Quando una costa subisce una massiccia erosione, come un uragano che appiattisce una spiaggia e gli ambienti vicini, deve ricostruire se stessa, facendo affidamento sulla resilienza delle sue strutture costiere naturali per iniziare a rimettersi insieme in un modo che gli consentirà di sopravvivere ai prossimi grandi fenomeni che si presentano.

Dott. Orencio Duran Vinent, professore assistente, e Ignacio Rodriguez-Iturbe, Distinguished University Professor e Wofford Cain Chair I Professor, nel Dipartimento di Ingegneria dell'Oceano presso la Texas A&M University, stanno studiando la resilienza delle isole barriera e delle dune costiere dopo eventi di acqua alta e tempeste. Così facendo, stanno aiutando ingegneri e ricercatori a valutare la vulnerabilità dei paesaggi costieri.

I loro risultati completi sono stati pubblicati come articoli correlati nel Atti dell'Accademia Nazionale delle Scienze dal titolo "Struttura probabilistica degli eventi che controllano il recupero post-tempesta delle dune costiere" e "Dinamiche stocastiche dell'elevazione dell'isola barriera".

"Se capisci come crescono le dune, allora puoi agire, Per esempio, in termini di vegetazione o barriere artificiali, per proteggere la costa, " Rodriguez-Iturbe ha detto. "Ma non puoi proteggere o gestire, in questo caso, dune e isole barriera se prima non si comprendono le dinamiche in atto".

Generalmente, ci sono due tipi di eventi di acqua alta lungo la costa:disastri naturali come uragani e tsunami, che provocano onde che devastano la battigia, e mareggiate minori, che non causano danni su vasta scala, ma incidono comunque sull'ambiente costiero. Come ha spiegato Duran Vinent, sono questi più piccoli, eventi di routine che controllano la resilienza post-tempesta di dune e isole barriera che svolgono un ruolo chiave nella protezione delle comunità costiere assorbendo parte dell'impatto delle mareggiate.

"Questi eventi non sono abbastanza forti da erodere completamente una duna matura, ma sono abbastanza forti da impedire che si cresca in primo luogo dopo una tempesta che erode le dune e l'ecosistema della vegetazione, " Egli ha detto.

Con quello in mente, il team di ricerca ha prima studiato la struttura e le proprietà di tali eventi di acqua alta più piccoli provenienti da tutto il mondo, utilizzando la boa e altri dati per calcolare caratteristiche come l'elevazione della spiaggia, l'aumento delle onde e il livello dell'acqua per analizzarli.

I loro risultati furono duplici:primo, hanno confermato che gli eventi di acqua alta accadono in modo casuale e non correlato l'uno all'altro. Quindi il team ha scoperto che gli eventi di acqua alta in tutto il mondo condividevano le stesse caratteristiche generali e avevano la stessa frequenza tipica all'anno con una data intensità quando misurata a livello della spiaggia.

"Ciò significa che possiamo effettivamente dire qualcosa sulla dimensione tipica di questi eventi di inondazione fastidiosi o sulla dimensione e frequenza tipiche degli eventi che influenzano il ripristino dell'ambiente costiero, "Duran Vinent ha detto. "Indipendentemente dalla posizione, abbiamo una descrizione unificata. E questo semplifica molto il lavoro per i responsabili politici o i manager perché poi non hanno bisogno di calcoli complessi".

Il team ha preso le informazioni appena scoperte e le ha applicate allo sviluppo di un modello che avrebbe determinato l'elevazione di un'isola barriera e, in definitiva, se una duna sarebbe in grado o meno di avere successo. Inoltre, questo modello fornisce uno strumento prezioso per ricostruire i litorali sgretolati e deteriorati nel tempo, in quanto offre agli ingegneri un modo per vedere quanto deve essere alta una duna o un'isola barriera per prevenire frequenti overwash e, così, garantire la sopravvivenza dell'ecosistema.

"La dinamica tra eventi di acqua alta e la geomorfologia delle isole barriera è complicata perché l'impatto di qualsiasi evento di acqua alta dipende da quanto sono grandi le dune, Ha detto Rodriguez-Iturbe.

"E poi mentre la duna cresce, hai questi eventi di acqua alta che interrompono casualmente la sua crescita, " Duran Vinent ha detto. "Ciò significa che c'è una competizione tra la frequenza dell'evento di erosione dell'acqua alta e la velocità con cui la duna sta crescendo".

Questa competizione è diventata la base della loro equazione analitica sviluppata per determinare se una duna sarebbe stata in grado o meno di avere successo, mappare matematicamente in quali condizioni un'isola barriera sarebbe resiliente o vulnerabile.

Le dune sulle isole barriera sono di vitale importanza, Duran Vinent ha spiegato, perché impediscono agli eventi acquatici di violare l'isola e proteggono la vegetazione sul retro dell'isola dalle inondazioni, consentendo la crescita di un insieme diversificato di vegetazione altrimenti intollerante all'acqua di mare.