幅13インチ、長さ60フィートまで伸びた幅13インチの巻物であるため、Stefan Talkeは、国立公文書館内のテーブルをまとめて、南北戦争前の潮の満ち引きを追跡する波状のシートを広げました。 「それは素晴らしかった」と彼は覚えている。 「これらの記録はすべて失われたと思いましたが、ここに宮殿の鍵があります。」
記録は、過去を理解するだけでなく、ノースカロライナ州ウィルミントンのような都市が直面している未来への鍵です。 フロリダ州ジャクソンビル。 ジャマイカ湾、ニューヨーク、および全国の他の港。 これらの潮records記録に拍車をかけ、Talkeと彼の同僚は、貨物船を収容するために水路を深くすると、一部の都市で高潮と高潮による劇的な洪水がどのように発生するかを示すコンピューターモデルを作成しました。
2011年のその日の記録は、オレゴン州アストリアからのもので、コロンビア川の近くにあり、タルクはポートランド州立大学の環境工学の准教授であり、河口、河川、海洋の流体力学を研究しています。 次の数年にわたって、Talkeと彼の同僚は、ニューヨーク、ノースカロライナ、マサチューセッツ、フロリダ、デラウェア、バージニア、およびその他の沿岸地域をカバーする、より長く失われた潮の物語を発掘しました。 毎回、彼らは記録の写真を撮り、ポートランド州に戻りました。そこで、Talkeの生徒たちは19世紀を通して潮pain計情報のデジタルデータベースに苦労して情報を転送しました。 1820年代にボストンにさかのぼる最も古いレコードは、以前に利用可能だったレコードよりも数十年前です。
1899年からの米国海岸およびセントジョン川測地測量地図。ジャクソンビルは画像の左側にある小さな町です。 ダムポイントの近くで、1894年に水路は18フィートまでdrされました。（Talke et al。） Talkeは、その昔ながらの調査とハイテクモデリングを組み合わせて、約150年前に港湾都市で始まったdrに関連する河口の変化を調べました。 彼は、ドイツとオランダの国境にあるエムズ川河口を研究したポスドク研究で発見したものと同様の効果を見つけるかどうか疑問に思いました。 ヨーロッパでは、堆積物濃度が劇的に増加し、広範囲の酸素欠乏と生態学的災害につながった理由を説明しようとしました。 彼がそこで学んだことは、潮流が変化し、数十年でほぼ倍増したことでした。 どうして？ 時間の経過とともに海運チャネルを深め、合理化し、広げることにより、河口の流体力学に劇的な変化が生じました。
Talkeは各河口が異なることを警告しているが、米国沿岸のいくつかの港湾都市はエムズ川河口と同様の結果を示している。 いくつかの場所で、彼はチャネルの深化が洪水のリスクを軽減していることを発見しました。 他の地域では、1世紀以上にわたる変化が劇的であり、海面上昇、嵐の強度の増加、その他の要因が示すよりもはるかに高い高潮の予測高さを2倍にしています。 その影響は、人々がリスクが低いと考える場所で、上流および海岸から遠く離れた場所で最も被害が大きいようです。
これらの調査結果の鍵は、Talkeが明らかにした歴史的記録です。 これにより、研究者はコンピューターモデルの通常の役割（未来を予測する）を反転させ、河道が深くなる前に河口と川がどのように振る舞うかを調べるために時間を遡ることができました。 Talkeのチームが紙の記録で見つけた歴史的な潮流をモデルが再現すると、モデルが正しいという自信が得られます。
「これは気付かれない重要な問題に対処し、河口のようなシステムが条件の変化にどれだけ敏感であるかについての洞察を与えることができるアーカイブ記録のきちんとした使用です」とTalkeは言います。 「世紀以上の期間にわたって、私たちは港や河口の水中地形を大きく変えました。文字通り、泥の山を移動し、海山を爆発させ、谷をまっすぐにし、超大型船用のスーパーハイウェイを作りました。私たちの港は世界中に遍在しており、多くの場合、私たちが十分に考慮していない、またはマッピングさえしていない効果があります。」
これらの場所の1つはノースカロライナ州ウィルミントンで、国内で晴れた日の洪水が最も頻繁に発生する場所の1つで、最近では1年に80日以上です。 トーキーが1887年に発見した読み物は、ウィルミントンの潮range範囲が過去130年間で2倍になり、いわゆる迷惑な洪水の頻度が大幅に変化したことを示しています。
海岸近くでは、潮の流れはわずかしか増加していません。これは、川の人為的な変化によって変化が引き起こされていることを示しています。 Talkeと学生のRamin Familkhaliliは、コンピューターモデリングを使用して、カテゴリ5のハリケーンで予想される最悪の高潮が、19世紀のウィルミントン周辺の水路が今日の半分の深さだった18フィートに増加したと判断しました。 。
2013年8月8日木曜日、ウィルミントン港に向かう途中、コンテナ船がノースカロライナ州ボールドヘッド島の近くを通過します。（AP Photo / Harry Hamburg） ハリケーンフィレンツェは9月に市内を浸水しました。 「洪水の一部は、システムの変更が原因である可能性が高いと思います」と、Talke氏は言います。 彼は、ウィルミントンが沖に吹く風でハリケーンの側にいることから恩恵を受けて、高潮を弱めたと指摘します。 彼は、完全に理解するために、研究者は降雨と風の場を含む本格的なモデルを作らなければならないと付け加えた。
パナマ運河の深化によりコンテナ船がますます大きくなるにつれて、世界中の港は水深がさらに深くなり、ニューヨーク、ボルチモア、ノーフォーク、チャールストン、マイアミの港で50フィート以上になりました。 陸軍工兵隊による分析を含むこれらのプロジェクトの実行可能性調査では、経済的見通しと環境への影響の一部を調べていますが、潮の変化、洪水、高潮に対する水路の深化の影響を無視しています。 世界的に、drプロジェクトは、エルベ川とドイツ最大の港であるハンブルク港の工事中です。 ヨーロッパ最大の港であるロッテルダム。 とりわけ韓国の釜山港。
いくつかの場所での効果は、海に誘い、数十マイル上流の都市を極端な潮と洪水にさらすことでした。 しかし、どのようにチャネルの深化が潮の干満を増加させ、それによって高潮と洪水を増加させることができますか？ 2つの主要な要因があります。
Drにより水路の底が滑らかになり、流れを妨げる砂丘、岩、草、カキなどの自然の障害物が排除され、ラフなオフロードトレイルから滑らかなNASCARレースウェイに変わります。 水流にかかる抵抗がないと、失われるエネルギーが少なくなり、流入する潮と高潮が増加します。 チャネルを深くすると、乱流の影響も減少します。 底のゆっくりした水は、表面近くのより速い水とはあまり混ざり合わないので（まだ水は深く流れていると言っていると思う）、表面の水は基本的にほぼ同じ速度で動きます。
Talkeと彼の同僚は、チャネルの深化の逆が真実かもしれないことも発見しました。 2015年の論文で、彼らはニューヨークのジャマイカ湾を浅くする効果をモデル化し、自然の歴史的な深さに水路を復元すると潮range範囲と高潮が減少することを発見しました。
「海岸線、河口、港への直接的な工学的介入と修正は大きな影響を与える可能性があります」とトーケは言います。 「実際にシステムの物理を変更している可能性があります。」
後続の吸引ホッパーdr船Geopotes 14は、オランダの運河からブームを持ち上げます。 船は33.8メートルの深さまでdrすることができ、延長するとさらに深くなります。 （ウィキメディアコモンズ/ CC 3.0） 一般的な傾向にもかかわらず、各場所は異なります。 嵐はそれぞれ異なります。 たとえば、水路が深くなると、風が河口まで押し上げる影響が減少します。 オレゴン州ポートランドとニューヨーク州アルバニーでは、一部の場所で水路を深くしても効果がなかったり、高潮や洪水を緩和したりする可能性があります。 これらの場所では、水路drによる河川の勾配の減少が水路の深化よりも大きな影響を及ぼしました。
しかし、ジャクソンビルでは、2017年にカテゴリ1の嵐であったハリケーンイルマの洪水で、干潮時に発生したにもかかわらず歴史的なサージレベルに達したため、チャネルの深さを47フィートに増やす計画が論議を呼んでいます。 地元の環境保護団体であるセントジョンズリバーキーパーは、drの停止を訴えました。 過去120年間、セントジョンズ川の水路は、海から26マイル離れたダウンタウンを通り抜けて狭くなり、18フィートから41フィートの深さまでdrされました。 ウィルミントンと同様に、Talkeによると、ジャクソンビル周辺の河道の深化と河川の合理化により、潮の範囲がほぼ2倍になりました。
ウィリアム・アンド・メアリー大学の一部であるバージニア海洋科学研究所の物理科学部長のカール・フリードリッヒスは、Talkeは歴史的な潮records記録を使用して沿岸システムの変化を調べるリーダーであると言います。 「私はこれまで見てきた仕事に非常に感銘を受けました」とフリードリッヒスは言います。 「本当にきちんとした作品のテーマの1つは、予想外の非線形フィードバックについて説明することです。1つのことが起こっていると思いますが、他のことが起こっています。」
たとえば、水路を深くすると、堆積物が予期せぬ場所に移動し、文字通り水が濁り、また、淡水の川への塩水の侵入が増加し、カスケード効果が生じます。 デラウェア大学の沿岸海洋学者で地質学者のクリストファー・サマーフィールドは、ニューアーク湾とデラウェア湾でTalkeなどと論文を発表しました。 デラウェア川の河口では、チャネルの深化により、フィラデルフィアとトレントンの近くで塩分濃度が上昇しました。 塩のラインが上流に忍び寄ると、海洋生物が変化するだけでなく、フィラデルフィア（デラウェア川）および水を使用する産業（塩水は高価な腐食性）の淡水供給を脅かします。 さらに、サマーフィールドは、メンテナンスdrが川に沿ってかつて干潟と沼地を作った堆積物を除去すると言います。これは波エネルギーを減衰させる重要な特徴です。
最近の論文で、Talkeと彼の仲間の著者は、脆弱な沿岸のコミュニティが、高潮、波の強さ、湿地の喪失、海面上昇の変化の複合的な影響を過小評価している可能性があると主張します。 「人々は自分だけで潮流を迎えるのではなく、自分で高潮を起こしたり、単独で海面上昇を起こしたりしないという事実に注目し始めていると思います」と彼は言います。 「それらをすべて独立して扱い、それを合計し、リスクの変化を得ることができません。それらを一緒に考慮する必要があります。」
Talkeにとって、今の問題は、かつて過去に覆われていた手がかりが、より安全な未来をどのように形作ることができるかということです。 「勝者と敗者がある意味で、この可変効果があります。アルバニーのようにリスクが低下する場所がいくつかあり、リスクが大幅に増加する場所がいくつかあります」と彼は言います。 「私が心配しているのは、これを完全に調査していないため、どの地域がより影響を受け、どの地域がもう少し保護されているかわからないということです。
「過去から学ぶことで、将来への準備を改善することができます。」
