Океанские приливы — регуляторы подземного стока в прибрежную зону Гавайев

Новое исследование Университета Гавайев в Маноа, опубликованное в Scientific Reports, показало, что, хотя уровень прибрежных грунтовых вод определяется осадками и уровнем моря, именно уровень моря, особенно приливы, контролирует объем подземного стока в прибрежную зону Гавайев. Подземный сток — это процесс поступления воды из береговых водоносных горизонтов в океан, который может быть как пресным, так и соленым.

Этот процесс имеет ключевое значение для прибрежных экосистем и человека. Поступление грунтовых вод в прибрежную зону питает пищевые цепи и поддерживает традиционные гавайские аквакультурные практики, такие как локо и'а (рыбоводные пруды). Однако на прибрежные водоносные горизонты и подземный сток всё больше влияют климатические изменения и повышение уровня моря.

«Хотя количество пресной воды в водоносном горизонте определяют осадки, объём и время подземного стска трудно понять и предсказать из-за сложной природы сезонного вторжения морской воды, приливной накачки и нагона волн, происходящих в ежедневном масштабе», — отмечает ведущий автор Триста Маккензи. В 2016 году команда под руководством профессора Генриетты Дулай установила в заливе Кихоло автономный монитор радона для расчёта величины подземного стока, который собирал данные беспрецедентной продолжительности и разрешения в течение нескольких лет.

Анализ данных, собранных в период тропических циклонов, цунами, королевских приливов, засух, Эль-Ниньо и аномалий уровня моря, показал, что при низких осадках сток и солёность у побережья полностью регулируются приливами, с максимальным стоком во время отлива. Когда осадки превышают определённый порог, они становятся основным фактором, выталкивающим воду из водоносного горизонта и снижающим солёность у берега, особенно в периоды Эль-Ниньо. Во время сильных дождей солёность падает сразу из-за поверхностного стока, а уровень грунтовых вод и подземный сток увеличиваются с задержкой в несколько недель.

«Понимание таких закономерностей помогает улучшить управление прибрежными водоносными горизонтами — основным водным ресурсом островов, а также прибрежными экосистемами и аквакультурой», — сказала Дулай. Полученные знания — первый шаг к пониманию процессов в нормальных и экстремальных климатических условиях, и команда готова применять их совместно с прибрежными сообществами для принятия управленческих решений.