La Royal Hawaiian Beach à Waikīkī est une plage populaire au centre du pôle touristique d’Hawai’i, avec une valorisation de 2,2 milliards de dollars, selon une étude de 2016. Deux études récemment publiées par des chercheurs de l’Université d’Hawaï (UH) au Climate Resilience Collaborative (CRC) de Mānoa fournissent une nouvelle compréhension de comment et pourquoi cette plage emblématique s’érode de manière chronique, permettant aux gestionnaires côtiers et aux décideurs de gérer plus efficacement le littoral.
Pendant deux ans étude de 2018 à 2020 qui comprenait des enquêtes hebdomadaires, une équipe de recherche dirigée par l’analyste géospatiale du CRC Anna Mikkelsen, a constaté que la plage est principalement dominée par le transport côtier, ce qui signifie que le sable est déplacé d’un bout à l’autre de la plage. Ceci est contraire aux modèles de plage standard qui prédisent le transport translittoral où le sable est déplacé du littoral vers une section au large de la plage.
« Une autre découverte surprenante est que nous n’avons trouvé aucun signal saisonnier clair », a déclaré Mikkelsen. « Au lieu de voir des volumes élevés de sable en été et de faibles volumes en hiver, nous avons constaté une augmentation constante du volume de la plage les 12 premiers mois de l’étude, puis une érosion de la plage les 10 mois suivants. »
Les chercheurs ont découvert que les principaux facteurs environnementaux contrôlant la quantité de sable présente et la largeur de la plage comprennent l’énergie des vagues provenant de la houle du sud et des vagues générées par les alizés, ainsi que le niveau de l’eau.
En autre étudedirigée par Kristian McDonald, analyste géospatial au CRC, l’équipe a sondé la plage chaque semaine entre avril et novembre 2018, une période qui encadrait la saison des ouragans du Pacifique central et la saison de la houle du sud plus puissante.
« Nous avons trouvé une relation claire entre l’augmentation de la houle du sud et l’accrétion de la plage, et, d’un autre côté, l’augmentation de la houle commerciale était associée à l’érosion de la plage », a déclaré McDonald. « De plus, l’activité des ouragans de 2018 a généralement augmenté la surface et le volume de cette plage en raison de l’augmentation associée de l’énergie des vagues de houle du sud. »
Un œil dans le ciel espionne le changement de rivage
Dans chaque étude, les chercheurs ont utilisé de petits systèmes aériens sans équipage (sUAS) de qualité grand public, ou drones, pour mener des enquêtes hebdomadaires sur la plage royale hawaïenne. À l’aide de techniques photogrammétriques, ils ont créé des reconstructions tridimensionnelles de la plage, leur permettant de déduire la surface, le volume, la largeur de la plage et la pente de la plage. L’équipe a ensuite comparé ces mesures avec le niveau de l’eau, les conditions des vagues, le vent et le run-up pour déterminer ce qui était le plus important pour déterminer le comportement de la plage, et si les vagues générées par les alizés, la houle du sud, les tempêtes de Kona, les niveaux d’eau élevés ou d’autres conditions, construire ou éroder chaque section de la plage.
« L’un des résultats positifs de ce travail est qu’il démontre que les drones grand public prêts à l’emploi peuvent capturer les conditions changeantes de la plage à une très haute résolution », a déclaré McDonald. « Ces méthodes d’enquête sont relativement peu coûteuses et peuvent être utilisées n’importe où, même sur des rivages éloignés, pour informer les communautés et les scientifiques de la dynamique et des changements côtiers. »
« En plus de mieux comprendre où et comment la plage royale hawaïenne obtient son sable, ces études nous aident à comprendre comment la plage peut être affectée par l’élévation du niveau de la mer et les changements des conditions océaniques et fournissent des informations afin que cette ressource puisse être gérée efficacement. « , a déclaré Mikkelsen.
Prochaines étapes
Le CRC poursuit la surveillance côtière des plages d’O’ahu. Ils utilisent des techniques d’enquête par drone pour documenter chaque plage d’Oʻahu, ce qui fournira une base de référence à haute résolution de l’état des plages aujourd’hui. Deuxièmement, pour avoir une idée de la façon dont les plages changent quotidiennement ou hebdomadairement, et comment elles ont changé historiquement, ils comparent les images satellite à environ 1990.
« Ensemble, ces deux études aideront à informer la prochaine génération de nos modèles de rivage et à fournir des informations sur les changements à court terme, saisonniers et à long terme de nos affichages de rivage », a déclaré Chip Fletcher, directeur du CRC et doyen par intérim de l’UH Mānoa School of Sciences et technologies océaniques et terrestres. « Pour gérer efficacement notre littoral pour la durabilité écologique, sociétale et économique, nous avons besoin de cette meilleure compréhension du comportement de nos plages et de la dynamique du littoral. »
Plus d’information:
Kristian K. McDonald et al, Les enquêtes hebdomadaires sur les petits systèmes aériens non équipés, la structure à partir du mouvement et les analyses empiriques de la fonction orthogonale révèlent des modes uniques d’échange de sédiments générés par des phénomènes saisonniers et épisodiques : Waikīkī, Hawaiʻi, Télédétection (2022). DOI : 10.3390/rs14205108