Eroziunea costieră văzută din satelit. Cercetător: ”Litoralul românesc are peste 240 km, o mare parte fiind sub semnul eroziunii”

Eroziunea costieră este rezultatul unor factori naturali variabili, printre care se numără creșterea nivelului mării, impactul valurilor și al curenților marini, care erodează și îndepărtează treptat rocile, solul și nisipul de-a lungul coastei. 

Eroziunea este un fenomen ce afectează toate zonele litorale, în special în timpul furtunilor și altor evenimente naturale care intensifică procesul de erodare. Pe lângă variabilitatea naturală, eroziunea costieră este accelerată și de către intervențiile antropice.

Caracteristicile și consecințele acestor fenomene variază în funcție de tipologia fiecărei regiuni, ceea ce face dificilă găsirea unei soluții universale pentru diminuarea impactului asupra activităților umane și asupra ecosistemelor.

Schimbările climatice joacă și ele un rol însemnat în dinamica zonelor de eroziune/acreție. Procesele implicate în modelarea plajelor sunt dictate, în primul rând, de regimul valurilor. La rândul lui, acesta este influențat de viteza și direcția vântului, precum și de tipologia furtunilor. Cum schimbările climatice pot modifica frecvența și magnitudinea acestor evenimente, ne putem aștepta la dezechilibre și în ceea ce privește eroziunea costieră. Creșterea nivelului mării este, de asemenea, responsabilă în mod direct și tranșant de accelerarea proceselor de eroziune.

• Într-un context mai larg, dacă vorbim despre disponibilitatea sedimentelor în toată zona costieră românească, se constată o diminuare a acestora în ultimele decenii. Acest fenomen a fost cauzat de intervențiile omului pe litoralul românesc și din cadrul bazinului Dunării.
• Existența unui flux stabil de sedimente este necesară păstrării unui echilibru al țărmului, inclusiv al dimensiunii plajelor. Ceea ce nu mai are loc acum în mod natural, sau se întâmplă insuficient, și anume înnisiparea plajelor, necesită intervenția umană.

Construcțiile barajelor pe cursul Dunării și al afluenților săi, începând cu anii 1960-1970, au scăzut semnificativ debitul solid (adică sedimentele transportate de apele râului) înregistrat la gurile de vărsare. În plus, construcțiile costiere precum digurile porturilor Midia, Constanța, sau jetiurile de la Sulina au acționat ca o barieră în calea acestor sedimente venite din nord, vitregind plajele litoralului sudic de materialul necesar menținerii lățimii plajelor.

Apariția sectoarelor de eroziune costieră înseamnă o reziliență mai scăzută în fața unor fenomene precum inundațiile, cauzate de furtuni, de creșterea nivelului mării sau de efectul combinat al acestora. Totodata, se pot pierd ecosisteme importante din punct de vedere al biodiversității. Nu în ultimul rând, scăderea lățimii plajelor are efecte asupra turismului. Mai puțin loc pentru șezlonguri, mai puțini turiști, deci încasări mai slabe pentru operatorii economici. Acolo unde infrastructura de transport sau diferite construcții se află în apropierea liniei țărmului, eroziunea accelerată le poate pune în pericol.

Cum putem combate eroziunea plajelor?

Pentru contracararea fenomenelor de eroziune costieră, un proiect de infrastructură mare a fost demarat și implementat de către statul român prin intermediul Apelor Române Dobrogea – Litoral. Este vorba despre „Reducerea Eroziunii Costiere, Faza II (2014-2020)”, cofinanțat prin Programul Operațional Infrastructură Mare (POIM) 2014 – 2020, Axa Prioritară 5 – Promovarea adaptării la schimbările climatice, prevenirea și gestionarea riscurilor, Obiectiv specific 5.1 Reducerea efectelor și a pagubelor asupra populației cauzate de fenomenele naturale asociate principalelor riscuri accentuate de schimbările climatice, în principal de inundații și eroziune costieră.

Conform descrierii oficiale, “scopul acestui proiect este să asigure adaptarea la schimbările climatice, prevenirea și gestionarea riscului prin protecția la eroziune a liniei țărmului în condiții medii anuale și în timpul evenimentelor cu perioada de recurență de până la 1/100 ani, pentru o durată de viață proiectată de 50 ani”, notează cercetătorul Sorin Constantin pentru Infoclima.

În momentul de față au fost supuse lățirii o serie de plaje, precum cele din Mamaia, Constanța sau Eforie, urmând ca în perioada următoare sa fie abordate și cele din Costinești, Olimp, Neptun, Jupiter sau Saturn. Alimentările cu nisip ale plajelor de pe sectorul românesc au avut largi ecouri în presa națională. Acestea s-au datorat, cu precădere, nemulțumirilor referitoare la o pantă prea abruptă la intrarea în mare, o distanță considerabilă de parcurs până la apă sau compoziția nu tocmai plăcută a nisipului grosier utilizat pentru lărgirea plajei.

În cazul acestor operațiuni de înnisipare și lărgire a plajelor, perioada imediat următoare finalizării lucrărilor se caracterizează printr-o tendință de echilibrare a acestor sectoare, în mod natural. Prin echilibrare se poate înțelege atât modificarea profilului transversal al plajei, adică modificări ale pantei de intrare în apă, precum și o redistribuire a nisipului în cadrul unei celule (de multe ori o astfel de celulă este delimitată de diguri perpendiculare pe linia țărmului).

Și pentru că toate aceste lucrări au fost efectuate astfel încât să asigure stabilitatea țărmului în contextul schimbărilor climatice, deci pe termen lung, avem nevoie de metode de monitorizare adecvate, care să echilibreze dorința unei precizii mari a măsurătorilor cu efortul necesar obținerii acestora.

Ce opțiuni avem pentru monitorizarea zonelor costiere?

Pentru a avea o imagine completă a gradului de stabilitate a unui sector de țărm caracterizat de plaje nisipoase, se pot lua în considerare o serie de indicatori, precum dinamica liniei țărmului, a barelor submerse, lățimea plajei, caracteristicile dunelor de nisip, zone înierbate etc. Dintre acestea, cel mai utilizat parametru, fiind și cel mai ușor de obținut, este poziția liniei țărmului. În mod tradițional, putem măsura acest indicator direct în teren (in-situ), folosind instrumente precum stația totală, GPS sau DGPS. În pofida faptului că rezultatele astfel obținute au o acuratețe ridicată, prezintă dezavantajul unor costuri ridicate, atât de timp cât și financiare.

Odată cu disponibilitatea din ce în ce mai mare a imaginilor satelitare din ultimele decenii, linia țărmului poate fi determinată astfel mult mai rapid pentru suprafețe extinse. Datele satelitare de înaltă rezoluție (cu o dimensiune de câțiva metri sau chiar centimetri pentru fiecare pixel) au fost printre primele utilizate în acest sens. Avantajul principal îl constituie rezoluția spațială care permite discriminarea unor detalii de mici dimensiuni, deci și o identificare precisă a liniei apei.

Cu toate acestea, perioada de revizitare a acestor senzori pentru o anumită zonă este de regula prea mare și/sau neregulată pentru a putea constitui baza unei monitorizări adecvate.

La aceasta se adaugă și costul acestor date, nu de puține ori prohibitiv dacă vorbim de achiziționarea unei serii mai lungi de imagini pe o suprafață extinsă.

• Totodată, prin însăși natura fenomenului, extragerea liniei țărmului prin compararea a doar două imagini consecutive, așa cum de multe ori se procedează, este predispusă unor serii de erori. Putem vorbi aici, în primul rând, de caracterul dinamic al liniei țărmului datorat excursiei valurilor pe fața plajei.
• Având în vedere că o imagine satelitară reprezintă o captură instantanee, limita apă-uscat poate fi astfel surprinsă la o distanță de până la cativa metri față de o altă potențială captură efectuată la interval de câteva secunde.
• Se adaugă și subiectivismul operatorului uman, extragerea liniei țărmului din imagini satelitare de înaltă rezoluție fiind de multe ori efectuată prin digitizare manuală, deci, ca urmare a interpretării personale a celui care vectorizează.

O alternativă o constituie utilizarea seriilor temporale de imagini de medie rezoluție (10-30 m) precum Sentinel-2 sau Landsat 8/9. Deși deficiente la capitolul detalii spațiale, compensează deplin prin calitate spectrală și radiometrică. De asemenea, reprezintă o resursă utilă și datorită disponibilității lor în mod liber și gratuit și a faptului ca pot oferi o acoperire temporală adecvată fenomenului analizat (de exemplu putem obține o imagine Sentinel-2 la fiecare 5 zile, în absența norilor).

Ce ne pot spune datele satelitare?

Pentru două sectoare de coastă supuse alimentării artificiale cu nisip, plaja Tataia din Constanța și plaja din Eforie Nord (zona aflată la nord de portul Belona), am analizat evoluția liniei țărmului pentru perioada post-intervenții (aproape opt ani), folosind informații extrase din imagini Sentinel-2. În general, am avut la dispoziție peste 50 de scene pentru fiecare zonă.

Plaja Tataia a fost lărgită spre sfârșitul anului 2015, având în prezent o lățime de aproximativ 140-160 m. Profilele transversale pe linia țărmului scot în evidență o stare de echilibru general pentru sectorul nordic, cu trecere către un caracter acumulativ în partea sudică. În cadrul hărții de mai sus, liniile de țărm extrase pentru perioada 2016-2023 sunt reprezentate cu linii galbene.

• Linia mai groasă, mai îndepărtată de apă, arată poziția țărmului în 2015, înainte de lărgirea plajei. Intersecția unor profile transversale (P1 – P6) cu liniile de țărm sunt redate ca distanțe față de o linie de referință arbitrară și sunt reprezentate prin puncte gri în cele 6 grafice din dreapta.
• Linia neagră groasă reprezintă o valoare medie a acestora, calculată cu ajutorul unei ferestre culisante cu dimensiunea de 5 momente de timp. Linia punctată portocalie arată tendința generală, pe baza unei regresii liniare și este redată doar în cazul în care o astfel de tendință poate fi identificată.
• Pentru aceste situații, sunt menționate și ratele de acumulare, precum și numărul (n) de imagini/linii de țărm folosite pentru aceste calcule. Graficul aferent profilului P6 are o scară diferită față de celelalte exemple pe ordonată (axa Y).

Oscilațiile față de linia generală de tendință sunt datorate atât incertitudinilor cauzate de procedura de extragere și a datelor de intrare cât și variațiilor sezoniere naturale (perioadele de vară fiind caracterizate de procese de acumulare, în timp ce iernile sub de regulă dominate de eroziune).

Chiar dacă acuratețea unei singure poziții (un punct gri pe grafic) este sub cea dorită, având la dispoziție mai multe linii de țărm, extrase toate în mod automat și pe baza unei metodologii unitare, tendința generală, pe termen lung, poate fi ușor evidențiată. Modificările surprinse pentru plaja Tataia se încadrează în procesele generale de echilibrare a întregului sector. Acumulările din partea sudică se datorează probabil redistribuirii sedimentelor submerse (de sub apă) și a celor de la interfața apă-uscat, prin modelarea în plan vertical a feței plajei.

Evident, astfel de sectoare de mici dimensiuni pot fi relativ ușor monitorizate și urmând metodele in-situ despre care am menționat, cu un grad de acuratețe mai ridicat. Să nu uităm însă: litoralul românesc are peste 240 km, o mare parte fiind sub semnul eroziunii. Pentru o evaluare unitară, care să permită și extragerea unor informații de arhivă, mergând înapoi în timp mai bine de 30 de ani, datele satelitare rămân singura soluție.

La aceasta se adaugă și avantajul aplicării unei metodologii uniforme, omogene, pentru tot setul de date și pentru tot sectorul costier, astfel încât rezultatele să poată fi comparate și inter-calibrate. Continuarea monitorizării satelitare pentru sectoarele în care s-au investit sume foarte mari pentru combaterea eroziunii este o modalitate la îndemână prin care pot fi validate aceste eforturi sau care pot semnala eventuale probleme. (articolul integral pe Infoclima)

Citește și:

Nou obiectiv UE | Apăsăm pedala reducerii gazelor cu efect de seră până în anul 2040

Ziua Mediului și neutralitatea climatică, obiectiv prioritar al UE

Un sistem național de MONITORIZARE a schimbărilor climatice, o primă linie de apărare pentru România?

Cum se adaptează animalele sălbatice schimbărilor climatice?

Schimbări climatice | ChatGPT vs. oamenii de știință: ”Cum este afectată România?”