В поисках методов анализа этих эффектов исследователи из NJIT определили мощные статистические инструменты, которые должны помочь прибрежным ученым как измерять, так и предвидеть изменения в таких условиях, 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 ко-спектральные методы, требовали для проверки большого набора данных, которые авторы получили на двух пляжах в проливе Принца Уильяма на Аляске. В частности, они изучили влияние изменчивости уровня моря на эти пляжи, собирая данные за год о давлении воды, температуре и солености воды с тридцатиминутными интервалами с датчиков, встроенных в песок.
Используя эти методы для выявления тенденций в данных, они обнаружили, что в большинстве мест эффекты повышения уровня моря сначала проявлялись в давлении воды в водоносных горизонтах, а затем в изменениях солености, а затем и температуры. Следуя за двумя другими ведущими индикаторами или предупреждающими сигналами, кажется, что изменение температуры займет больше времени, чтобы почувствовать себя на суше, чем повышение солености.
«Изменения температуры иногда наблюдались через неделю после повышения давления и солености воды. Мы объясняем это тем, что зерна почвы действовали как тепловой буфер, поглощая немалую часть тепла, переносимого морской водой и пресными грунтовыми водами.
Таким образом, даже Если температура воды в море внезапно изменится, потребуется неделя или больше, чтобы ее воздействие на прибрежные водоносные горизонты утихло », — сказал Мишель Буфадель, директор Центра развития и защиты природных ресурсов (NRDP) NJIT, профессор экологической инженерии и автор исследования.Давление воды изменилось первым, поскольку вода несжимаема и поэтому быстро передает давление. Для сравнения: рост солености смягчается распространением и разбавлением морской воды, когда она взаимодействует с пресными грунтовыми водами, поступающими с возвышенности за пляжем.
«Все эти изменения, включая нестандартную последовательность фронтов солености и температуры в конкретном регионе, могут иметь разветвления для животных и растений в экосистеме водоносного горизонта», — сказал Сяолун Гэн, научный сотрудник NJIT и автор книги учиться. «Мы считаем, что регулярное хранение данных через короткие промежутки времени позволит нам также отслеживать темпы и динамику изменений в этих уязвимых регионах».В частности, по словам исследователей, в условиях низкой проницаемости почвы, когда изменения давления и температуры воды обычно связаны дистанционно, текущие модели прогнозирования, рассчитанные на срок более недели, вероятно, снизят точность.
Такие подходы должны быть «привязаны» к регулярному сбору данных о давлении, солености и температуре воды таким образом, чтобы метеорологические модели корректировались измерениями в заданное время и в определенных местах, например, на дождевых станциях в аэропортах. Исследователи пришли к выводу, что измерения характеристик прибрежных экосистем следует проводить не реже одного раза в неделю.