I modelli mostrano che le barriere coralline al largo della costa orientale dell'Arabia Saudita hanno un ruolo vitale nella protezione della zona costiera.

La previsione delle mareggiate e dell'altezza delle onde di picco utilizzando modelli avanzati ad alta risoluzione rivela l'importante ruolo delle barriere coralline offshore nella protezione delle zone costiere. I risultati dei ricercatori KAUST forniscono validi criteri di progettazione per la pianificazione urbana nella zona costiera della King Abdullah Economic City (KAEC) e mettono in evidenza l'imperativo economico e di mitigazione dei disastri per conservare le barriere coralline del Mar Rosso.

"Il compito originale era quello di modellare le altezze massime delle onde per impostare l'elevazione minima di sicurezza del pavimento per le strutture e la progettazione stradale in città, " afferma Sabique Langodan del Red Sea Modeling and Prediction Group di KAUST. "Tuttavia, con la ricchezza di osservazioni delle onde e del livello dell'acqua e la batimetria accurata (profondità dell'acqua) vicino alla costa, combinato con le capacità avanzate di modellazione e supercalcolo a nostra disposizione in KAUST, abbiamo esteso lo studio per studiare il ruolo delle barriere coralline nella modulazione del clima ondoso di questa regione protetta dalla barriera corallina".

Per prevedere con precisione le altezze estreme delle onde è necessario modellare il modo in cui le onde si trasformano mentre attraversano le barriere coralline e il fondale basso del mare utilizzando dati sulle onde a lungo termine. Molti input vanno nella simulazione, compreso un modello del processo di trasformazione delle onde fisiche, batimetria, forzatura atmosferica e circolazione marina. Altrettanto importante, però, è l'architettura di simulazione e la piattaforma computazionale perché determinano la risoluzione e l'accuratezza dei risultati.

"Abbiamo configurato un modello ad alta risoluzione utilizzando una griglia non strutturata, che ci permette di variare la risoluzione del modello sul dominio, da 60 chilometri di celle in mare aperto, a celle di appena 60 metri vicino alla costa, "dice Langodan.

I ricercatori hanno utilizzato un modello di onda e circolazione accoppiato per tenere conto dei cambiamenti nell'altezza delle onde derivanti dalle variazioni dei livelli e delle correnti dell'acqua. Hanno combinato questo con campi meteorologici derivati ​​da un modello atmosferico regionale ad alta risoluzione.

"Il nostro studio ad alta risoluzione ha permesso di rivedere l'elevazione minima di sicurezza in KAEC più in basso, da 4,0 metri a 2,3 metri, ", afferma il leader del gruppo Ibrahim Hoteit. "Anche se un calo relativamente piccolo, questo porta ad un risparmio di circa 90 milioni di metri cubi di materiale di riempimento pari a circa 500 milioni di dollari."

Però, lo studio ha anche mostrato che l'elevazione sicura abbassata dipende dalla presenza delle barriere coralline situate al largo della costa del Mar Rosso, che fungono da frangiflutti naturale per fornire protezione alle zone costiere contro i pericoli, come la corsa delle onde, straripamento, inondazioni ed erosioni.

"Le barriere coralline riducono della metà l'altezza delle onde lungo la costa, ", afferma il coautore Omar Knio. "Le coste protette dalla barriera corallina potrebbero ancora essere a rischio di onde più grandi se la protezione costiera offerta dalle barriere coralline viene ridotta dal degrado dei coralli o dall'innalzamento del livello del mare".