Les communautés côtières du monde entier ont longtemps été confrontées à des défis liés aux risques d'inondation. Mais à mesure que le niveau de la mer continue d'augmenter et que les événements météorologiques extrêmes deviennent plus fréquents, la nécessité de stratégies de réponse plus efficaces est plus grande que jamais.
La baie de San Francisco est l'une de ces région qui connaît cette trajectoire exacte, ce qui en fait un point focal pour des scientifiques comme Patrick Barnard, directeur de recherche du Center for Coastal Climate Resilience à l'Université de Californie à Santa Cruz. Barnard a co-auteur un article récemment publié dans le Journal of Waterway, Port, Coastal et Ocean Engineering Cela explore les modèles d'inondation côtière et les stratégies d'atténuation dans toute la région de la baie.
« Il s'agit d'un énorme système et de ce que nous faisons physiquement affecte très loin », a déclaré Barnard. « Tout a des implications et ils doivent être étudiés ensemble pour être compris. »
Une région de premier ordre pour rechercher
Avant de déménager à Puget Sound en 2020, Barnard a appelé Santa Cruz et San Francisco à domicile pendant deux décennies tout en travaillant pour l'US Geological Survey et en étudiant les dangers côtiers, l'adaptation climatique et la résilience dans toute la région. En 2019, ses recherches ont détaillé à quel point les risques de la région pouvaient être graves, déclarant que « plus de 400 000 habitants et 150 milliards de dollars de biens pourraient être exposés aux inondations de ce siècle dans les communautés de la baie de San Francisco, représentant les deux tiers du risque d'inondation côtière pour la Californie. »
Pour le nouvel article, Barnard et ses co-auteurs se sont construits sur des études collectives existantes pour examiner davantage les futurs modèles à risque d'inondation et les tactiques d'adaptation viables. Plus précisément, ils ont décidé de découvrir comment trois stratégies différentes – le durcissement de l'action, les solutions basées sur la nature et les vannes sous-régionales – auraient un impact sur les niveaux d'eau dans des zones spécifiques et dans la région plus large.
« Pour moi, cela remonte vraiment à 22 ans d'essayer de comprendre tout ce système – comment les plages sur la côte extérieure sont affectées par ce que nous faisons dans la baie de San Francisco, ce que nous faisons dans le delta et ce que nous faisons jusqu'au Sierras », a déclaré Barnard. « Tout est connecté. »
L'équipe a appliqué un exercice de modélisation numérique pour comprendre comment les processus hydrodynamiques façonnent les changements spatiaux et temporels au niveau de l'eau dans l'estuaire de San Francisco. Ils ont également travaillé pour déterminer comment différentes approches de réduction des inondations peuvent fonctionner contre la montée du niveau de la mer et les tempêtes prévues au cours du siècle prochain.
Le risque d'inondation et les impacts potentiels sur les communautés côtières de la région sont aggravés par quelques facteurs. Une grande partie de la région est faible, ce qui la rend plus vulnérable au changement climatique et à l'augmentation des niveaux d'eau et des ondes de tempête. Pour ajouter à cela, plus de 100 villes et neuf comtés bordent la baie, ce qui rend encore plus compliqué que les solutions soient toutes d'accord.
« C'est un défi majeur, mais représentatif du type de défis que nous avons dans le monde entier où personne ne peut agir isolément et résoudre le problème pour eux-mêmes », a déclaré Barnard.
Les résultats sont dans: la variété est la clé
L'équipe a découvert que la réponse au risque d'inondation de la baie est tout sauf une taille unique. Les résultats indiquent une variété de méthodes mises en œuvre stratégiquement dans la région comme le meilleur moyen de s'adapter aux futurs changements de niveau de la mer.
« Aucune stratégie unique n'est suffisante pour protéger chaque communauté. En particulier dans une zone aussi compliquée, ce sera une combinaison d'interventions et de solutions d'adaptation », a déclaré Barnard.
Le durcissement du rivage, qui est efficace pour réduire le risque d'inondation dans une localité spécifique, s'est avéré augmenter les niveaux d'eau dans d'autres zones voisines. Cependant, dans certains cas, les méthodes durcissant le littoral sont toujours la meilleure option, comme l'utilisation des parois maritimes pour protéger les infrastructures sensibles de grande valeur telles qu'une école ou un hôpital situé le long du littoral de la baie. D'un autre côté, les vannes locales peuvent réduire les niveaux d'eau croissants sans effets extérieurs; Mais ces portes peuvent être affectées par l'augmentation du niveau de la mer.
Il a été démontré que des solutions basées sur la nature comme la restauration des marées de marée réduisent les niveaux d'eau sans aucune conséquence involontaire. « La restauration des zones humides peut en fait offrir un avantage assez significatif », a déclaré Barnard. « Même quelques centimètres de protection peuvent faire une grande différence dans la fréquence à laquelle les inondations se produisent. »
Dans leur étude, l'équipe a constaté que les zones humides peuvent fournir environ 20 centimètres de réduction des risques d'inondation lorsqu'ils sont mis en œuvre dans des endroits clés de la région de la baie.
En avant
Bien que cela reste encore beaucoup à faire avant que les risques d'inondation de la baie ne deviennent une chose du passé, ces résultats peuvent aider toutes les personnes impliquées – des scientifiques aux ingénieurs, aux agences gouvernementales et aux autres parties prenantes – sont en jeu sur des solutions qui serviront toute la région.
Au-delà de la baie, Barnard et ses collègues considèrent la réponse de cette région à l'augmentation du niveau de la mer comme une opportunité de guider d'autres communautés côtières, tout en renforçant les avantages de stratégies émergentes comme les solutions basées sur la nature.
« Il y a eu ce mouvement vers des solutions basées sur la nature au cours des dernières décennies, et c'est quelque chose que le Center for Coastal Climate Resilience se concentre sur beaucoup », a déclaré Barnard, « comment nous pouvons utiliser des solutions basées sur la nature pour réduire le risque de communautés et également apporter les avantages de la construction avec la nature ».
