北卡罗来纳州的研究人员创建了一个模拟模型，以分析旨在保护屏障岛免受海平面上升影响的沿海管理活动如何破坏使屏障岛保持在水面之上的自然过程。
“旨在保护人员、财产和基础设施免受风暴影响的沿海管理战略可能会在几十年内增加脆弱性，甚至导致障壁岛的消失，特别是随着海平面上升率的增加，”哈佛大学教授 A. Brad Murray 说。杜克大学尼古拉斯环境学院的地貌学和海岸过程。
他和北卡罗来纳州的其他研究人员创建了一个计算机模型，模拟了未来两个世纪屏障岛系统的动态，展示了创建和维持这些系统的自然过程如何影响社区和基础设施，以及人类保护社区和基础设施的努力又如何影响这些自然过程。他们于 2024 年 4 月 9 日在《地球未来》上发表了两项关于这项工作的研究。
障壁岛是与大陆海岸线平行的狭窄近海地貌。这些是动态特征，随着海平面上升或沉积物供应减少，自然升高并向陆地迁移。障壁岛在波浪冲击大陆之前吸收波浪能量，这可以减少沿海风暴潮和洪水。美国拥有世界上最大的障碍，横跨东南部和墨西哥湾的大部分地区。
长期以来，屏障岛上的沿海社区一直饱受海岸线侵蚀和沿海风暴的困扰，如今又因气候变化而面临海平面大幅上升的威胁。这些社区已经面临越来越严重的沿海洪灾风险和关键基础设施受到威胁。
许多沿海社区依靠联邦政府补贴的“海滩养护”——用沙子人工拓宽海滩——或工程解决方案，例如建造人工高沙丘，以适应不断变化的气候威胁。
然而，其中一些解决方案会干扰使屏障保持在海平面以上的自然过程。
风暴潮冲垮沙丘时，沙土沉积在这些岛屿上，对保持屏障的宽度和高度至关重要。但在已建成的屏障上，风暴尘埃(包括冲刷到道路上的沙子)是危险的。
“与直觉相反，人类在预防风暴影响方面越成功，从长远来看，屏障系统的弹性就越弱，”合著者、北卡罗来纳大学教堂山分校沿海地貌学教授劳拉·摩尔说。 “在管理海岸并希望保护我们所知的沿海生活方面，困难的权衡将是不可避免的。”
研究人员的模型表明，屏障保持适宜居住的时间因不同的沿海管理策略和气候情景而异。
比如，该模型显示，如果不再使用高高的沙丘保护道路，也不再用推土机将冲刷上来的沙子从铺砌路面上推走，那么那些原本不适合居住的障碍物可能会重新恢复，并在更长时间内跟上海平面上升的步伐。
采用允许海岸线某一段自然演化的管理策略(例如修建一座长桥来取代部分高速公路)可以提高该地区屏障系统的恢复力。然而，一个地区的管理策略会影响邻近地区的侵蚀率。
提高一个地区的长期复原力可能会以邻近社区更高的海岸线稳定成本为代价。作者指出，鉴于沿海地区的这些联系，邻近沿海地区的利益相关者可能会从合作中受益。
“没有完美的解决方案，”该研究的主要作者、北卡罗来纳州立大学海岸工程助理教授凯瑟琳·阿纳德 (Katherine Anarde) 说。 “了解整个屏障系统以及它如何响应不同的沿海管理决策对于评估未来几十年沿海发展的可持续性至关重要。 该模型帮助我们考虑管理沿海地区的几个因素，以确保从长远来看我们不会无意中让事情变得更糟，并权衡利弊。”
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