳水平意味着更少的气候变化更少的海平面上升。最后,这些生态系统提供了一个不错的地区珍稀植物和动物生活,支持生物多样性。人们可以享受这些沿海生态系统!
不幸的是,沿海生态系统在过去的50年里一直在下降。因此,科学家们正在学习如何保护和恢复它们。我们可以通过研究植物和动物的喜好,住在那里。他们喜欢多久淹没吗?他们能处理大量的波吗?咸的应该是如何?我们越了解这些植物和动物,我们能更好的保护他们他们可以保护我们从洪水!
总之,保持灰色洪水防御与海平面上升将会非常昂贵。沿海生态系统也可以打破波甚至构建土地跟上海平面上升。通过这种方式,他们可以帮助我们保护我们的海岸从世界各地的洪水。有一些方法可以帮助你。首先,如果你对这个话题感兴趣,你可以阅读更多articles-check这些manbetxapp在线登录前沿的年轻人manbetxapp在线登录的文章,海平面变化,全球海洋气候变化,或海草。你在学校可以考虑演讲教别人自然洪水防御。学习更多,你可以找到并满足当地科学家,或者满足他们在线的例子,Skype的科学家和给一个Pre-Scientist。最后,如果你想成为一个科学家自己,尽可能了解生物学,数学和物理!也许有一天你将有助于发现新的自然防洪机制!
作者的贡献
RH, CB、CC和女士合作导致了观念和写作的手稿。RH协调这个项目。CB设计数据,由RH女士,CB, CC,女士,和结核病导致手稿修改,阅读,和批准提交的版本。
术语表
河三角洲:↑低洼地区河流空进了大海。著名的例子是在地中海和尼罗河三角洲的密西西比三角洲墨西哥湾。
海平面变化:↑海平面是非常变量,甚至可以在一些地方。它也不上升。不过,保护沿海海平面上升是最相关的。
地面沉降:↑在海岸沉没的城市。如果我们泵水,天然气和石油从地下建筑物的重量和房子将清空土壤向下。
相对海平面上升:↑地面沉降和海平面上升的综合效应。它增加洪水风险超过海平面上升。
灰色的洪水防御:↑保护海岸免受洪水的混凝土结构,如堤坝、海堤、防波堤。
自然洪水防御:↑这些洪水防御同时使用混凝土结构和沿海生态系统如盐沼或珊瑚礁保护海岸免受洪水。
生态系统:↑植物和动物,形成了独特的性质。这可以是亚马逊雨林,大堡礁,或者当地的森林。
波衰减:↑每次波到达一种植物,它失去了它的能量。按很多植物,波失去了如此多的能源,它变得越来越小。
的利益冲突
作者声明,这项研究是在没有进行任何商业或财务关系可能被视为一个潜在的利益冲突。
确认
RH已经由一个联合研究项目“可持续三角洲”是由NWO (ALWSD.2016.026),国家自然科学基金委(51761135022),EPSRC (EP / R024537/1)。CB一直资助项目“BioManCO”项目14753号,这是(部分)由NWO领域应用和工程科学,和Boskalis疏浚和海军联合专家,Van Oord疏浚和海洋承包商bv Deltares Witteveen + Bos和湿地国际。CC已由荷兰空间办公室(批准号ALGWO.2017.002)。女士已经资助的项目“生活实验室Hedwige-Prosper波尔德”,这是由NWO(项目没有。17589)。结核病已由“生活堤坝工程”(NWA.1292.19.257)。
引用
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