As cidades costeiras têm uma vulnerabilidade oculta às inundações das marés - inteiramente causadas por seres humanos

Séculos atrás, os estuários de todo o mundo estavam repletos de pássaros e turbulentos com cardumes de peixes, com seus pântanos e intermináveis ​​extensões de canais fundindo-se no horizonte azul-acinzentado.

Avançando até hoje, e em estuários como Porto de Nova York, Baía de São Francisco e Baía Biscayne em Miami – áreas onde os rios encontram o mar – 80% a 90% deste habitat foi construído.

O resultado foi o colapso ambiental dos habitats estuarinos e perda de zonas tampão que ajudou a proteger as cidades contra tempestades e aumento do nível do mar.Mas os danos não são apenas visíveis em terra.

Abaixo da superfície de muitos dos cursos de água restantes, outra forma de urbanização tem aumentado lentamente a vulnerabilidade das costas às tempestades extremas e à subida do nível do mar:Vastos projetos de dragagem e engenharia mais que dobrou a profundidade dos canais de navegação desde o século XIX.

Algumas dessas rodovias oceânicas permitir enormes navios porta-contêineres, com calados de 50 pés abaixo da linha d'água e comprimentos de quase um quarto de milha, para deslizar em áreas anteriormente rasas.Um exemplo é Newark Bay, em Nova Jersey, que era tão pequena quanto 3 metros de profundidade na década de 1840 mas hoje tem 15 metros de profundidade.

Uma consequência da dragagem de canais profundos é que a água também entra e sai dos estuários mais facilmente com cada maré ou tempestade.Nestes canais dragados, o resistência natural ao fluxo criado por um fundo de canal áspero e raso é reduzido.Com menos atrito, isso pode levar a marés altas maiores e ondas de tempestade.

Como engenheiros costeiros e oceanógrafos, nós estudar física do oceano costeiro e tempestade.Existem soluções para os problemas que a “urbanização do estuário” está a causar, se as pessoas estiverem dispostas a aceitar algumas compensações.

Um efeito colateral não intencional da dragagem

Os efeitos da dragagem são mais visíveis nas marés diárias, que têm cresceu ao longo do século passado em muitos estuários e agravaram as inundações incómodas em muitas cidades, como mostra a nossa investigação.

A amplitude das marés – a variação média entre a maré alta e a maré baixa – tem dobrou em vários estuários e mudou significativamente em outros.Como resultado, os níveis das marés altas aumentam frequentemente mais rapidamente do que a subida do nível do mar, agravando as suas consequências.

O culpado mais comum destas marés maiores é a urbanização do estuário.

Por exemplo, em Miami, onde a amplitude das marés quase duplicou, principal contribuidor é a construção e dragagem de um canal de entrada do porto com quase 50 pés de profundidade (15 metros) e 500 pés de largura (150 metros) começando no início do século XX.

Na cidade de Nova York, alguns bairros no sul do Queens veem hoje 15 pequenas enchentes por ano.A modelagem computacional mostra que essas inundações são causadas em igual medida por aumento do nível do mar e alterações paisagísticas, incluindo dragagem e recuperação de áreas úmidas projetos que preenchem áreas úmidas para construir locais industriais, aeroportos e bairros.

Evidências e modelos computacionais mostram que qualquer tempestade de furacões que afete partes da cidade de Nova York, Jacksonville, Wilmington, Filadélfia, Sudeste da Flórida e Sudoeste da Louisiana, entre outros locais, provavelmente produzirá níveis de água mais elevados devido à urbanização dos estuários, causando potencialmente mais danos em regiões desprotegidas.

Estes custos passaram em grande parte despercebidos, uma vez que as mudanças ocorreram gradualmente ao longo dos últimos 150 anos.Mas à medida que a subida do nível do mar e as tempestades turboalimentadas aumentam a frequência e a gravidade das inundações, o problema torna-se mais visível.

Construindo soluções para o problema das inundações

Em resposta à subida do nível do mar, uma forma diferente de urbanização do estuário está a atrair nova atenção como uma possível solução.

Barreiras fechadas contra tempestades ou comportas de maré estão sendo construídas ao longo dos estuários ou em suas entradas para que possam ser fechadas durante eventos de tempestades.Alguns exemplos incluem barreiras para Nova Orleans; Londres; Veneza, Itália;e Holanda.Tais barreiras são cada vez mais propostas juntamente com sistemas de diques para protecção costeira de zonas costeiras de estuários urbanizados.

Os EUACorpo de Engenheiros do Exército recentemente barreiras contra sobretensão recomendadas para 11 estuários adicionais, incluindo perto de Miami, Jamaica Bay em Queens e Galveston, Texas.

Barreiras contra surtos não são soluções de longo prazo às inundações provocadas pela subida do nível do mar e os seus impactos negativos permanecem pouco compreendidos.

Soluções naturais

As zonas húmidas e os mangais também surgiram como uma solução popular baseada na natureza.

O financiamento das comunidades e do governo centrou-se nas tentativas de restaurar ou criar novas zonas húmidas como zonas tampão nas zonas costeiras.Mas esta solução é ineficaz para a protecção contra inundações na maioria das cidades portuárias, como Nova York, devido à falta de espaço disponível.

Uma tempestade que atravessa mais de um quilómetro e meio de pântano pode ser reduzida em vários centímetros, dependendo das características do site.Mas as margens típicas de estuários urbanos têm apenas dezenas de metros de espaço aberto para trabalhar, se tanto.Num espaço estreito, o melhor que a vegetação pode fazer é reduzir a ação das ondas, o que muitas vezes não é o problema mais urgente para cidades em estuários que normalmente são protegidos de ondas de tempestade provocadas pelo vento.

Como resultado, as zonas húmidas projetadas, embora atraentes, podem ser ineficazes, especialmente se tendências em tamanhos de navios e urbanização estuarina continua.

Melhores maneiras de colocar a natureza de volta ao trabalho

A nossa investigação revela uma oportunidade para cientistas, engenheiros e a sociedade em geral pensarem em grande escala – considerarem uma remodelação e restauração mais abrangentes das características naturais dos estuários que outrora atenuaram ou absorveram as inundações.

Possíveis soluções incluem interromper a dragagem de manutenção de canais de navegação subutilizados, recuando gradualmente de aterros industriais e bairros vulneráveis ​​– e agora muitas vezes alagados –, e restaurando essas extensões maiores em zonas úmidas.

Essas abordagens podem reduzir drasticamente as inundações e fornecer anos de proteção contra o aumento do nível do mar.A restauração de configurações históricas de canais e zonas húmidas, no entanto, raramente é considerada seriamente em estudos de gestão de risco de tempestades costeiras devido ao custo económico percebido, mas também porque o efeito cumulativo de profundidades mais profundas do canal é muitas vezes não reconhecido.

A renaturalização de estuários urbanizados desta forma poderia ser combinada com programas de aquisição para também recuperar a planície de inundação, reduzindo o risco de maneiras mais sustentáveis.Ou poderia ser combinado com paredões para proteger os bairros existentes de uma forma mais ecologicamente benéfica.Estas abordagens devem ser consideradas como alternativas para uma maior urbanização das poucas áreas naturais que ainda restam nas nossas cidades – os seus estuários.