Forscher der UNSW Sydney haben Millionen von Satellitenfotos analysiert, um Veränderungen an Stränden im gesamten Pazifischen Ozean zu beobachten. Die Ergebnisse, veröffentlicht in Natur Geowissenschaften zeigen heute (10. Februar) zum ersten Mal, wie Küsten auf verschiedene Phasen des El-Niño-Southern Oscillation (ENSO)-Zyklus reagieren.
ENSO ist ein natürliches Klimaphänomen, das Schwankungen der Meeresoberflächentemperaturen über dem Pazifischen Ozean verursacht. Die Erwärmungsphase, bekannt als El Niño, und die Abkühlungsphase, bekannt als La Niña, beeinflussen je nach Zyklus die Wettermuster an verschiedenen Küsten.
Während dieser Perioden kann sich auch die Küstenerosion verstärken, Sand von den Stränden wegschieben und Häuser und Lebensräume am Strand bedrohen. Aber Wissenschaftler waren nicht in der Lage, dies umfassend mit konventionellen Küstenüberwachungstechniken zu untersuchen, die auf Beobachtungen vor Ort an nur wenigen Stränden beschränkt waren.
„Wissenschaftler wissen seit Jahrzehnten, dass Strände auf ENSO-Zyklen reagieren, aber wir konnten nur ein kleines Bild davon anhand einiger sporadischer Strandüberwachungsstellen zeichnen“, sagt Dr. Mitchell Harley, Mitautor der Studie von UNSW’s Water Forschungslabor an der Fakultät für Bau- und Umweltingenieurwesen. „Für diese Forschung konnten wir einen völlig anderen Blickwinkel einnehmen, um das Gesamtbild zu vervollständigen, wie sich Klimazyklen auf ganze Pazifikküsten auswirken.“
Küstenveränderungen aus dem Kosmos beobachten
Satelliten, die die Erde umkreisen, erfassen seit fast vierzig Jahren in regelmäßigen Abständen Bilder der Küsten der Erde. Die Forscher entwickelten ein neues Open-Source-Tool namens CoastSat, das Bildverarbeitungs- und maschinelle Lernalgorithmen kombiniert, um Informationen aus jedem Pixel über Tausende von Sandstränden entlang des Pazifikrands zu extrahieren.
„Das Tool kartiert automatisch die Position der Grenzfläche zwischen Sand und Wasser. Indem wir dies über mehrere Bilder und Strände tun und die Gezeiten korrigieren, können wir Veränderungen in der Küstenlinie über einen großen zeitlichen und räumlichen Maßstab hinweg entdecken und wie dies mit ENSO korreliert Zyklen“, sagt Dr. Kilian Vos, Erstautor der Studie vom Water Research Laboratory.
Bildnachweis: Universität von New South Wales
Mit dem Tool verarbeiteten die Forscher 38 Jahre lang Landsat-Satellitenfotos, um Korrelationen in der Strandbreite und den El Niño- und La Niña-Zyklen über mehr als 8000 km sandiger Küste von der Ostküste Australiens bis zur Westküste Kaliforniens und hinunter nach Chile zu finden .
Sie fanden heraus, dass sich die Strände an der Südostküste Australiens während längerer La Niña-Zeiten verengen, während sie sich während El Niño-Perioden erweitern – oder anwachsen. Aber Strände auf der anderen Seite des Pazifiks erleben den gegenteiligen Effekt – sie erodieren während El Nino und erholen sich während La Niña.
„Während unsere Studie das durchschnittliche Verhalten von Sandstränden im Zusammenhang mit dem ENSO-Zyklus untersucht, stimmt dies mit dem überein, was wir beispielsweise beim jüngsten dreifachen Eintauchen von La Niña in Australien beobachtet haben, wo aufeinanderfolgende Küstenstürme abgestreift wurden Sand von den Stränden entlang der Küsten von NSW und QLD“, sagt Dr. Vos.
Vorhersage des Küstenerosionsrisikos
Die Forscher sagen, dass das Verständnis der Auswirkungen von ENSO-Zyklen auf verschiedene Küsten des Pazifiks Küstenmanagern und -bewohnern helfen kann, Risiken der Küstenerosion vorherzusehen und sich mit Schutzmaßnahmen wie Strandaufspülung vorzubereiten.
„Sandküsten gehören zu den dynamischsten und bevölkerungsreichsten Umgebungen auf dem Planeten. Unter bestimmten Bedingungen können sie über Nacht vollständig verschwinden und es dauert Jahre, bis sie wiederkommen“, sagt Dr. Vos.
„Es ist wichtig, dass wir sie weiterhin durch Studien wie diese überwachen, die dazu beitragen, wie wir unsere Strände verwalten können, die einen Puffer zwischen Meereswellen und der hochwertigen Infrastruktur um sie herum bieten.
„Wenn Sie als Tourist einen Urlaub am Strand verbringen möchten, lohnt sich möglicherweise ein Blick auf die ENSO-Prognose, da sie Ihnen möglicherweise einen Hinweis darauf gibt, wo Sie mit breiten Sandstränden rechnen können.“
Dr. Harley leitet auch das Citizen Science-Projekt CoastSnap, bei dem Community-Mitglieder ihre Küstenfotos teilen, um neue Erkenntnisse darüber zu gewinnen, wie Strände auf sich ändernde Bedingungen reagieren.
Die Forscher planen, die Daten aus beiden Projekten weiter zu analysieren, um so zeitnah wie möglich Erkenntnisse darüber zu gewinnen, wie Strände auf Wellen, Meeresspiegel und Klimawandel reagieren.
„Einige Studien deuten darauf hin, dass der Klimawandel die ENSO-Muster verändern wird, was sich auf die weitere Veränderung der Küsten in Bezug auf eine Intensivierung dieser Erosions- und Akkretionseffekte oder eine Verschiebung ihres Auftretens auswirken kann“, sagte Dr. Harley.
„Durch die Nutzung all dieser unglaublichen Datenquellen aus dem Weltraum und der Gemeinschaft können wir unser Verständnis dafür, wie sich unsere Küsten jetzt und in Zukunft verändern, weiter verbessern.“
Mehr Informationen:
Kilian Vos et al., Erosions- und Akkretionsmuster der pazifischen Küstenlinie, die von El Niño/Southern Oscillation kontrolliert werden, Natur Geowissenschaften (2023). DOI: 10.1038/s41561-022-01117-8