海灘侵蝕：衛星揭示氣候循環如何影響海岸線 _衛星

在長時間的拉尼娜現象期間，澳大利亞東南沿海的海灘會變窄，而在厄爾尼諾現象期間，海灘會變寬——或增大。Credit: Water Research Laboratory.
據美國物理學家組織網（by Ben Knight, University of New South Wales）：來自UNSW悉尼的研究人員分析了數百萬張衛星照片，以觀察太平洋海灘的變化。這些發現發表在今天(2月10日)的《自然地球科學》雜志上，首次揭示了海岸線如何對厄爾尼諾-南方濤動(ENSO)周期的不同階段做出反應。
ENSO是一種自然氣候現象，會導致太平洋海面溫度的變化。變暖階段被稱為厄爾尼諾，變冷階段被稱為拉尼娜，根據周期的不同，它們會影響不同海岸線的天氣模式。
在此期間，海岸侵蝕也會加劇，將沙灘上的沙子帶走，威脅到海濱住宅和棲息地。但是科學家們還不能使用傳統的海岸監測技術對此進行廣泛的研究，這些技術僅限于在幾個海灘上進行地面觀察。
“幾十年來，科學家們已經知道海灘會對ENSO循環做出反應，但我們只能從一些零星的海灘監測點描繪出這種情況的一小部分，”來自土木與環境工程學院UNSW水研究實驗室的研究報告的合著者Mitchell Harley博士說 ?！皩τ谶@項研究，我們能夠從一個完全不同的角度來完成氣候周期如何影響整個太平洋海岸的更大畫面 ?！?br>從宇宙中觀察海岸變化
近四十年來，環繞地球運行的衛星定期拍攝世界海岸線的圖像。研究人員開發了一種新的開源工具，稱為CoastSat ，它結合了圖像處理和機器學習算法，從太平洋沿岸數千個沙灘的每個像素中提取信息。
“該工具可以自動繪制出沙子和水之間的界面位置。在多個圖像和海灘上做這些，并對潮汐進行校正，我們可以發現海岸線在很大的時間和空間范圍內的變化，以及這種變化如何與ENSO循環相關聯，”水研究實驗室研究的主要作者Kilian Vos博士說。
使用該工具，研究人員處理了38年的Landsat衛星照片，以尋找海灘寬度與厄爾尼諾和拉尼娜周期之間的相關性，這些海灘跨越了8000多公里的沙灘海岸線，從澳大利亞東海岸到加利福尼亞西海岸，一直到智利。
他們發現，澳大利亞東南海岸的海灘在長期拉尼娜期間變窄，而在厄爾尼諾期間變寬——或增大。但是太平洋另一邊的海灘經歷了相反的影響——在厄爾尼諾期間被侵蝕，在拉尼娜期間恢復。
沃斯博士說:“雖然我們的研究著眼于與ENSO循環相關的沙灘的平均行為，但這與我們觀察到的情況是一致的，例如，最近澳大利亞的三次拉尼娜現象，連續的沿海風暴一直在剝離新南威爾士州和昆士蘭州海岸線沿線的沙灘。”
預測海岸侵蝕風險
研究人員表示，了解ENSO循環對太平洋不同海岸的影響可以幫助海岸管理者和居民預測海岸侵蝕風險，并為海灘營養等保護措施做好準備。

這項研究可以幫助海岸管理者和居民預測海岸侵蝕的風險。Credit: Water Research Laboratory
“沙質海岸是地球上最具活力和人口最多的環境之一。沃斯博士說:“在某些情況下，它們可能會在一夜之間完全消失，并需要數年時間才能恢復。
“我們有必要通過這樣的研究繼續監測它們，這有助于我們了解如何管理我們的海灘，海灘為海浪和它們周圍的高價值基礎設施提供了緩沖。
“如果你是一個想去海灘度假的游客，看一下ENSO的天氣預報可能是值得的，因為它可能會告訴你哪里有寬闊的沙灘 ?！?br>哈雷博士還領導著CoastSnap公民科學項目，在該項目中，社區成員分享他們的海岸線照片，以對海灘如何應對不斷變化的條件產生新的見解。
研究人員計劃進一步分析這兩個項目的數據，以盡可能接近實時地揭示海灘如何對海浪、海平面和氣候變化做出反應的見解。
“一些研究表明，氣候變化將改變ENSO模式，這可能會影響海岸線的進一步變化，加劇這些侵蝕和增生效應，或者改變它們發生的地方，”哈雷博士說。
“利用所有這些來自太空和社區的令人難以置信的數據源，我們可以繼續增加對我們海岸線現在和未來如何變化的了解 ?！?br/>