Eenvoudige methode berekent nauwkeurig hoe mangroven kusten beschermen tegen sterke golven

Mangroves op een winderige dag, breken de golven.

Stel je een natuurlijke vesting voor die sterk staat tegen woedende stormen. Dat is precies wat mangroves en andere beboste moerassen doen voor onze kusten. Maar hoe goed beschermen ze ons en tegen welke stormen?

Onderzoekers van de Sun Yat-Sen Universiteit in China en het Koninklijk Nederlands Instituut voor Zeeonderzoek (NIOZ) hebben een nieuwe en eenvoudige methode ontwikkeld om de effectiviteit van deze natuurlijke barrières tijdens extreme weersomstandigheden te voorspellen. Dit is een belangrijke nieuwe inzichten en hulpmiddel voor kustbeheerders en beleidsmakers. Het onderzoek is gepubliceerd in het tijdschrift Proceedings of the National Academy of Sciences.

We weten al lang dat mangroves en andere beboste moerassen als natuurlijke schilden tegen overstromingen kunnen fungeren. Maar als het gaat om extreme stormen, hebben we nog geen duidelijk beeld van hoe goed ze werkelijk functioneren.

De beschikbare modellen voor het voorspellen van de mate waarin deze bossen de golfhoogtes kunnen verlagen, zijn vaak te ingewikkeld voor veel kustbeheerders om te gebruiken. Bovendien is het vinden van de juiste cijfers om in deze modellen in te voeren – vooral onder extreme omstandigheden – een moeilijke opgave.

Nieuwe manier om bescherming te meten

Om dit probleem aan te pakken, verzamelde een team van internationale onderzoekers gegevens van enkele van de grootste golven die ooit in beboste moerassen zijn geregistreerd. Ze bestudeerden golven tijdens een tyfoon in China, evenals gegevens uit laboratoria en andere veldstudies van over de hele wereld.

Wat ze ontdekten is opmerkelijk: mangrovebossen van ongeveer 100 meter breed kunnen de hoogte van stormgolven met de helft verminderen. Dit is een aanzienlijke verlaging van de golven, wat aanzienlijke bescherming biedt aan de kustlijn achter het mangrovebos.

Maar dat is nog niet alles. Het team testte 20 verschillende manieren om de weerstand die bomen creëren tegen waterbewegingen te berekenen. De meeste van deze methoden konden de golfdemping tijdens stormen niet nauwkeurig voorspellen. Daarom ontwikkelden ze een nieuwe, gebruiksvriendelijke methode die ze de HU-methode noemden.

“Deze methode heeft geen ingewikkelde cijfers of gedetailleerde boommetingen nodig,” zegt hoofdonderzoeker Zhan Hu. “Het is eenvoudig genoeg zodat kustpraktijkmensen of vrijwilligers met een paar bestaande metingen het kunnen gebruiken om te bepalen hoe goed hun lokale beboste moerassen kunnen beschermen tegen golven.”

Kusten redden en kosten besparen

“Deze studie is van groot belang voor kustbescherming,” zegt Tjeerd Bouma, onderzoeker aan het NIOZ die ook aan het project heeft gewerkt. “De HU-methode biedt kustbeheerders en wetenschappers een praktisch hulpmiddel om te beoordelen hoe goed hun lokale bossen de golfhoogtes tijdens stormen kunnen verlagen. Dit kan helpen bij het ontwerpen van natuurlijke kustverdedigingen, wat potentieel miljarden dollars wereldwijd kan besparen.”

“Bovendien herinnert de studie ons eraan hoe belangrijk het is om mangroves en andere beboste moerassen zoals wilgen te beschermen en te herstellen,” voegt Bouma eraan toe. “Ze zijn niet alleen golfblokkades; ze vangen ook koolstof, bieden leefgebieden voor wilde dieren en reinigen ons water.”

Golf niet-lineariteit

“Nee, de methode is niet naar mij vernoemd,” lacht prof. Zhan Hu. “De naam weerspiegelt eerder de aanpak die is gebaseerd op de relatie tussen golfhoogte ‘H’ en het Ursell-getal U, dat een index is voor golf niet-lineariteit.”

In het kort werkt deze methode omdat de golfdemping nauw verbonden is met het niet-lineaire golfeffect, dat wordt weergegeven door de HU-relaties. En dezelfde HU-relatie kan worden toegepast voor zowel rustige als stormachtige weersomstandigheden. De nieuwe methoden gebruiken dezelfde HU-relatie in rustig weer (maar zeer niet-lineair) om de golfhoogtedemping tijdens stormen te voorspellen, zonder de noodzaak om de weerstand te kwantificeren.

Andere moerassen en kustgebieden

Hoewel de HU-methode een geweldige start is, weten de onderzoekers dat deze niet perfect is. Het werkt het beste voor specifieke soorten stevige, bovengrondse bossen. Toekomstig onderzoek zal zich richten op het toepasbaar maken van de HU-methode voor verschillende soorten moerassen en kustgebieden. Ze willen ook onderzoeken wat er gebeurt als bomen beginnen te zwijgen in de wind en hoeveel golfreductie mogelijk is.

“Kortom, dit onderzoek is een enorme stap vooruit in het begrijpen hoe de natuur onze kusten kan beschermen,” concludeert Hu. “De HU-methode biedt een nieuwe manier om golfreductie tijdens extreme stormen te voorspellen, waardoor de deur wordt geopend naar duurzamer kustbeheer.”