Исследования пляжа Вайкики раскрывают сложные факторы изменения береговой линии
Пляж Royal Hawaiian Beach в Вайкики, оцененный в 2,2 млрд долларов по данным исследования 2016 года, является центральным туристическим объектом Гавайев. Два недавних исследования учёных из Климатического коллаборатива по устойчивости (Climate Resilience Collaborative, CRC) Гавайского университета в Маноа дали новое понимание причин и механизмов хронической эрозии этого знакового пляжа, что позволит менеджерам береговой зоны и политикам более эффективно управлять побережьем.
В ходе двухлетнего исследования (2018–2020 гг.) с еженедельными съёмками команда под руководством геопространственного аналитика CRC Анны Миккельсен обнаружила, что для пляжа характерен преимущественно вдольбереговой перенос песка, вопреки стандартным моделям, предполагающим поперечный перенос (от прибрежной зоны к удалённой от берега). Также учёные не выявили чёткого сезонного сигнала: вместо ожидаемого роста объёма песка летом и сокращения зимой наблюдался его устойчивый рост первые 12 месяцев, а затем эрозия в течение последующих 10 месяцев. Основными факторами, контролирующими количество песка и ширину пляжа, оказались энергия волн от южной зыби и пассатных волн, а также уровень воды.
В другом исследовании под руководством Кристиана Макдональда команда проводила еженедельные съёмки с апреля по ноябрь 2018 года. Была обнаружена чёткая связь: увеличение южной зыби приводило к аккреции (наращиванию) пляжа, а усиление пассатных волн — к эрозии. Ураганная активность 2018 года в целом увеличила площадь и объём пляжа из-за связанного с ней роста энергии южной зыби.
«Глаз в небе» наблюдает за меняющейся береговой линией
В обоих исследованиях для еженедельного мониторинга использовались коммерческие дроны (sUAS). С помощью фотограмметрических методов создавались трёхмерные модели пляжа, на основе которых рассчитывались площадь, объём, ширина и уклон. Эти параметры сравнивались с данными об уровне воды, волновых условиях и ветре для определения ключевых факторов, влияющих на поведение пляжа.
«Положительным результатом этой работы является демонстрация того, что доступные потребительские дроны могут фиксировать изменения состояния пляжа с очень высоким разрешением, — отметил Макдональд. — Эти методы относительно недороги и применимы где угодно, даже на удалённых побережьях».
«Эти исследования не только показывают, откуда и как пляж Royal Hawaiian получает песок, но и помогают понять, как он может пострадать от повышения уровня моря и изменений океанических условий, предоставляя информацию для эффективного управления этим ресурсом», — добавила Миккельсен.
Команда CRC продолжает мониторинг побережья Оаху, используя дроны для создания высокодетальной базовой линии состояния всех пляжей острова. Кроме того, анализируются спутниковые снимки, начиная примерно с 1990 года, для изучения исторических изменений.
«Вместе эти два исследования помогут создать следующее поколение наших моделей береговой линии и дадут представление о краткосрочных, сезонных и долгосрочных изменениях, — сказал директор CRC и временный декан Школы океанических и земных наук и технологий UH Маноа Чип Флетчер. — Для эффективного управления побережьем в интересах экологической, социальной и экономической устойчивости нам необходимо это углублённое понимание поведения наших пляжей и прибрежной динамики».