Пляжи на юго-восточном побережье Австралии сужаются во время продолжительного Ла-Нинья, а расширяются - или увеличиваются - в периоды Эль-Ниньо.
Исследователи из UNSW Sydney проанализировали миллионы спутниковых фотографий, чтобы проследить изменения пляжей по всему Тихому океану. Результаты исследования, опубликованные сегодня (10 февраля) в журнале Nature Geoscience, впервые показывают, как береговые линии реагируют на различные фазы цикла Эль-Ниньо-Южного колебания (ENSO).
ENSO - это естественное климатическое явление, которое вызывает колебания температуры поверхности моря в Тихом океане. Фаза потепления, известная как Эль-Ниньо, и фаза охлаждения, известная как Ла-Нинья, влияют на погодные условия на различных побережьях в зависимости от цикла.
В эти периоды также может усиливаться береговая эрозия, смещая песок с пляжей и угрожая домам и среде обитания на побережье. Однако ученые не смогли широко изучить это явление с помощью обычных методов мониторинга побережья, которые ограничиваются наземными наблюдениями лишь на нескольких пляжах.
"Ученые знают, что пляжи реагируют на циклы ENSO уже несколько десятилетий, но мы смогли составить лишь небольшую картину этого по нескольким спорадическим местам мониторинга пляжей", - говорит доктор Митчелл Харли, соавтор исследования из Лаборатории водных исследований UNSW при Школе гражданского и экологического строительства. "В данном исследовании мы смогли взглянуть на ситуацию под совершенно другим углом, чтобы дополнить общую картину того, как климатические циклы влияют на все тихоокеанское побережье".
Наблюдение за изменениями в прибрежной зоне из космоса
Спутники, вращающиеся вокруг Земли, уже почти сорок лет регулярно делают снимки береговых линий мира. Исследователи разработали новый инструмент с открытым исходным кодом под названием CoastSat, который сочетает в себе алгоритмы обработки изображений и машинного обучения для извлечения из каждого пикселя информации о тысячах песчаных пляжей вдоль Тихоокеанского побережья.
"Инструмент автоматически наносит на карту положение границы раздела между песком и водой. Выполняя эту работу на нескольких снимках и пляжах с поправкой на прилив, мы можем обнаружить изменения в береговой линии в больших временных и пространственных масштабах, и как это коррелирует с циклами ENSO", - говорит доктор Килиан Вос, ведущий автор исследования из Лаборатории водных исследований.
Используя этот инструмент, исследователи обработали 38 лет спутниковых фотографий Landsat, чтобы найти корреляцию между шириной пляжей и циклами Эль-Ниньо и Ла-Нинья на более чем 8000 км песчаного побережья, от восточного побережья Австралии до западного побережья Калифорнии и вплоть до Чили.
Они обнаружили, что пляжи на юго-восточном побережье Австралии сужаются во время длительного Ла-Нинья, а в периоды Эль-Ниньо они расширяются или увеличиваются. Но пляжи на другой стороне Тихого океана испытывают противоположный эффект - сужаются во время Эль-Ниньо и восстанавливаются во время Ла-Нинья.
"Хотя в нашем исследовании мы рассматриваем среднее поведение песчаных пляжей в зависимости от цикла ENSO, это согласуется с тем, что мы наблюдали, например, во время недавнего тройного Ла-Ниньо в Австралии, когда последовательные прибрежные штормы уносили песок с пляжей вдоль береговой линии NSW и QLD", - говорит доктор Вос.
Прогнозирование риска береговой эрозии
По словам исследователей, понимание влияния циклов ENSO на различные побережья Тихого океана может помочь руководителям и жителям прибрежных районов предвидеть риски эрозии берегов и подготовиться к ним с помощью таких мер защиты, как укрепление пляжей.
"Песчаные побережья - одни из самых динамичных и густонаселенных сред на планете. В некоторых условиях они могут полностью исчезнуть за одну ночь, а на их восстановление уходят годы", - говорит доктор Вос.
Очень важно, чтобы мы продолжали следить за ними с помощью подобных исследований, которые помогают понять, как мы можем управлять нашими пляжами, которые являются буфером между океанскими волнами и ценной инфраструктурой вокруг них".
"Если вы турист, желающий провести отпуск на пляже, возможно, стоит посмотреть прогноз ENSO, поскольку он может дать вам представление о том, где ожидаются широкие песчаные пляжи".
Доктор Харли также руководит проектом "CoastSnap", в рамках которого члены сообщества делятся своими фотографиями береговой линии, чтобы получить новое представление о том, как пляжи реагируют на изменение условий.
Исследователи планируют провести дальнейший анализ данных обоих проектов, чтобы получить представление о том, как пляжи реагируют на волны, уровень моря и изменение климата, как можно ближе к реальному времени.
"Некоторые исследования предполагают, что изменение климата изменит паттерны ENSO, что может повлиять на дальнейшее изменение береговых линий в плане усиления этих эффектов эрозии и аккреции или смещения места их возникновения", - говорит доктор Харли.
