测绘海平面上升造成的破坏
沿海地区一直都是易受洪水,但可能会遇到增加在未来的风险,由于气候变化的预期影响,如海平面上升和暴风雨增加和降雨强度。
可能这些气候变化会引起以前脆弱的沿海地区洪水越来越频繁,而且也将使洪水到达的地方离海岸还没有历来处于危险洪水渐行渐远。
在沿海地区人口密度在美国自上世纪70年代增加了近40%,预计到到2020年再增长8%据NOAA报道。因此,未来将有更高比例的人面临洪水和其他沿海灾害的风险。
由于沿海社区洪水风险的总体增加,数学模型已被用于开发交互式地图,这将允许用户“看到”预测海平面上升和其他沿海危险的特定区域。这些地图可被社区用于提高公众对海岸灾害的教育和认识,将海岸灾害的影响纳入有关海岸基础设施的规划和决策,并在联邦、州和市一级改善紧急灾害管理和安全。
可用的映射工具
在过去的五年中,显示海平面上升淹没的预测和其它沿海灾害几个简单易用的交互式地图在网上变得可用。这些措施包括气候中心汹涌澎湃的海洋风险Finder中,诺阿的海平面上升和沿海洪灾的影响浏览器和自然保护海岸恢复力映射门户。
所有这些都使用了浴缸模型的一些变化,结合了仰角光检测和测距(LIDAR)与当前的海平面数据。浴缸模型只是意味着治疗的海洋一样,填补了同样的方式,一个浴缸并时加水的浴缸-较低的部分先被填满,然后较高的部分被填满,直到浴缸里所有地方的水位都保持相同的高度。(激光雷达是一种光学遥感技术,可用于从飞机上进行地面坐标测量。)
一般来说,这些地图显示了不同地理区域的海岸淹没效应,它是海拔高度和高于平均高水位(MHHW)的水位增加的函数。MHHW的定义美国国家海洋和大气管理局是在全国潮汐基准面时期内观测到的每个潮汐日的较高水位高度的平均值。该地图允许用户在当前海平面上添加米,以显示如果海平面由于海平面上升或风暴潮而上升到一定程度会发生什么。
其他地图,如美国地质勘探局海岸变化危险入口和飓风桑迪风暴潮汐绘图仪,提供漏洞比较各州,但他们不显示淹没,由于海平面上升,洪水从风暴潮未来的情景。
一些地图还包括可在增加的海平面突起,如各种风暴场景或人口普查数据的顶部观看交互式绘图层。例如,气候中心滔滔海洋风险搜索允许用户将社会脆弱性、人口规模、种族、收入或财产价值数据置于海平面上升预测之上。
的NOAA海平面上升影响的浏览器允许用户覆盖不同的海平面上升的情况与他们的沼泽分布,社会经济漏洞或洪水频率的影响。这也允许用户覆盖海平面上升预测的信心水平,这意味着映射器是如何确定的,该模型是表示在洪水淹没或将发生在未来的某一时刻。
随着海平面上升和风暴预测的增加,现在有很多可用的地图层,未来还会有更多。在过去的一年里,这些地图通过添加额外的图层而发生了巨大的变化和演变,并且在未来可能会继续这样做。
这些地图应该如何使用?可视化的不确定性
海平面上升图指示的区域可能容易淹没的未来是决策者的宝贵工具。交互式地图可以被用作宣传工具,以提高对沿海灾害公众教育和宣传或评估易受在更大地域范围(全球,国家或州)沿海灾害的地区。它们允许用户探索哪些领域具有低洼海拔,因此更容易受到沿海灾害(例如,他们可以清楚地表明,佛罗里达州是比大多数其他美国各州更加脆弱,由于其低洼海拔)。
这些地图也是对海平面上升的影响,提供教育非常好。然而,需要更高的分辨率映射在地方层面做出具体决定,例如,在选址建筑物或能量变电站的规模。这部分是因为错误和有关错误的模型和数据量细节的来源,当人们看到这些地图往往代表性不足,常因难以观察和解释的不确定性。
不确定性意味着误差的来源,使其具有挑战性知道确切答案的东西,在这种情况下会发生溢流。有内置机型从飓风预测未来海平面上升或风暴潮,例如,以及用于地形图数据输入的不确定性。不确定性在地形,例如,装置,垂直上升可能是不正确的,并因此易受洪水的区域可能不正确。不确定性在海平面上升和暴风雨影响的车型太多的水将如何预测为某些情况下存在。
在地图上这两个因素相结合,表现出泛滥,因此不确定性也加剧。然而,科学家们有办法知道这些错误是,他们会如何影响他们的研究结果,所以即使他们不能给出一个确切的价值,他们可以告诉你在真实的数字肯定会出现一个范围。例如,他们可以告诉你,洪水很可能在地图上的某个区域发生。然而,这种映射类型公众的不确定性仍然是一个挑战。
没有得到很好大多数洪水地图为代表的其他因素是随时间发生的自然海岸线变化(侵蚀和增生)和沿海响应。在地图中显示的型号可能没有真正在风暴测试的准确性或考虑在强制的条件的未来变化(如风暴度,降水波动作用)。
沿海系统是复杂的;所使用的模型可能没有考虑影响海岸变化和危害,因此不能预测未来的洪水以全精度的因素。浴缸模型没有考虑因素,如沉积物补给,海上地质,工程结构,河流,潮汐冲刷,挡潮闸,风暴能量与波强迫,所有这些都有助于使海岸线应对海平面上升“远远超过简单的单独溺水更复杂”(PDF)作为2007年纸由伍兹霍尔海洋研究所把它。
此外,波浪、洋流、潮汐和海平面波动的驱动力取决于当地的地质结构,因此需要在当地绘制地图,并考虑到当地的水文情况。
将数据集和模型中的不确定性转换为具有视觉吸引力且易于导航的交互式映射并不容易。为了解决这个问题,一些地图创建了免责声明来解释他们的警告和不确定性。国家海洋和大气管理局的海平面上升影响观众的弹出式免责声明是你看到的第一件事之前,你可以查看地图。它清楚表明,这是一个“初步”和“screening-level工具”,应该使用“说明潜在的洪水的规模,而不是确切的位置,“最后陈述”这个工具应该使用严格规划参考工具而不是导航,允许的话,或其他合法目的。”
即使采取预防措施为NOAA一样,有些地图的用户可能无法读取免责声明,因此不明白,准确的挑战可能会导致问题。这些解释的问题可能包括,例如,使用地图中的热心市民来看看其具体的家庭或当镇紧急经理想知道,如果医院需要一个脆弱的地区被移出。不确定性用来绘制沿海灾害的模型和数据过高将重大决策,而不仅仅是规划的文件,在这种局部尺度。在模型中的不确定性可能会更高或更低的特定地方,你在看,如果不提供或在特定位置可视化的不确定性模型的程度,那么你不应该假设地图是完美的。例如,如果你的邻居的房子是在一定的场景映射被淹,不要以为你不会是隔壁仅仅因为地图不显示它。由于NOAA声明指出,“所有的功能应该与实地考察核实。”换句话说,本地数据是从计划转向执行一个真正的项目的需要。
总的来说重要的是要注意,模型可能无法预测准确的海岸线响应和变化与海平面上升将发生在当地一个高度,但他们是一个有用的工具来提高意识和教育公众对气候变化的影响(如海平面上升、风暴和降水增加)。
土地利用政策改革和弹性建设等适应和缓解技术已成为沿海社区讨论的重要议题随着需求增加有关洪水风险的公众教育。
考虑到未来的海平面上升和洪水,重要的是要找到成本效益的方法来减少洪水对沿海建筑、住宅和基础设施的经济和社会影响。地图可以让我们初步了解一个地区是否容易遭受洪水灾害。下面的指南简要介绍了目前公众可以使用的地图查看器。
A的用户引导到互动海平面上升的地图
目的:为了形象化随着时间的推移,从海平面上升和其它沿海灾害的潜在影响。这张地图是专为地方和国家的决策者,帮助社区制定和实施解决方案,将基于生态系统的适应接近海岸灾害。生态,社会和经济信息,可以一起海平面上升和风暴潮的场景在特定的地理位置进行查看。
提供数据层:海平面上升,基础设施,土地使用/分区,自然资源,社会经济数据
淹没的数学建模:乙ArcGIS中的HEC-GeoRAS工具输出了河流洪水,FEMA overtopping模型使用了针对地形表面复合材料的预测结果
水平精度:+/-1米
主要高程数据来源:二〇〇九年至2011年加利福尼亚海岸沿海水利项目的LiDAR水电平坦裸
主仰角数据源垂直精度:±9cm
目的:为了提供在海平面上升和美国沿海洪灾影响的沿海管理人员和科学家初步的外观,并为用户提供开放式访问当地社区需要解决他们的需求数据的全国一致的观众。
提供数据层:海平面上升,信心映射,洪水频率分析,社会经济数据,沼泽的影响,主要地标照片可视化
淹没型号使用:使用激光雷达高程数据和局部调整的MHHW水平,以修正的浴缸建模方法建模水文连接性。
水平精度:+/-5米
主要高程数据来源:激光雷达 -在映射别人一些地区由NOAA所使用的激光雷达数据更准确。在95%的置信度的地区,高程数据精度通常是更好的是30厘米。
主仰角数据源垂直精度:NOAA / USGS规格9.25厘米RMSE
目的:在国家地理范围内提供容易受海平面上升(从0英尺到10英尺的增量)影响的沿海地区的可视化。设计用于使用补充工具,提供更完整的漏洞分析。
提供数据层:海平面上升,社会的脆弱性,人口规模,种族,收入,财产价值
淹没型号使用:使用激光雷达高程数据和局部调整的MHHW水平,以修正的浴缸建模方法建模水文连接性
水平精度:+/-5米
主要高程数据来源:激光雷达
主仰角数据源垂直精度:NOAA / USGS规格9.25厘米RMSE
目的:提供跨美国各州国家漏洞比较三个沿海的危害:1)强风暴,2)海岸线变化,以及3)海平面上升。这些工具应该只用来查找沿海变化的风险,在广大的地域规模,而不是在非常局部的水平。它可以用来比较一个国家的风险,其他国家的风险。
提供数据层:对于严重的风暴,海岸线变化和海平面上升沿海灾害的脆弱性
淹没型号使用:没有使用淹没模型,地图易受海平面上升、海岸线变化和严重风暴的影响
水平精度:N / A
主要高程数据来源:N / A
主仰角数据源垂直精度:N / A
目的:为了直观地展现了全国地图,从桑迪飓风2012年这张地图的风暴潮可以用来看看桑迪飓风淹没的。被映射的是很多领域都得到了验证。要知道,这是一个灾害性天气事件和未来的洪水不会在未来所有完全相同的地方发生。
提供数据层:桑迪飓风风暴潮
淹没型号使用:N / A
水平精度:+/- 10英尺。
主要高程数据来源:N / A
主仰角数据源垂直精度:垂直精度是除了在新泽西以下县95%的置信水平0.26脚:联盟,米德尔塞克斯,和蒙茅斯县,其数据具有在95%的置信水平0.47英尺的垂直置信水平
康涅狄格州沿海灾害的CTDEEP,康涅狄格大学海洋科学与NOAA
目的(编者按:此地图是本文最初关注康涅狄格州的一部分。)提供可视化的海平面上升和飓风风暴潮淹没场景在康涅狄格的沿海社区规划/说明的目的。
提供数据层:海平面上升,高分辨率海岸高度,飓风风暴潮,海岸侵蚀和环境观测
淹没型号使用:洪水方案是基于激光雷达高程数据和区域/全球海平面上升的估计,到2020年,2050年,2080和2100
水平精度:N / A
主要数据来源:LIDAR和沿海康涅狄格3英尺数字高程模型(DEM)
主仰角数据源垂直精度:N / A
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