Neue Forschungsergebnisse von Wissenschaftlern der Virginia Tech zeigen, dass Teile der Chesapeake Bay mit Raten von fast einem Viertel Zoll – oder 7 Millimeter – pro Jahr absinken. Darüber hinaus sei aktuelles Wissen darüber, wo und um wie viel der Boden in der Region Chesapeake Bay absinkt, nicht in den offiziellen Planungskarten enthalten, die die Behörden verwenden, um das lokale Überschwemmungsrisiko durch steigende Meeresspiegel einzuschätzen, sagten die Forscher.
Dies stellt eine erhebliche Herausforderung für gegenwärtige und zukünftige Managementbemühungen dar, da es das Überschwemmungsrisiko für Küstengemeinden entlang der Küstenlinie von Virginia unter- oder überschätzen könnte, sagte Manoochehr Shirzaei, außerordentlicher Professor für Radarfernerkundung und Umweltsicherheit am Department of Geoscieces, Teil des Virginia Tech College of Science und Mitglied des Virginia Tech National Security Institute.
Die neuen Erkenntnisse des Virginia Tech Earth Observation and Innovation Lab erscheinen im Journal of Geophysical Research Solid Earth, wobei Wissenschaftler gemessen haben, wie stark das Land entlang der Küste der Chesapeake Bay gesunken ist, indem sie interferometrische Bildgebung mit einem Radar mit synthetischer Apertur aus der Erdumlaufbahn verwendet haben, um die Höhe zu erkennen. Die letztgenannte Technik kann jährliche Änderungen der lokalen Bodenhöhe von nur einem Millimeter messen, sagte Sonam Futi Sherpa, Doktorand am Institut für Geowissenschaften und Hauptautor der Studie.
Die Studie verwendet Daten von 2007-20. Die Forscher schätzten die potenzielle Überschwemmung im 21. Jahrhundert weiter ein, die auf Änderungen der Landhöhe, den Anstieg des Meeresspiegels und Sturmfluten zurückzuführen ist.
„Obwohl wir festgestellt haben, dass der größte Teil der Bucht um weniger als 2 Millimeter pro Jahr absinkt, haben wir in mehreren Gebieten Senkungsraten von 4 bis 5 Millimetern pro Jahr und mehr entdeckt“, sagte Sherpa.
Neben Sherpa und Shirzaei trug Chandrakantha Ojha vom Department of Earth and Environmental Sciences am Indian Institute of Science Education and Research zu der Studie bei.
Die Region beherbergt natürlich den größten Marinestützpunkt der Welt, die Naval Station Norfolk, und hat neben Wildtieren eine dichte Bevölkerung von mehr als 1,7 Millionen Menschen, sagte Shirzaei. Seine Attraktivität als Touristenziel gehört ebenfalls zu den höchsten des Landes.
Sherpa weist ferner auf die Hampton Roads von Chesapeake Bay hin, zu denen Norfolk, Newport News und Virginia Beach gehören, als Brennpunkte von Landabsenkungen, die mit relativ hoher Geschwindigkeit auftreten und die Auswirkungen des Anstiegs des Meeresspiegels und der Sturmflut verschärfen. Das in der Bucht auf halbem Weg zwischen Montross und Reedville in der Nähe des Potomac River gelegene Gebiet sinkt laut der Studie aufgrund von Grundwasserpumpen und Erosion.
Die Forscher sagten, eine solche Aktivität sei typisch für die meisten Gebiete mit Landsenkungen. Viele Hot Spots sind Orte anthropogener Aktivitäten wie Grundwasserpumpen, die eine Verdichtung von Aquifersystemen verursachen, während andere Orte sind, an denen Land durch Erosion verloren geht.
Prognostizierter Überschwemmungsbereich sowohl durch Senkung als auch durch Anstieg des Meeresspiegels in einem Szenario mit sehr geringen Treibhausgasemissionen im Jahr 2030, 2050 und 2100 (obere Tafeln, Tafeln (a), (b), (c)). Die unteren Felder (d), (e), (f) heben die vergrößerte Überschwemmung vom Meeresspiegel und die Senkung um 2100 hervor. Bilder von Sonam Futi Sherpa für Virginia Tech.
Die Forscher sagten, dass die staatlichen, regionalen und kommunalen Verwaltungen entlang des Chesapeake derzeit Karten verwenden, die von der Federal Emergency Management Agency erstellt wurden, um Pläne für den Umgang mit möglichen Überschwemmungen zu erstellen. Diese Karten zeigen gefährdete Gebiete auf der Grundlage von Projektionen zum Anstieg des Meeresspiegels des Zwischenstaatlichen Ausschusses für Klimaänderungen.
Als Wissenschaftler verschiedene Szenarien des Anstiegs des Meeresspiegels in Verbindung mit den Auswirkungen von Landabsenkungen untersuchten, stellten sie fest, dass in der Chesapeake Bay bis zum Jahr 2100 454 bis 600 Quadratkilometer (282 bis 373 Quadratmeilen) einem sehr geringen Überschwemmungsrisiko ausgesetzt sind bis hin zu Szenarien mit sehr hohen Treibhausgasemissionen. Sturmfluten ähnlich denen des Hurrikans Isabel im Jahr 2003 können das überschwemmte Gebiet von 2030 bis 2100 von 849 auf 1.117 Quadratkilometer (527 auf 694 Quadratmeilen) vergrößern, während ein Szenario mit sehr hohen Treibhausgasemissionen in Betracht gezogen wird.
„Es gibt viele Schätzungen und Modelle für den Anstieg des Meeresspiegels, aber alle greifen zu kurz, weil sie Änderungen der Landhöhe nicht berücksichtigen“, sagte Shirzaei, der auch ein angeschlossenes Mitglied des Global Change Center ist, das Teil von Virginia Tech ist Fralin Institut für Biowissenschaften. „Wenn ehemals trockenes Land überschwemmt wird, führt dies zu einer Salzwasserverschmutzung von Oberflächen- und Grundwasser und beschleunigt die Küstenerosion und den Verlust von Feuchtgebieten.“
Er fügte hinzu: „Die Überschwemmungsgefahrenkarten des Chesapeake Bay-Gebiets müssen mit den Messungen der Landhöhenänderungen und aktualisierten Projektionen des Meeresspiegelanstiegs aktualisiert werden.“ Tom Allen, Professor für Politikwissenschaft und Geographie an der Old Dominion University, wird genau das mit den von Sherpa und Shirzaei bereitgestellten Daten tun. Allen sagte, dass die aktualisierten Karten von den Behörden verwendet werden können, um effektive Anpassungsstrategien zu entwickeln.
Sherpa fügte hinzu, dass das Absinken des Bodens entlang der Küste die Auswirkungen des Meeresspiegelanstiegs erheblich verstärkt, da beide Prozesse zusammenwirken, um die Situation zu verschlimmern. „Der Boden sinkt, der Meeresspiegel steigt und Hochwasser fließt viel weiter ins Landesinnere, als jede Änderung allein bewirken würde“, sagte sie.
Was ist die langfristige Lösung? Die Antworten seien unterschiedlich, sagte Shirzaei. „Die wachsenden Risiken in Küstenstädten stellen eine große Herausforderung dar, und eine Anpassung ist zu erwarten. Die Lösung ist jedoch von Ort zu Ort unterschiedlich und muss auf die individuelle Situation zugeschnitten werden“, sagte er.
„Die Anpassung an den relativen Anstieg des Meeresspiegels umfasst drei Hauptkategorien der Verteidigung: Schutz, Unterbringung und Rückzug. Und Küstengemeinden können aus einer langen Liste von Optionen auswählen, wie z Wiederherstellung des Schutzes von Feuchtgebieten, Kontrolle von Senkungen, Verbesserung der Widerstandsfähigkeit gegen Hochwasser, selektive Verlagerung wichtiger Infrastruktur und Installation von Hochwasserwarnsystemen.
Mehr Informationen:
Sonam Futi Sherpa et al, Disruptive Role of Vertical Land Motion in Future Assessments of Climate Change‐driven Sea‐Level Rising and Coastal Flooding Hazards in the Chesapeake Bay, Journal of Geophysical Research: Feste Erde (2023). DOI: 10.1029/2022JB025993