FRANCESCA RIBAS. Investigadora en dinàmica de platges del grup Dinàmica de Fluids i Aplicacions Geofísiques i Tecnològiques (DF-GeoTech), Universitat Politècnica de Catalunya · BarcelonaTech
Les platges de sorra ocupen el 31% de les costes del nostre planeta i tenen molt valor tant a nivell social i econòmic com des d’un punt de vista ecològic. A més, són fonamentals per a protegir dels temporals a les ciutats i infraestructures que sovint construïm prop de la mar.
Se sap que les platges sofriran més sovint episodis d’erosió i inundació a causa de l’escalfament global. De totes maneres, es necessiten models matemàtics per a fer projeccions quantitatives i validar mesures de mitigació. Encara que aquestes projeccions encara tenen moltes incerteses associades, en els últims anys s’han realitzat grans avanços.
Com es mouen l’aigua i la sorra a les platges?
Les platges de sorra són molt dinàmiques i el seu comportament és extremadament complex. L’onatge generat pel vent en mar oberta viatja llargues distàncies transportant energia fins a arribar a la costa. Les ones es propaguen per sobre del nivell mitjà de la mar, que canvia en funció de la marea astronòmica i la marea meteorològica. Aquesta última depèn de la pressió atmosfèrica i és la responsable de l’elevació del nivell de la mar que ocorre durant un temporal.
Quan les ones trenquen a la platja, tota la seva energia es transforma en corrents i es produeix un transport de sediments que pot ser molt intens. Com a resultat, la platja canvia la seva morfologia (és a dir, la posició del seu llit) i això al seu torn afecta a l’onatge i als corrents.
Els temporals produeixen canvis a les platges en qüestió d’hores. La zona habitualment emergida s’inunda a causa de la marea meteorològica i les ones erosionen sorra d’aquesta zona per a dipositar-la en la part submergida. Les ones menys energètiques posteriors tenen la capacitat de moure la sorra una altra vegada cap a la costa, produint una certa recuperació de la platja en qüestió de setmanes. També es produeix transport de sorra longitudinalment al llarg de la costa.
No obstant això, encara no coneixem amb exactitud tots els complexos processos de transport de sediments en platges. Per tant, s’han de calibrar amb dades els models d’evolució de platges, és a dir, optimitzar els seus resultats comparant observacions històriques en platges reals.
Com a conseqüència, les projeccions quantitatives només es poden fer a nivell regional i és imprescindible tenir una bona base de dades observacionals. Fins i tot així, la majoria de models matemàtics existents tenen una limitada capacitat de predicció, especialment a escales de mesos a dècades.
Conseqüències de l’escalfament global
En primer lloc, el nivell de la mar està pujant acceleradament en tots els oceans i mars obertes a conseqüència del canvi climàtic, com constaten les dades de l’últim segle.
Pujada del nivell mitjà de la mar global en el període 1900-2005 (morat) i projeccions fins a 2100 corresponents a dos escenaris d’emissions: el més optimista en color blau i el més pessimista en color vermell. IPCC
Les dues raons principals són el desglaç de les glaceres i la dilatació tèrmica de l’aigua dels oceans, efectes que continuaran actuant al llarg del segle XXI. Es publiquen previsions de pujada del nivell de la mar periòdicament per a diferents escenaris d’emissions de CO₂ en funció de la resposta mundial a l’emergència climàtica en les pròximes dècades. Segons aquestes projeccions, a la fi de segle el nivell de la mar mitjana es podria situar entre 45 cm i 85 cm per sobre del nivell de principis del segle XXI.
En paral·lel, l’escalfament global pot ocasionar també canvis en els patrons i intensitat dels temporals, però els augments mesurats varien dràsticament en els diferents mars i oceans. En algunes regions, s’ha produït fins i tot una disminució.
Al llarg del segle XXI es preveu que pugui continuar augmentant la intensitat dels temporals encara que també amb molta variabilitat geogràfica (Figura 2). Per exemple, segons aquestes projeccions es produiran augments de més de 2 m en l’onatge de l’oceà Antàrtic mentre que la mar Mediterrània no experimentarà canvis. A més, la incertesa associada a aquestes projeccions de l’onatge és encara molt elevada.
Canvi projectat a la fi del segle XXI (respecte a principis de segle) en l’altura d’ona significant durant temporals extrems en l’escenari més pessimista d’emissions. Valors mitjans dels resultats de diferents models. Lobeto, H., Menendez, M. & Losada, I.J. Future behavior of wind wave extremis due to climate change. Sci Rep
Com es veuran afectades les platges?
En l’actualitat, s’està erosionant un percentatge important de platges de sorra del nostre planeta. El canvi climàtic ja està exercint cert rol, però quantificar-lo és complicat perquè hi ha altres efectes de l’activitat humana que han influït de manera més rellevant durant l’últim segle. Per exemple, la urbanització de costes i rius i la construcció d’infraestructures, com ports i pantans, han estat les principals responsables de l’erosió en moltes zones.
No obstant això, sabem que l’augment accelerat del nivell de la mar al llarg del segle XXI tindrà un efecte enorme. Provocarà un augment dels episodis d’inundació i erosió i una reculada de la línia de costa, fins i tot encara que no augmentin els temporals. D’una banda, la pujada del nivell de la mar implicarà una reculada directa de la línia de costa per pura inundació. D’altra banda, els temporals actuaran sobre zones de les platges que avui dia estan sempre emergides produint erosió neta, amb pèrdua de sediment cap a mar endins.
Podem quantificar aquests efectes?
Per a quantificar l’efecte del canvi climàtic a les platges, es necessiten models matemàtics d’evolució de platges que hagin demostrat capacitat de predicció a escales de dècades. Estudis recents mostren que alguns models poden reproduir uns 10 anys d’observacions regionals, després de calibrar-los amb dades.
Càlculs posteriors amb aquests models a 2100 projecten reculades de la línia de costa des de desenes de metres fins a un centenar de metres, depenent del tipus de platja i de l’escenari de canvi climàtic. Encara que les platges naturals tenen capacitat per a adaptar-se a un nivell de la mar més alta migrant cap a terra, un percentatge elevat d’elles estan urbanitzades i poden desaparèixer si no s’apliquen mesures de mitigació.
Qualsevol exercici de modelització ha d’incloure una anàlisi de la incertesa associada a cada projecció. D’una banda, hi ha diferents escenaris de pujada del nivell de la mar en funció de les emissions de CO₂. També hi ha molta incertesa respecte a les condicions climàtiques futures (onatge i marea meteorològica). Finalment, hi ha incògnites en les fórmules per al transport de sediments dels models.
Els estudis més recents ja inclouen aquest tipus d’anàlisi i indiquen que el desconeixement del transport de sediments domina la incertesa en les projeccions de les primeres dècades mentre que l’existència de diferents escenaris de nivell de la mar controla la incertesa en la segona meitat del segle XXI (Figura 3).
Projeccions d’àrea total de platja seca en el segle XXI en una regió de 17 km de la costa sud d’Holanda en l’escenari més optimista (blau) i el més pessimista (vermell). Les franges indiquen la incertesa associada als valors dels paràmetres de transport de sediments. Author provided
En resum, encara que ja sabem que la pujada del nivell de la mar farà retrocedir la línia de costa de les platges de sorra, necessitem models matemàtics per a quantificar-lo i poder validar potencials mesures de mitigació. Els avanços dels últims anys demostren que es pot aconseguir suficient capacitat de predicció, controlant les incerteses. A més, s’està treballant per aconseguir fórmules més precises del transport de sediments, obtenir bones dades observacionals i continuar millorant els models. Tot això ens permetrà actuar amb més coneixement per protegir aquests entorns tan valuosos i vulnerables.
Aquest article va ser publicat originalment en The Conversation.