海岸線將如何變化？新工具預(yù)測(cè)未來十年風(fēng)險(xiǎn)，準(zhǔn)確度高達(dá)92%

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隨著全球氣候變暖，沿海地區(qū)正面臨越來越嚴(yán)峻的挑戰(zhàn)。海平面上升、極端天氣事件（如暴風(fēng)雨、洪水）以及海岸侵蝕等現(xiàn)象日益嚴(yán)重。這些變化不僅威脅到沿海生態(tài)系統(tǒng)的健康，還可能造成重大基礎(chǔ)設(shè)施損毀，影響到當(dāng)?shù)鼐用竦纳詈蜕?jì)。雖然已有一些關(guān)于海岸變化的研究，傳統(tǒng)的海岸變化監(jiān)測(cè)往往依賴于歷史數(shù)據(jù)和經(jīng)驗(yàn)?zāi)Ｐ停叶嗉性诙唐诨蚓植繀^(qū)域；但大多數(shù)方法無法提供精確到十年尺度的預(yù)測(cè)。

海潮天下（Marine Biodiversity）小編注意到，為了幫助管理者應(yīng)對(duì)這些挑戰(zhàn)，前段時(shí)間發(fā)表的一項(xiàng)最新研究顯示，美國地質(zhì)調(diào)查局（USGS）最近推出了一款名為“海岸變化可能性評(píng)估”（CCL）的工具。這一工具可以分析海岸線變化的可能性，為未來十年的沿海資源管理和防災(zāi)減災(zāi)工作提供科學(xué)依據(jù)。

▲圖(A)為地圖插圖，顯示了(B-F)的區(qū)域位置。圖(B)和圖(C)分別展示了1996年和2016年的C-CAP土地覆蓋情況。圖(D)顯示了C-CAP數(shù)據(jù)集中海岸區(qū)、非海岸區(qū)以及低海拔區(qū)域（海拔低于1米）的土地覆蓋變化。圖(E)展示了未來十年海岸變化的可能性等級(jí)（CCL 7-10），其中最暖的顏色表示變化可能性最高的區(qū)域（9和10級(jí)）。圖(F)展示了C-CAP土地覆蓋變化與CCL 9和10級(jí)區(qū)域的重疊部分，并計(jì)算了交集與聯(lián)合的比值（IoU）。圖源：公域/USGS

這項(xiàng)評(píng)估工具整合了多個(gè)現(xiàn)有的沿海數(shù)據(jù)集，采用了監(jiān)督式機(jī)器學(xué)習(xí)技術(shù)，對(duì)美國東北部（從緬因州到弗吉尼亞州）的海岸變化進(jìn)行預(yù)測(cè)。研究者借助統(tǒng)計(jì)測(cè)試評(píng)估了數(shù)據(jù)集的準(zhǔn)確性以及模型的預(yù)測(cè)能力，結(jié)果表明，CCL能夠?yàn)闆Q策者提供高度可靠的預(yù)測(cè)。

這個(gè)模型的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)集——土地覆蓋數(shù)據(jù)集——顯示出94%的準(zhǔn)確度，與專家的解讀一致。接下來的監(jiān)督式學(xué)習(xí)分類結(jié)果表明，CCL預(yù)測(cè)的準(zhǔn)確度為92%。與過去20年實(shí)際觀察到的土地覆蓋變化進(jìn)行對(duì)比，模型預(yù)測(cè)與95%的變化區(qū)域高度吻合。這一結(jié)果表明，CCL能夠比較準(zhǔn)確地反映過去和未來海岸線變化的趨勢(shì)。

CCL評(píng)估在協(xié)助規(guī)劃人員識(shí)別易受侵蝕和極端天氣影響的高風(fēng)險(xiǎn)區(qū)域方面，大有可為；還能為沿海地區(qū)的土地利用、資源保護(hù)和應(yīng)急響應(yīng)等方面的決策提供有力支持。對(duì)于沿海社區(qū)和資產(chǎn)的保護(hù)，CCL為規(guī)劃者提供了一個(gè)切實(shí)可行的工具，幫助他們做出基于數(shù)據(jù)和科學(xué)分析的決策。

此外，這個(gè)研究還討論了如何在實(shí)際應(yīng)用中提高這一評(píng)估工具的準(zhǔn)確性。作者建議，未來可以通過填補(bǔ)數(shù)據(jù)中的空白以及優(yōu)化機(jī)器學(xué)習(xí)模型，進(jìn)一步提升CCL的預(yù)測(cè)能力。這些改進(jìn)將使得該工具能夠在更大范圍內(nèi)應(yīng)用，并為更多區(qū)域的海岸管理提供參考。

據(jù)悉，海岸變化可能性評(píng)估（CCL）不僅在美國東北部取得了成功應(yīng)用，其方法和結(jié)果也為其他地區(qū)的海岸管理提供了借鑒。隨著氣候變化的加劇，沿海地區(qū)將面臨更多不可預(yù)測(cè)的變化，這類工具無疑是應(yīng)對(duì)這一挑戰(zhàn)的重要工具。

感興趣的海潮天下（Marine Biodiversity）讀者可以參看該研究的全文：
Elizabeth A. Pendleton, Erika E. Lentz, Rachel E. Henderson, Julia L. Heslin, Marie K. Bartlett, and Travis K. Sterne "Assessing Decadal-Scale Coastal Change Likelihood to Define the Accuracy and Application of Scientific Information," Journal of Coastal Research 41(5), 770-785, (12 March 2025). https://doi.org/10.2112/JCOASTRES-D-24-00072.1

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聲明：本文僅代表資訊，供讀者參考，不代表平臺(tái)觀點(diǎn)。

信息源 | USGS

文 | 盧曉雨

編輯 | 海潮君

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