Sommige overstromingen zijn zo ernstig dat ze zelden meer dan eens per eeuw voorkomen, maar tegen het einde van de 21e eeuw zou de stijgende zeespiegel kustgemeenschappen kunnen bedreigen, waarbij er elk jaar extreme overstromingen voorkomen. Uit een nieuwe studie blijkt dat zelfs in een mild scenario waarin de CO2-uitstoot in 2040 een piek bereikt, de meeste kustgemeenschappen tegen het einde van de eeuw ieder jaar honderd jaar lang overstromingen zullen meemaken. Al in 2050 zullen regio’s over de hele wereld gemiddeld elke 9 tot 15 jaar te maken krijgen met overstromingen die honderd jaar duren.

De 100-jarige overstroming is een extreem waterpeil met een kans van 1% om in een bepaald jaar te worden overschreden en is gebaseerd op historische gegevens. Ondanks de naam kan een honderdjarige overstroming hetzelfde gebied vele jaren op rij treffen, of een eeuw lang helemaal niet voorkomen. Uit een nieuwe studie blijkt echter dat deze historische trends niet langer een accuraat vooruitzicht bieden op toekomstige overstromingen.

"We verwachten dat in een opwarmend klimaat de drempel gemiddeld eens per eeuw zal worden overschreden totdat ze niet langer als een 100-jarige gebeurtenis worden beschouwd", zegt Hamed Moftakhari, een civiel ingenieur en professor aan de Universiteit van Alabama die toezicht houdt op het project. Het onderzoek is onlangs gepubliceerd in AGU's tijdschrift Earth's Future, dat interdisciplinair onderzoek doet naar het verleden, heden en de toekomst van onze planeet en haar bewoners.

In mei 2016 overstroomde de Potomac-rivier de straten van de oude binnenstad van Alexandria, Virginia. Naarmate de zeespiegel de kustinfrastructuur nadert, zullen deze overstromingen vaker voorkomen. Bron afbeelding: NOAA

Stijgende zeespiegel: een dreigende dreiging

In kustgebieden kunnen extreme overstromingen worden veroorzaakt door stormen, getijden en golven die water landinwaarts duwen, maar dit onderzoek concentreerde zich op één factor die over langere perioden overstromingen veroorzaakt: de stijgende zeespiegel. Naarmate de zeespiegel richting de kust stijgt, zal de kustinfrastructuur dichter bij het water komen te liggen, waardoor de kans groter wordt dat stormen, getijden en golven gevolgen hebben voor gemeenschappen.

De onderzoekers gebruikten gegevens van meer dan 300 getijdenmeters over de hele wereld om trendanalyses uit te voeren en toekomstige extreme zeeniveaus te schatten op basis van twee scenario's voor koolstofemissies die zijn geschetst door het International Panel on Climate Change: als de CO2-uitstoot tot het einde van de eeuw blijft stijgen, en als de CO2-uitstoot in 2040 een piek bereikt en vervolgens afneemt. In beide gevallen ontdekten ze dat een stijgende zeespiegel zou leiden tot een toename van honderdjarige overstromingen op de meeste van de locaties die ze bestudeerden.

Proactieve landplanning, stedelijke ontwikkeling en kustbeschermingsmaatregelen kunnen gemeenschappen helpen overstromingen te verminderen en rampen te voorkomen, wat begint met realistische voorspellingen van toekomstige kustomstandigheden, zei Mofatahari.

Uitdagingen bij het voorspellen van overstromingspatronen

Ingenieurs die constructies zoals zeeweringen, zeeweringen en golfbrekers ontwerpen om gemeenschappen tegen extreme overstromingen te beschermen, vertrouwen op een concept dat stationariteit wordt genoemd om toekomstige waterstanden te voorspellen.

"In termen van stationariteit gaan we ervan uit dat de patronen die we in het verleden hebben waargenomen in de toekomst onveranderd zullen blijven, maar er zijn veel factoren die deze patronen moduleren onder invloed van de klimaatverandering", zei Mofakari. "We kunnen er niet langer van uitgaan dat kustoverstromingen stabiel zijn."

Eerdere studies baseerden zich op stationaire schattingen van extreme zeespiegels om overstromingen over een periode van 100 jaar te voorspellen, maar deze studie maakte gebruik van niet-stationaire methoden en ontdekte dat extreme zeespiegelveranderingen niet uniform waren op veel getijdenmeetlocaties.

Naarmate het klimaat verandert, zorgen de stijgende temperaturen van de oceanen en smeltende gletsjers ervoor dat de zeespiegel stijgt, waardoor de frequentie en ernst van kustoverstromingen toeneemt. Daarom moeten ingenieurs het toekomstige overstromingsrisico nauwkeurig inschatten, in plaats van aan te nemen dat onze veranderende toekomst historische kustpatronen zal weerspiegelen.

"De reden dat het zo uitdagend is, is dat de meeste tools, ontwerpgidsen, oefenhandleidingen, enz. gebaseerd zijn op de aanname van stationariteit," zei Moftakhari. "Ze moeten worden bijgewerkt, zodat we de snelheid van de veranderingen kunnen bijhouden."

Lokale oplossingen voor diverse uitdagingen

Uit een ander onderzoek bleek dat ruim 600 miljoen mensen in laaggelegen kustgebieden wonen. De verwachting is dat dit aantal zal stijgen. Goed ontworpen zeeverdedigingsstructuren spelen een belangrijke rol in het vermogen van kustgemeenschappen om catastrofale overstromingen te weerstaan.

Terwijl de gemiddelde zeespiegel stijgt, zijn de resultaten niet overal hetzelfde. De zeespiegel op hoge breedtegraden kan dalen als dikke ijskappen smelten en het land daaronder stijgt. Bovendien stijgt de zeespiegel in gebieden zoals de Golf van Mexico sneller dan het mondiale gemiddelde, omdat het land geleidelijk aan zinkt. Moftakhari zei dat kustgemeenschappen unieke oplossingen nodig hebben, gebaseerd op lokale informatie, om aan hun behoeften te voldoen.

"We weten dat de zeespiegel stijgt, en de vraag is: hoe gaan we hierop reageren?" zei Moftakhari. "We hebben al gezien dat veel delen van de kust permanent onder water staan ​​en land verloren zien gaan, waarbij veel kuststeden en eilanden vaker te maken krijgen met overstromingen dan in het verleden. Het is tijd om te leren omgaan met niet-stationariteit."

Maar hij is vastbesloten optimistisch te blijven en ons eraan te herinneren dat rampen het resultaat zijn van menselijke beslissingen, en niet alleen van gevaren. “Vergeet niet dat het allemaal afhangt van de waterstanden die we zonder mitigatiemaatregelen naar verwachting zullen ervaren, en dat technologische vooruitgang de veerkracht van de gemeenschap zal vergroten.”