Прибрежные экосистемы и водоносные горизонты будут сильно затронуты изменением климата, причем не только из-за повышения температуры и более неустойчивой погоды, включая изменения в характере осадков, но и из-за повышения уровня моря.
В поисках методов анализа этих эффектов исследователи из NJIT определили мощные статистические инструменты, которые должны помочь прибрежным ученым как измерять, так и прогнозировать изменения таких условий, как температура и соленость подземных вод. Результаты исследования, финансируемого Национальным управлением океанических и атмосферных исследований, были опубликованы в Scientific Reports, онлайн-филиале Nature.
Инструменты, известные как спектральные и коспектральные методы, требовали для проверки большой набор данных, которые авторы получили с двух пляжей в проливе Принца Уильяма на Аляске. В частности, они изучали влияние изменчивости уровня моря на эти пляжи, собирая годовые данные о давлении воды, температуре воды и солености с интервалом в тридцать минут с датчиков, встроенных в песок..
Используя эти методы для определения тенденций в данных, они обнаружили, что в большинстве мест последствия повышения уровня моря сначала проявлялись в давлении воды в водоносных горизонтах, за которыми следовали изменения солености, а затем температуры. Вслед за двумя другими опережающими индикаторами или предупредительными сигналами оказывается, что изменения температуры ощущаются внутри суши дольше, чем повышение солености..
«Изменения температуры иногда наблюдались на неделю позже, чем повышение давления воды и повышение солености. грунтовые воды. Таким образом, даже если температура моря резко изменится, потребуется неделя или больше, чтобы ее воздействие на прибрежные водоносные горизонты прекратилось», - сказал Мишель Буфадель, директор Центра освоения и охраны природных ресурсов (NRDP) NJIT, профессор экологии. инженерии и автор исследования.
Давление воды изменилось первым, так как вода несжимаема и поэтому быстро передает давление. Повышение солености, для сравнения, смягчается распространением и разбавлением морской воды, когда она взаимодействует с пресными грунтовыми водами, поступающими с возвышенности за пляжем.
«Все эти изменения, в том числе нестандартная последовательность фронтов солености и температуры в определенном месте, могут иметь последствия для жизни животных и растений в экосистеме водоносного горизонта», - сказал Сяолун Гэн, научный сотрудник NJIT. и автор исследования. «Мы считаем, что регулярность привязана» к регулярному сбору данных о давлении, солености и температуре воды таким же образом, как метеорологические модели корректируются измерениями в заданное время и в определенных местах, например, на дождевых станциях в аэропортах. Исследователи пришли к выводу, что измерения характеристик прибрежной экосистемы должны проводиться один раз в неделю или чаще.