ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟ ΑΙΓΑΙΟΥ ΤΜΗΜΑ ΕΠΙΣΤΗΜΩΝ ΤΗΣ ΘΑΛΑΣΣΑΣ

ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟ ΑΙΓΑΙΟΥ ΤΜΗΜΑ ΕΠΙΣΤΗΜΩΝ ΤΗΣ ΘΑΛΑΣΣΑΣ «ΠΡΟΒΛΕΨΕΙΣ ΟΠΙΣΘΟΧΩΡΗΣΗΣ ΛΟΓΩ ΑΝΟΔΟΥ ΤΗΣ ΣΤΑΘΜΗΣ ΤΗΣ ΘΑΛΑΣΣΑΣ ΤΩΝ ΠΑΡΑΛΙΩΝ ΤΗΣ ΝΗΣΟΥ ΛΕΣΒΟΥ» ΔΙΠΛΩΜΑΤΙΚΗ ΕΡΓΑΣΙΑ ΝΙΚΟΛΑΟΥ ΑΝΤΙΓΌΝΗ Επιβλέπων καθηγητής: Βελεγράκης Α.Φ. ΦΕΒΡΟΥΑΡΙΟΣ 2011 ΜΥΤΙΛΗΝΗ

ΠΕΡΙΛΗΨΗ Μια από τις σημαντικότερες επιπτώσεις της κλιματικής αλλαγής που βιώνει ο πλανήτης μας είναι η άνοδος της παγκόσμιας στάθμης της θάλασσας. Το γεγονός ότι οι παράκτιες ζώνες περιλαμβάνονται στα πλέον δυναμικά και εξελισσόμενα συστήματα του πλανήτη με τεράστια οικολογική και οικονομική αξία, καθιστά τον κατακλυσμό τους ως μια από τις σοβαρότερες συνέπειες της ανόδου της θαλάσσιας στάθμης. Έντονα καιρικά φαινόμενα όπως καταιγίδες και μετεωρολογικές παλίρροιες, τα οποία αναμένεται να αυξηθούν σε ένταση και ισχύ, δρούν προσθετικά στο φαινόμενο αυτό και μπορούν να οδηγήσουν σε πλημμύρες και σε καταστάσεις όπου ο πληθυσμός και οι υποδομές της παράκτιας ζώνης μπορεί να κινδυνεύσουν. Ο προσδιορισμός της φυσικής αντίδρασης της ακτογραμμής σε ενδεχόμενες μεταβολές της στάθμης της θάλασσας είναι χρήσιμος για τη διατήρηση και προστασία των ευπαθών παράκτιων συστημάτων. Στην παρούσα εργασία προβλέπεται η οπισθοχώρηση των παραλιών της Νήσου Λέσβου όπως αυτή εκτιμήθηκε από την εφαρμογή αριθμητικών και αναλυτικών μοντέλων. ABSTRACT Global sea level rise is one of the most important consequences resulting from climate change. The fact that coastal zones are included in the most dynamic and evolving ecosystems of the planet with enormous economical and ecological impact, makes their inundation one of the most crucial consequences of sea level rise. Extreme events such as storms and storm surges which are expected to increase in intensity and frequency, put the safety of the coastal population and the integrity of the coastal zone at risk. The determination of the natural response of the shoreline driven by the sea level rise is usefull in preservation and protection of these fragile ecosystems. The objective of the present paper is to assess the range of sea level rise-driven retreat of beaches of the island of Lesvos. i

ΕΥΧΑΡΙΣΤΙΕΣ Θα ήθελα να ευχαριστήσω πρωτίστως τον επιβλέποντα καθηγητή μου κ. Βελεγράκη για την συνεργασία και καθοδήγηση του καθ όλη τη διάρκεια διεκπεραίωσης της παρούσας διπλωματικής εργασίας. Επίσης τους Μονιούδη Ισαβέλλα, Αβαγιανού Θάλεια, Κατσαρό Βασίλη και Όλυμπο Ανδρεάδη για την πολύτιμη βοήθεια και συνεργασία τους στην εκτέλεση του πειραματικού μέρους της εργασίας. Τέλος, ευχαριστώ την Πόλυ Λάρδη και την οικογένεια μου για την απεριόριστη αγάπη, κατανόηση και ψυχολογική υποστήριξη που μου προσέφεραν όλον αυτό τον καιρό. ii

ΠΙΝΑΚΑΣ ΠΕΡΙΕΧΟΜΕΝΩΝ ΚΕΦΑΛΑΙΟ 1: ΕΙΣΑΓΩΓΗ ΚΕΦΑΛΑΙΟ 2: ΘΕΩΡΗΤΙΚΟ ΥΠΟΒΑΘΡΟ 2.1 Η Στάθμη της θάλασσας 2.1.1 Η θαλάσσια στάθμη ιστορικά 2.1.2 Μεταβολές της θαλάσσιας στάθμης 2.1.3 Τοπική και Ευστατική θαλάσσια στάθμη 2.1.4 Βραχυχρόνιες και Μακροχρόνιες αλλαγές της θαλάσσιας στάθμης 2.1.4.1. Βραχυχρόνιες και περιοδικές αλλαγές της θαλάσσιας στάθμης 2.1.4.2 Μακροχρόνιες αλλαγές της θαλάσσιας στάθμης 2.1.5 Επίδραση της θαλάσσιας στάθμης στην μορφολογία των υφαλοκρηπίδων 2.1.6 Επιπτώσεις της ανόδου της θαλάσσιας στάθμης 2.1.7 Προβλέψεις για την στάθμη της θάλασσας 2.1.8 Η άνοδος της στάθμης της θάλασσας στην Ελλάδα 2.2 Παράκτια Ζώνη και Παράκτια Διάβρωση 2.2.1 Εισαγωγή 2.2.2 Ορισμός της Παράκτιας Ζώνης 2.2.3 Οι μεταβολές της στάθμης της θάλασσας και η αντίδραση των ακτών 2.2.4 Παράκτια Διάβρωση 2.2.4.1 Επεισοδιακή και Μακροχρόνια Διάβρωση 2.2.4.2 Χαρακτηριστικά των Διαβρωσιγενών Ακτών 2.2.4.3 Mοντέλα Μεταβολής της Παράκτιας Ζώνης λογω Ανόδου της Στάθμης της Θάλασσας 2.2.4.4 Αποτελέσματα Διάβρωσης 2.2.5 Η Μεταβολή των Ακτογραμμών στην Ελλάδα ΚΕΦΑΛΑΙΟ 3: ΠΕΡΙΟΧΗ ΜΕΛΕΤΗΣ 3.1 Λέσβος iii

3.1.1 Κλιματολογικές Συνθήκες 3.1.2 Γεωλογία- Γεωμορφολογία 3.1.3 Παράκτιες Μορφές Απόθεσης 3.1.4 Λιθομορφολογική Ταξινόμηση των Ακτών 3.1.5. Γενετική Ταξινόμηση των Ακτών 3.2 Σκάλα Ερεσσού 3.2.1 Κλιματολογικές Συνθήκες 3.2.2 Γεωλογικά Χαρακτηριστικά 3.2.3 Γεωμορφολογία της Ακτής 3.2.4 Υδρογραφικό Δίκτυο 3.2.5 Υγροβιότοποι 3.2.6 Διάβρωση της ακτής ΚΕΦΑΛΑΙΟ 4: ΜΕΘΟΔΟΛΟΓΙΑ 4.1 Παρατήρηση και καταγραφή παραλιών Λέσβου 4.2 Εκτίμηση παράκτιας οπισθοχώρησης ΚΕΦΑΛΑΙΟ 5: ΑΠΟΤΕΛΕΣΜΑΤΑ ΚΑΙ ΑΝΑΛΥΣΗ 5.1 Χωρικά χαρακτηριστικά παραλιών Λέσβου 5.2 Συσχέτιση Χωρικών Χαρακτηριστικών των Παραλιών 5.3 Παράκτια Οπισθοχώρηση 5.3.1 Παράκτια οπισθοχώρηση για την Σκάλα Ερεσού ΚΕΦΑΛΑΙΟ 6: ΣΥΜΠΕΡΑΣΜΑΤΑ iv

ΚΕΦΑΛΑΙΟ 1: ΕΙΣΑΓΩΓΗ Κατά τη διάρκεια της πρώτης παγκόσμιας συνδιάσκεψης για το κλίμα το 1979, οι επιστήμονες άρχισαν να κατανοούν την έννοια της κλιματικής «μετάβασης». Ενώ κατά τη δεκαετία του 80 η υπερθέρμανση του πλανήτη αντιμετωπιζόταν ως ένα υποθετικό σενάριο, στα τέλη του 20 ου αιώνα η κλιματική αλλαγή μετατράπηκε πλέον από σενάριο σε πολύ πιθανή εξέλιξη. Η υπερθέρμανση του πλανήτη και η αλλαγή του κλίματος είναι πλέον αποδεκτές, ενώ όλες οι πρόσφατες έρευνες τονίζουν ότι η αλλαγή θα συνεχίσει στο μέλλον με σημαντική πιθανότητα έντασης των φαινομένων. Πολλαπλές εκτιμήσεις συγκλίνουν στο συμπέρασμα ότι έστω και αν μειώσουμε από σήμερα σημαντικά τις εκπομπές αερίων θερμοκηπίου, η θερμοκρασία θα συνεχίζει να αυξάνεται για δεκαετίες (Δουκάκης, 2005). Μια από τις σοβαρότερες και ήδη ορατές συνέπειες της κλιματικής αλλαγής είναι η άνοδος της στάθμης της θάλασσας. Ο σημερινός ρυθμός ανόδου της στάθμης της θάλασσας είναι περίπου 40 cm/αιώνα, αλλά η Διακυβερνητική Οργάνωση για τις Κλιματικές Αλλαγές (IPCC), ο Οργανισμός Περιβαλλοντικής Προστασίας της Αμερικής (EPA) καθώς και η Εθνική Ακαδημία Επιστημών προβλέπουν ότι ο ρυθμός ανόδου της στάθμης της θάλασσας θα επιταχυνθεί στο βραχυπρόθεσμο μέλλον (IPCC, 2007), επηρεάζοντας τόσο την ακτογραμμή αυτή καθαυτή όσο και τις υποδομές στις παράκτιες περιοχές (λιμάνια, αεροδρόμια, βιομηχανικές εγκαταστάσεις, αποχετευτικό και υδρευτικό δίκτυο, μονάδες επεξεργασίας λυμάτων, τουριστικές εγκαταστάσεις κ.α. (Lenton et al., 2009). Σοβαρές επιπτώσεις της ανόδου της θαλάσσιας στάθμης θα αποτελέσουν η αυξανόμενη διάβρωση των ακτών, οι έντονες πλημμύρες, ο κατακλυσμός των παράκτιων περιοχών χαμηλών κλίσεων, η καταστροφή των υγροτόπων και η υφαλμύρωση των λιμνοθαλασσών και των παράκτιων λιμνών. Η άνοδος της θαλάσσια στάθμης θα υποβαθμίσει τη γη στα παράκτια οικοσυστήματα, στα δέλτα των ποταμών και σε πόλεις και οικισμούς που βρίσκονται πολύ κοντά στη θάλασσα και σε χαμηλές υψομετρικά περιοχές. H ακτογραμμή αποτελεί ένα δυναμικό σύστημα που μεταβάλλεται συνεχώς συναρτήσει του χρόνου και η εξελικτική της πορεία είναι αποτέλεσμα μιας σειράς μη γραμμικών παραγόντων όπως ο ευστατισμός, οι κατακόρυφες τεκτονικές και ισοστατικές κινήσεις, η ιζηματογένεση, οι παλίρροιες, ο κυματισμός, οι αιολικές διεργασίες και η ανθρώπινη δραστηριότητα (Βελεγράκης, 2009). 1

Οι παράκτιες περιοχές λόγω των πολλών και ποικίλων δραστηριοτήτων που συγκεντρώνουν, έχουν ιδιαίτερα αυξημένη κοινωνικοοικονομική σημασία για κάθε τόπο. Η μεγάλη συγκέντρωση πληθυσμού και οικονομικών δραστηριοτήτων στις παράκτιες ζώνες υπογραμμίζει την αξία ορθολογικής διαχείρισής τους με σεβασμό στο φυσικό περιβάλλον. Σύμφωνα με εκτιμήσεις, το 20,6% του παγκόσμιου πληθυσμού κατοικεί στη ζώνη πλάτους 30 km από τη θάλασσα και το 37% του πληθυσμού στη ζώνη πλάτους 100 km από τη θάλασσα (EUROSION, 2004). Πολλές παράκτιες περιοχές χωρών παρουσιάζουν ρυθμούς αύξησης πληθυσμού και αστικοποίησης μεγαλύτερους από τους εθνικούς μέσους όρους τους (Μαντόγλου, 2001). Έτσι λοιπόν μια ενδεχόμενη άνοδος της στάθμης της θάλασσας με όλες τις αρνητικές συνέπειες που θα επιφέρει αποτελεί έναν από τους μεγαλύτερους κινδύνους για τα εύθραυστα δυναμικά παράκτια περιβάλλοντα. Η παράκτια ζώνη της Ελλάδας έχει υψηλή οικολογική, πολιτιστική και οικονoμική αξία, παίζοντας ένα σημαντικό ρόλο στην ανάπτυξη της χώρας. Η ελληνική ακτογραμμή έχει μήκος μεταξύ 15.000 και 17.000 km και περιλαμβάνει μια μεγάλη ποικιλία γεωμορφών, οικοσυστημάτων, φυσικών πόρων και ενδιαιτημάτων. Στην Ελλάδα τα τελευταία 30 χρόνια έχουν κτιστεί κατά μήκος της ακτογραμμής περισσότερα από 1.000.000 σπίτια, τα οποία κινδυνεύουν από τα ακραία καιρικά φαινόμενα. Υπάρχουν εκτιμήσεις ότι περίπου τα 6.000 από τα 15.000 km της χαμηλής ακτογραμμής που έχουν ιζηματική σύσταση και ήπιες κλίσεις, θα έχουν πλημμυρίσει μέχρι το τέλος του αιώνα και θα απολέσει πάνω από 4.000 στρέμματα γης (Αρχόντως, 2007). Σκοπός της παρούσας εργασίας είναι η καταγραφή και ψηφιοποίηση των παραλιών της νήσου Λέσβου και η εκτίμηση της οπισθοχώρησης τους λόγω ανόδου της στάθμης της θάλασσας. Αρχικά, γίνεται παρατήρηση της ακτογραμμής της νήσου Λέσβου με σκοπό την ψηφιοποίηση των παραλιών της. Καταγράφονται τα χαρακτηριστικά τους (προσανατολισμός, όρια, πλάτος, κοκκομετρία κ.α.) και με τη χρήση αναλυτικών και αριθμητικών μοντέλων υπολογίζεται η παράκτια οπισθοχώρηση. Τέλος, υπολογίζεται η συσχέτιση μεταξύ των χωρικών χαρακτηριστικών των παραλιών. Η παρούσα εργασία είναι διαχωρισμένη σε 6 κεφάλαια, καθένα από τα οποία έχει σαφή και διακριτό ρόλο στην οργάνωση και κατανόηση του αντικειμένου μελέτης. 2

Στο πρώτο κεφάλαιο γίνεται μια εισαγωγική προσέγγιση των περιβαλλοντικών προβλημάτων του πλανήτη και συγκεκριμένα της ανόδου της θαλάσσιας στάθμης και της σχέσης της με την παράκτια ζώνη. Στο δεύτερο κεφάλαιο, γίνεται μια βιβλιογραφική έρευνα η οποία αφορά στην σταθμη της θάλασσας και στην παράκτια ζώνη και παράκτια διάβρωση. Αναλυτικότερα, γίνεται εκτενής αναφορά στις μεταβολές της θαλάσσιας στάθμης, στους παράγοντες που την επηρεάζουν και στις επιπτώσεις της ανόδου στα παράκτια οικοσυστήματα σε παγκόσμιο επίπεδο αλλά και στην Ελλάδα. Επίσης, γίνεται ανάλυση της παράκτια διάβρωσης, των παραγόντων που την προκαλούν και των αποτελεσμάτων αυτής. Στο τρίτο κεφάλαιο, παρουσιάζονται τα κλιματολογικά, γεωλογικά και μορφολογικά χαρακτηριστικά της περιοχής μελέτης. Στο τέταρτο κεφάλαιο, παρουσιάζεται η μεθοδολογία που ακολουθήθηκε για τον υπολογισμό του αντικειμένου μελέτης, η οποία αναπτύσσεται σε δύο στάδια. Το πρώτο περιλαμβάνει την ψηφιοποίηση και καταγραφή των παραλιών της Λέσβου και των χαρακτηριστικών τους. Στο δεύτερο υπολογίζεται η οπισθοχώρηση αυτών λόγω ανόδου της θαλάσσιας στάθμης με τη βοήθεια αναλυτικών και αριθμητικών μοντέλων και η συσχέτιση μεταξύ των χωρικών χαρακτηριστικών τους. Στο πέμπτο κεφάλαιο, παρουσιάζονται τα αποτελέσματα της μελέτης. Καταγράφονται αναλυτικά οι παραλίες και οργανώνονται βάση των χωρικών τους χαρακτηριστικών, παρουσιάζονται οι συσχετίσεις των χαρακτηριστικών αυτών και προβλέπεται η οπισθοχώρηση τους για τα εκάστοτε σενάρια ανόδου της στάθμης της θάλασσας. Στο έκτο κεφάλαιο, διατυπώνονται τα τελικά συμπεράσματα. 3

ΚΕΦΑΛΑΙΟ 2: ΘΕΩΡΗΤΙΚΟ ΥΠΟΒΑΘΡΟ 2.1 Η στάθμη της θάλασσας 2.1.1. Η θαλάσσια στάθμη ιστορικά Η σημερινή παγκόσμια στάθμη της θάλασσας είναι το αποτέλεσμα μεταβολών που η απαρχή τους εντοπίζεται δισεκατομμύρια έτη πριν. Η θαλάσσια στάθμη έχει αυξηθεί περίπου 120 m (394 ft) από την τελευταία Εποχή των Παγετώνων 18.000 χρόνια πριν αλλά το μεγαλύτερο μέρος αυτής της αλλαγής πραγματοποιήθηκε τα τελευταία 6.000 έτη (Σχήμα 2.1). Από 3.000 BP χρόνια και μέχρι τις αρχές του 19 ου αιώνα, η στάθμη ήταν σχεδόν σταθερή με μια μικρή αύξηση της τάξης των 0-0.3 mm/yr (Gehrels et al., 2008). Κατά τη διάρκεια του 20 ου αιώνα η στάθμη αυξανόταν με ρυθμό 1.7 mm/yr ενώ από το 1993 δεδομένα από τον δορυφόρο TOPEX/Poseidon έδειξαν αύξηση της θαλάσσιας στάθμης της τάξης των 3.1 ± 0.7 mm/yr (Bindoff et al., 2007). Εάν ο ρυθμός της αύξησης αυτής παραμείνει σταθερός, υπολογίζεται ότι η θαλάσσια στάθμη θα αυξηθεί κατά 0.03 m μέσα στην επόμενη δεκαετία και κατά 0.2-0.5 m μέχρι το 2100 (IPCC, 2007). Σχήμα 2. 1. Μεταβολή της στάθμης της θάλασσας τα τελευταία (a) 900.000 χρόνια και ( b)140.000 χρόνια. 4

2.1.2 Μεταβολές της θαλάσσιας στάθμης Το επίπεδο της στάθμης της θάλασσας καθορίζεται από πολλούς περιβαλλοντικούς παράγοντες σε πολύ διαφορετικές χρονικές κλίμακες, που κυμαίνονται από μερικές ώρες (όπως είναι για παράδειγμα η περίπτωση της παλίρροιας) μέχρι μερικά εκατομμύρια χρόνια (όπως η τροποποίηση των λεκανών απορροής των ωκεανών ως αποτέλεσμα των τεκτονικών κινήσεων) (Σχήμα 2.2). Σε κλίμακα δεκαετίας και αιώνα ορισμένοι από τους σημαντικότερους παράγοντες που επηρεάζουν το μέσο επίπεδο της θαλάσσιας στάθμης εξαρτώνται από το κλίμα και τις κλιματικές αλλαγές (IPCC, 2007). Η θαλάσσια στάθμη χαρακτηρίζεται από μεγάλη μεταβλητότητα η οποία ακολουθεί διάφορες χρονικές κλίμακες όπως ημερήσιες (λόγω της παλίρροιας και τοπικών μετεωρολογικών συνθηκών), μηνιαίες (λόγω π.χ. μεταβολών της θερμοκρασίας και της εποχικότητας των θαλασσίων ρευμάτων και των κλιματικών συνθηκών), ετήσιες και δεκαετήσιες (λόγω σχετικά μακροχρόνιων κλιματικών διαμορφώσεων όπως π.χ. η Βορειοατλαντική Ταλάντωση (North Atlantic Oscillation) και οι κύκλοι των Μεγάλων Λιμνών (North American Lake cycles) και μακροχρόνιες (λόγω ισοστατικών και τεκτονικών κινήσεων και ανθρωπογενών μεταβολών). Σχήμα 2.2. Παράγοντες που συμβάλλουν στην αλλαγή της θαλάσσιας στάθμης 5

2.1.3 Τοπική και Ευστατική θαλάσσια Στάθμη Η τοπική μέση θαλάσσια στάθμη (Local Mean Sea Level- LMSL) ορίζεται ως η στάθμη της θάλασσας μιας συγκεκριμένης περιοχής υπολογισμένη κατά μέσο όρο σε μια χρονική περίοδο τέτοια, ώστε οι διακυμάνσεις των κυμάτων ή των ρευμάτων να μην την επηρεάζουν. Οι μηχανισμοί που μεταβάλλουν την στάθμη της θάλασσας τοπικά είναι: ο τοπικός τεκτονισμός δηλαδή οι ανοδικές ή καθοδικές κινήσεις των τεκτονικών τεμαχών και η ατμοσφαιρική πίεση, τα ωκεάνια ρεύματα και οι αλλαγές της τοπική θερμοκρασία της θάλασσας. Η αύξηση της θερμοκρασίας και το πάχος του υδατικού στρώματος εξαρτάται από την περιοχή. Για μια δεδομένη μεταβολή της θερμοκρασίας, το ζεστό νερό διαστέλλεται πιο εύκολα από το κρύο. Η γεωγραφική κατανομή των μεταβολών του επιπέδου της στάθμης της θάλασσας εξαρτάται από τις γεωγραφικές διακυμάνσεις της θερμικής διαστολής, από τα επίπεδα υφαλμύρωσης των υδάτων και από την κυκλοφορία των ανέμων και των ωκεανών. Η έκταση των μεταβολών της ανόδου της θαλάσσιας στάθμης σε τοπικό επίπεδο είναι σαφώς μεγαλύτερη από τον μέσο όρο της ανόδου της στάθμης της θάλασσας σε παγκόσμιο επίπεδο (Δρίτσας, 2009). Η ευστατική αλλαγή επηρεάζει την στάθμη της θάλασσας σε παγκόσμια κλίμακα και οδηγεί σε αλλαγές του όγκου του νερού στους ωκεανούς ή αλλαγές στον όγκο των ωκεάνιων λεκανών. Οι μηχανισμοί που επηρεάζουν σε παγκόσμια κλίμακα τη στάθμη της θάλασσας μπορεί να εξαρτώνται από διάφορες αιτίες: I. Μεταβολές στην πυκνότητα του θαλάσσιου νερού οι οποίες μεταβάλουν τον όγκο του Η θερμική διαστολή του θαλασσινού νερού είναι ο παράγοντας ο οποίος συνεισφέρει περισσότερο στην άνοδο της στάθμης της θαλάσσιας επιφάνειας (κατά τα 2/3 περίπου). Το μέγεθος της θερμικής διαστολής εξαρτάται από τις αλλαγές της θερμοκρασίας της ατμόσφαιρας (Σχήμα 2.3). Μια αύξηση της θερμοκρασίας θα προκαλέσει την αύξηση του όγκου του νερού που βρίσκεται κοντά στην επιφάνεια της θάλασσας ο οποίος υπολογίζεται από τη σχέση: ΔV = βvoδτ (1) εφόσον παραμένει σταθερή η πίεση και η αλατότητα, όπου β είναι ο συντελεστής της θερμικής διαστολής, Vο είναι ο αρχικός όγκος πριν τη διαστολή, και ΔΤ η μεταβολή της θερμοκρασίας του νερού. Η τιμή του β κυμαίνεται αρκετά με τη θερμοκρασία, επομένως με το γεωγραφικό 6

πλάτος και το βάθος του νερού. Πάντως, ένας μέσος όρος της τιμής του είναι β = 2.1 x 10 4 C 1. Από τη στιγμή που το σχήμα και μέγεθος της ωκεάνιας λεκάνης παραμένει σταθερό (όχι σε γεωλογική κλίμακα), τότε ο συντελεστής β περιγράφει επίσης την αλλαγή στη στάθμη της θάλασσας με την ακόλουθη σχέση: Δh = βdδτ (2) Έτσι, αν υποθέσουμε ότι θα υπάρξει μεταβολή της θερμοκρασίας κατά 1 ο C σε ένα ωκεανό βάθους 5000 m, τότε θα έχουμε μια άνοδο της στάθμης του νερού κατά 1,1 m (Δουκάκης Ε., 2005). Τον τελευταίο αιώνα η θερμοκρασία των ωκεανών έχει ανέβει 0.4 C οδηγώντας σε άνοδο 10-15 cm της θαλάσσιας στάθμης λόγω της θερμικής διαστολής (IPCC, 2007). Σχήμα 2.3. Απεικόνιση της αντίδρασης της θαλάσσιας στάθμης στις αλλαγές της θερμοκρασίας. II. Κλιματικές μεταβολές τήξη και πήξη των πάγων και παγετώνων. Υπάρχει μεγάλη αβεβαιότητα σχετικά με την ισορροπία της μάζας των στρωμάτων πάγου στην επιφάνεια της Γης και την ακριβή συμβολή τους στην άνοδο της στάθμης της θάλασσας. Η μείωση των παγετώνων άρχισε σε πολλές περιοχές του κόσμου από τα μέσα του 19 ου αιώνα. Αυτό έχει διαπιστωθεί στις Άλπεις και τη νότια κεντρική Αλάσκα, αλλά όχι την Καναδική Αρκτική. Τα στοιχεία που παρατηρήθηκαν υπολογίζουν ότι η υποχώρηση του πάγου (παγετώνες και στρώματα πάγου) έχει συμβάλει στην άνοδο της στάθμης της θάλασσας περίπου 2-5 cm κατά τη διάρκεια των τελευταίων 100 ετών. Το μέγεθος της ανόδου της στάθμης της θάλασσας λόγω της μείωσης του όγκου των παγετώνων έχει υπολογιστεί στα ~0.35 mm/yr την περίοδο 1890 1990 και 0.6 mm/yr μεταξύ 1985 και 1993. Η συμβολή της Γροιλανδίας και των 7

Ανταρκτικών στρωμάτων πάγου στην άνοδο της στάθμης της θάλασσας παραμένει ασαφής. Δεδομένου ότι το μεγαλύτερο μέρος του γλυκού νερού αποθηκεύεται σε αυτά τα δύο τεράστια στρώματα πάγου, ακόμη και μια μικρή απώλεια στον όγκο τους θα μπορούσε να έχει σημαντικά αποτελέσματα στην άνοδο της στάθμης της θάλασσας. Ένα θερμότερο κλίμα στο μέλλον θα αυξήσει πιθανότατα το ποσοστό τήξης στα επιφανειακά στρώματα πάγου της Γροιλανδίας (Σχήμα 2.4). Αυτό θα μπορούσε να οδηγήσει σε μια αύξηση της στάθμης της θάλασσας. Αντίθετα, τα Ανταρκτικά στρώματα πάγου θα δοκιμάσουν πιθανότατα μια αύξηση στο ποσοστό συγκέντρωσης που θα μπορούσε να προκαλέσει μια μείωση της στάθμης της θάλασσας. Δεδομένου ότι οι ανταρκτικές θερμοκρασίες είναι πολύ χαμηλές, λίγη μόνο επιφάνεια λειώνει. Η απώλεια πάγου οφείλεται κυρίως σε αποκοπή των παγόβουνων ( Brochier & Ramieri, 2001). Υποθετικά, το λιώσιμο των πάγων της Ανταρκτικής και της Γροιλανδίας θα επιφέρει άνοδο της θαλάσσιας στάθμης της τάξεως των 70 m (Church et al., 2001; IPCC, 2007). Σχήμα 2.4. Έκταση της τήξης του στρώματος πάγου της Γροιλανδίας από δορυφόρο το 1979 και το 2002 (ΑCIA, 2004). 8

I. Τεκτονικές μεταβολές μεταβολή της χωρητικότητας των ωκεάνιων λεκανών λόγω τεκτονικών, ιζηματογενών και ηφαιστειακών διεργασιών (Σχήμα 2.5). Τα υποθαλάσσια ηφαίστεια, μέσω των μεγάλων ποσοτήτων λάβας που διαχέουν στον ωκεάνιο βυθό, μειώνουν τον όγκο των θαλασσίων λεκανών. Τα ποτάμια επίσης προσθέτουν μεγάλες ποσότητες ιζημάτων, τα οποία εναποτίθενται στον βυθό. Σύμφωνα με την IPCC (2007) η ιζηματογένεση συμβάλει στη άνοδο της θαλάσσιας στάθμης κατά 0.025 mm/yr. Σχήμα 2.5. Μηχανισμός αλλαγής όγκου θαλάσσιας λεκάνης (http://www.geo.hunter.cuny.edu) II. Άλλοι παράγοντες To επίπεδο της στάθμης της θάλασσας εξαρτάται επίσης από διαδικασίες που δεν είναι άμεσα συνδεδεμένες με τις κλιματικές αλλαγές. Πολλές ανθρωπογενείς δραστηριότητες οι οποίες επιφέρουν αλλαγές στην ποσότητα των διαθέσιμων αποθεμάτων επιφανειακών νερών (λίμνες, πηγές, ποτάμια) και του νερού που είναι αποθηκευμένο στους υπόγειους ταμιευτήρες, όπως επίσης και η τροποποίηση χαρακτηριστικών της επιφάνειας του εδάφους που επηρεάζουν την απορροή και τον ρυθμό εξάτμισης του νερού, μπορούν να επηρεάσουν το επίπεδο της θαλάσσιας στάθμης. Αρχικά, τα φυσικά αποθέματα υπόγειου νερού βρίσκονται σε κατάσταση δυναμικής ισορροπίας, όπου μακροπρόθεσμα, η ποσότητα του νερού που απομακρύνεται από τον υδροφόρο ορίζοντα είναι περίπου ίδια με αυτή που εισέρχεται σε αυτόν. Όταν ο ρυθμός 9

άντλησης του υπόγειου νερού είναι πολύ μεγαλύτερος από το ρυθμό συσσώρευσής του, το οποίο είναι και το πιο συχνό σενάριο, το νερό απομακρύνεται μόνιμα από το έδαφος. Το νερό αυτό τελικά καταλήγει στον ωκεανό μέσω της ατμόσφαιρας ή της επιφανειακής ροής, συνεισφέροντας στην άνοδο της θαλάσσιας στάθμης. Η καταστροφή των υγροτόπων και των δασών, τα οποία αποτελούνται από στάσιμο νερό, εδαφική υγρασία και νερό που κατακρατείται από τα φυτά, συμβάλλουν στην άνοδο της θαλάσσιας στάθμης. Από την άλλη πλεύρα, η δημιουργία φαγμάτων έχει σαν αποτέλεσμα την κατακράτηση νερού και την μη συμμετοχή αυτού στον υδρολογικό προυπολογισμό. Τα φράγματα τις τελευταίες δεκαετίες έχουν οδηγήσει σε μείωση της θαλάσσιας στάθμης κατά -0.5 εώς -0.7 mm/χρόνο (Chao, 1994; Sahagian et al., 1994; IPCC, 2007). Είναι αδύνατο να γίνουν ακριβείς εκτιμήσεις της ανθρώπινης συμβολής στην άνοδο της στάθμης της θάλασσας, δεδομένης της παγκόσμιας έλλειψης πληροφοριών για τον κάθε παράγοντα ξεχωριστά. Παρόλα αυτά, η επίδραση των φραγμάτων είναι πιθανόν ο παράγοντας που έχει μελετηθεί περισσότερο. Σύμφωνα με τον Sahagian (2000), το σύνολο των παραπάνω ανθρωπογενών παραγόντων μπορεί να συνεισφέρει στη άνοδο της στάθμης κατά 0.005mm/yr για τα τελευταία 50 έτη. H IPCC έχει υπολογίσει ότι η τρέχουσα συμβολή μπορεί να κυμανθεί μεταξύ 0.4 mm/yr και + 0.75 mm/yr, με μια μέση εκτίμηση περίπου 0.1 mm/yr και ότι κατά τη διάρκεια των τελευταίων 100 ετών η συμβολή θα μπορούσε να είναι περίπου 0.5 cm (Brochier & Ramieri, 2001) 2.1.4 Βραχυχρόνιες και Μακροχρόνιες Αλλαγές της Θαλάσσιας Στάθμης 2.1.4.1 Βραχυχρόνιες και περιοδικές αλλαγές της θαλάσσιας στάθμης Υπάρχουν ποικίλοι παράγοντες που επιφέρουν βραχυχρόνιες (από μερικά λεπτά μέχρι 14 μήνες) αλλαγές στην στάθμη της θάλασσας (Πίνακας 2.1). 10

Πίνακας 2.1. Παράγοντες που επηρεάζουν περιοδικά την θαλάσσια στάθμη Βραχυχρόνιες (περιοδικές) αιτίες Χρονικό διάστημα (P= περίοδος) Περιοδικές αλλαγές της θαλάσσιας στάθμης Ημερήσιες και ημιημερήσιες αστρονομικές παλίρροιες Παλίρροιες συζυγιών ή παλίρροιες τετραγωνισμών (spring tides-neap tides) Rotational variations Κάθετη επίδραση 12-24 ώρες P 0.2-10+ m 14 μηνες P Μετεωρολογικές και ωκεανογραφικές διακυμάνσεις Μέχρι 17 m Ατμοσφαιρική πίεση Ώρες έως μήνες -0.7 1.3 m Μετεωρολογικές παλίρροιες (storm surges) Ώρες εώς Μέρες Μέχρι 8 m Εξάτμιση και ατμοσφαιρικές κατακρημνίσεις Τοπογραφία της επιφάνειας των ωκεανών (αλλαγές στην πυκνότητα,ρεύματα) Μέρες εώς εβδομάδες Μέρες εώς εβδομάδες El Niño 6 μήνες κάθε 5-10 χρόνια (κυκλώνας Mahina,1899, 13m) Μέχρι και 1 m Μέχρι 0.6 m Στάσιμα κύματα (standing waves) Λεπτά εώς ώρες Μέχρι 2 m Εποχιακές Διακυμάνσεις Ισοζύγιο του νερού μεταξύ των ωκεανών (Ατλαντικός, Ειρηνικός, Ινδικός) Απορροές από ποτάμια/πλυμμήρες 2 μήνες Μέχρι 1 m Εποχικές μεταβολές της πυκνότητας του νερού (αλατότητα και θερμοκρασία) Τεκτονική δραστηριότητα 6 μήνες Μέχρι 0.2 m Τσουνάμι Ώρες Μέχρι 10 m Απότομες αλλαγές στο επίπεδο του εδάφους Λεπτά Μέχρι 10 m 11

Οι παράγοντες που επιφέρουν τις πιο δραματικές βραχυχρόνιες αλλαγές στο επίπεδο της στάθμης της θάλασσας είναι η παλίρροια και οι μετεωρολογικές παλίρροιες (storm surges). Επίδραση της παλίρροιας Η παλίρροια, η περιοδική δηλαδή ανύψωση και κατάπτωση της θαλάσσιας επιφάνειας είναι παγκόσμιο φαινόμενο και οφείλεται στη δράση της Σελήνης και του Ήλιου πάνω στη Γη. Το φαινόμενο των παλιρροιών θα μπορούσε να θεωρηθεί μεταβολή μεγάλης διάρκειας, αφού συμβαίνει από τότε που υπάρχει νερό στους ωκεανούς, ο κύκλος τους όμως είναι ημερήσιος και επιπλέον, η έντασή τους παρουσιάζει διακυμάνσεις. Έχει μια σημαντική κανονικότητα και περιοδικότητα, ενώ συχνά είναι τόσο μικρή ώστε η επίδραση του ανέμου και του καιρού την επισκιάζουν, αλλά εξίσου συχνά παρουσιάζει θεαματικά ύψη της τάξης των 15 και πλέον μέτρων. Οι παλίρροιες είναι ιδιαίτερα εντυπωσιακές στα αβαθή. Αν στο φαινόμενο της παλίρροιας προστεθούν παράγοντες όπως η επίδραση του ανέμου και των κυμάτων, οι συνέπειες μπορεί να είναι καταστροφικές, ιδιαίτερα σε αβαθή νερά (Δουκάκης, 1998). Επίδραση των μετεωρολογικών παλιρροιών Ο κατακλυσμός των παράκτιων περιοχών μικρής κλίσης και χαμηλού υψομέτρου κατά τη διάρκεια του 21 ου αιώνα, λόγω ανόδου της θαλάσσιας στάθμης, θα προκαλέσει σημαντικά προβλήματα, όμως οι πιο καταστροφικές συνέπειες θα σχετίζονται με την αύξηση της έντασης των ακραίων μετεωρολογικών φαινόμένων όπως οι καταιγίδες, οι τροπικοί κυκλώνες κ.α.(meehl et al., 2007). Σύμφωνα με την IPCC (2007), υπάρχει πιθανότητα της τάξεως του 66% να αυξηθεί η ένταση των καταιγίδων, η ταχύτητα των ανέμων και οι ατμοσφαιρικές κατακρημνίσεις λόγω συνεχούς αύξησης της επιφανειακής θερμοκρασίας της θάλασσας. Ο συνδιασμός της ανοδικής πορείας της στάθμης της θάλασσας και των εντονότερων καταιγίδων θα προκαλέσει πιο συχνά και πιο έντονα φαινόμενα όπως είναι οι μετεωρολογικές παλίρροιες, των οποίων οι επιπτώσεις θα επιδεινωθούν από την δράση ισχυρών ανέμων και ατμοσφαιρικών κατακρημνίσεων. Οι μετεωρολογικές παλίρροιες ή κύματα θυελλώδους φουσκοθαλασσιάς, είναι μεγάλα κύματα βαρύτητας, τα οποία δημιουργούνται λόγω ακραίων μετεωρολογικών συνθηκών (δυνατοί άνεμοι ή/και χαμηλή ατμοσφαιρική πίεση) των οποίων το μήκος εξαρτάται από το μέγεθος και την ταχύτητα του φαινομένου που τα δημιούργησε (Flather, 2001). Οι αλλαγές στην ατμοσφαιρική πίεση προκαλούν αυξομειώσεις της θαλάσσιας στάθμης (χαμηλές ατμοσφαιρικές 12

πιέσεις επιφέρουν ανύψωση της θαλάσσιας επιφάνειας, προσδίδοντάς της σχήμα κορυφής κυματομορφής), έτσι ισχυρά καιρικά φαινόμενα τα οποία σχετίζονται με πολύ χαμηλες ατμοσφαιρικές πιέσεις (π.χ. τροπικοί κυκλώνες) μπορούν να προκαλέσουν ασυνήθιστα υψηλά επίπεδα στη στάθμη της θάλασσας. Το παραπάνω φαινόμενο, σε συνδυασμό με την δράση ισχυρών ανέμων, μπορούν και έχουν σαν αποτέλεσμα την προσωρινή απότομη άνοδο της θαλάσσιας στάθμης και την μεταφορά μεγάλων υδάτινων μαζών προς την ακτή (Σχήματα 2.6 και 2.7). Τα κύματα θυελλώδους φουσκοθαλασσιάς δεν είναι προοδευτικά κύματα, διότι αποτελούνται από μια μόνο κορυφή και συνεπώς δε χαρακτηρίζονται από καμία από τις γνωστές κυματικές παραμέτρους (π.χ. περίοδο, μήκος κ.τ.λ) (Θεοδώρου, 2004). Σχήμα 2.6. Συνιστώσες των κυμάτων καταιγίδας ( http://www.nhc.noaa.gov/ssurge/ssurge_overview.shtml). Η άνοδος της θαλάσσιας στάθμης λόγω των μετεωρολογικών παλιρροιών εξαρτάται από: Την ταχύτητα του ανέμου. Η δύναμη που ασκεί ο άνεμος στο νερό είναι ανάλογη του τετραγώνου της ταχύτητάς του. Λοιπά χαρακτηριστικά του κυκλώνα (γωνία προσέγγισης στην ακτή, ακτίνα, πίεση στο «μάτι» του κυκλώνα κ.τ.λ) 13

Το εύρος (πλάτος) και την κλίση (βάθος) της ηπειρωτικής ηφαλοκριπίδας. Η μετεωρολογική παλίρροια είναι ανάλογη του πλάτους της ηφαλοκρηπίδας και αντιστρόφως ανάλογη του βάθους της. Την παλίρροια. Αν τα κύματα θυελλώδους φουσκοθαλασσιάς λάβουν χώρα σε περίοδο υψηλής παλίρροιας, αυτή δρα προσθετικά στο ύψος τους. Την βαρομετρική πίεση. Η μείωση 1 millibar ατμοσφαιρικής πίεσης προκαλεί αύξηση της θαλάσσιας στάθμης κατά 1 cm. Την μορφολογία της ακτής. Η ύπαρξη νησιών προστασίας, κοραλλιογενών υφάλων, ή παράκτιας βλάστησης μειώνει την ένταση των μετεωρολογικών παλιρροιών. Σχήμα 2.7. Επίδραση των μετεωρολογικών παλιρροιών (storm surge), ανεμογενών κυμάτων (wind waves) και παλίρροιας (tide) στην παράκτια θαλάσσια στάθμη (http://www.cmar.csiro.au). Tα κύματα θυελλώδους φουσκοθαλασσιάς είναι οι πιο επικύνδυνη συνέπεια μιας καταιγίδας μιας και μπορούν να προκαλέσουν τον κατακλυσμό μεγάλων εκτάσεων παράκτιων περιοχών. Ένας ισχυρός τροπικός κυκλώνας μπορεί να παράγει κύματα άνω των 5 m. Δεδομένου ότι οι περισσότερες παράκτιες περιοχές στις οποίες υπάρχει μεγάλη οικιστική και τουριστική ανάπτυξη βρίσκονται σε επίπεδο 3 m πάνω από το επίπεδο της θάλασσας, ο κίνδυνος των μετεωρολογικών παλιρροιών είναι τεραστιος. Προσθετικά στην καταστροφική ισχύ αυτών, δρά το βάρος του νερού, το οποίο ζυγίζει περίπου 843 kg/m 3. Έτσι οι μετεωρολογικές παλίρροιες μπορούν να καταστρέψουν ολοκληρωτικά κτίσματα, οδικά και παράκτια έργα, υγροτόπους και να προκαλέσουν την υφαλμύρωση αποθεμάτων γλυκού νερού (Σχήμα 2.8). 14

Σχήμα 2.8. Επιπτώσεις του τυφώνα Katrina στη Orange Beach της Alabama το 2005. 2.1.4.2 Μακροχρόνιες Αλλαγές της θαλάσσιας στάθμης Πολλοί παράγοντες επηρεάζουν τον όγκο ή την μάζα του ωκεανού, που οδηγούν σε μακροχρόνιες αλλαγές στην ευστατική στάθμη της θάλασσας (Πίνακας 2.2). Οι δύο πρωτεύοντες παράγοντες είναι η θερμοκρασία (διότι ο όγκος του νερού εξαρτάται από την θερμοκρασία) και η μάζα του νερού το οποίο μπορεί να βρίσκεται στην στεριά και στην θάλασσα σαν γλυκό νερό (ποταμούς, λίμνες), υφάλμυρο και αλμυρό. Σε μεγαλύτερες γεωλογικές χρονικές περιόδους, οι αλλαγές οι οποίες επηρεάζουν την θαλάσσια στάθμη είναι το σχήμα της ωκεάνιας λεκάνης και η διανομή θάλασσας- ξηράς. 15

Πίνακας 2.2. Παράγοντες που επηρεάζουν μακροχρόνια την θαλάσσια στάθμη Μακροχρόνιες αλλαγές Πεδίο δράσης Συνεισφορά Αλλαγές του όγκου των ωκεάνιων λεκανών Τεκτονικές πλάκες (απόκλιση/σύγκλιση) Παγκόσμια 0.01 mm/yr Θαλάσσια ιζηματογένεση Παγκόσμια < 0.01 mm/yr Αλλαγές στον όγκο του νερού Θερμική διαστολή Παγκόσμια 1.6 ± 0.5 mm/yr Λιώσιμο ηπειρωτικών πάγων Παγκόσμια 0.77 ± 0.22 mm/yr Γροιλανδία Παγκόσμια 0.21 ± 0.07 mm/yr Ανταρκτική Παγκόσμια 0.21 ± 0.35 mm/yr Τεκτονική ανάδυση/καθίζηση Κάθετες και οριζόντιες κινήσεις του φλοιού Τοπικά 1-3 mm/yr Συμπίεση ιζημάτων Συμπίεση ιζημάτων (καθίζηση) σε πυκνότερες μορφές (ιδιαίτερα διαδεδομένες σε δέλτα ποταμών) Άντληση υδροφόρων κοιτασμάτων (ελάτωση μετεωρικού ύδατος, κοιτασμάτων αερίων ή πετρελαίου) Παρέκκλιση από το Γεωειδές Παρέκκλιση της υδρόσφαιρας, ασθενόσφαιρας και του εξωτερικού πυρήνα της Γής Παρέκκλιση της περιστροφής της Γής, του άξονα περιστροφής και μετάπτωση των ισημεριών Αλλαγές στη βαρύτητα Τοπικά Τοπικά Τοπικά Παγκόσμια Παγκόσμια 10 mm/yr Εξάτμιση και ατμοσφαιρικές κατακρημνίσεις Τοπικά 0.04 mm/yr Για τη περίοδο 1993-2003 η άνοδος της θαλάσσιας στάθμης, όπως παρατηρήθηκε από τους δορυφόρους ήταν της τάξης των 3.1 ± 0.7 mm/yr. Οι βασικοί παράγοντες ήταν η θερμική διαστολή, οι ηπειρωτικοί πάγοι και παγετώνες, οι πάγοι της Γροιλανδίας και οι πάγοι της Ανταρκτικής με συμβολή 1.6 ± 0.5, 0.77 ± 0.22, 0.21 ± 0.07 και 0.21 ± 0.35 mm/yr αντίστοιχα. Η διαφορά ανάμεσα στην συμβολή των παραπάνω παραγόντων και στην παρατηρηθείσα άνοδο 16

μπορεί να οφείλεται σε ανθρωπογενείς δραστηριότητες οι οποίες είναι αδύνατο να προσδιοριστούν ποσοτικά (άντληση μετεωρικού ύδατος, αποψίλωση δασών, αποξήρανση υγροτόπων κ.λπ.) (IPCC, 2007). Οι πλέον σημαντικές (από γεωλογικής πλευράς) αλλαγές της θαλάσσιας στάθμης είναι οι μακροχρόνιες αλλαγές. δηλ. οι ευστατικές (eustatic) και ισοστατικές κινήσεις (isostatic), που σχετίζονται με την αυξομείωση του παγετώδους καλύμματος καθώς και οι τεκτονικές. Αυτές οι αλλαγές μπορούν να δημιουργήσουν (όπως έχουν δημιουργήσει στο παρελθόν) μακρόχρονες και σημαντικές ανυψώσεις της θαλάσσιας στάθμης (Ηαq et al., 1987). 2.1.5 Επίδραση της θαλάσσιας στάθμης στην μορφολογία των υφαλοκρηπίδων Οι αυξομειώσεις της θαλάσσιας στάθμης έχουν επηρεάσει πολύ την μορφολογία και ιζηματολογία των υφαλοκρηπίδων. Στις παγετώδεις περιόδους αλλάζει η τροφοδοσία σε κλαστικά υλικά καθώς επίσης και η θαλάσσια βιολογική παραγωγή (και κατά συνέπεια η δημιουργία βιογενών ιζημάτων). Επίσης, χαμηλότερες θαλάσσιες στάθμες οδηγούν σε χέρσευση μεγάλου μέρους των ηπειρωτικών περιθωρίων. Αυτό έχει σαν αποτέλεσμα το «βραχυκύκλωμα» (short-cut) της ιζηματογένεσης στα ηπειρωτικά περιθώρια αφού τα ιζήματα παρέχονται απρόσκοπτα στα βαθύτερα ιζηματογενή περιβάλλοντα (στην ηπειρωτική κατωφέρεια και ανύψωση). Επιπροσθέτως, οι αυξομειώσεις της θαλάσσιας στάθμης έχουν πολύ σημαντικές επιπτώσεις στην ιζηματογενείς διεργασίες των άβαθων θαλασσίων περιβαλλόντων όπως οι υφαλοκρηπίδες, αφού μπορεί να αλλάξουν ριζικά την φύση τους (μετατρέποντας αυτά τα ιζηματογενή περιβάλλοντα από χερσαία σε θαλάσσια και από θαλάσσια σε χερσαία). Για παράδειγμα, κατά την διάρκεια της τελευταίας παγετώδους περιόδου, η παγκόσμια θαλάσσια στάθμη ήταν χαμηλότερη κατά τουλάχιστον 120 m (lowstand), Έτσι, μεγάλο μέρος της σημερινής υφαλοκρηπίδας χέρσευε και η ιζηματογένεση ήταν χερσαία (ποτάμια/δελταϊκή). Κατά την διάρκεια της ανόδου της θαλάσσιας στάθμης (επίκληση (transgression)), τα ενεργητικά παράκτια περιβάλλοντα περνούσαν από τις διάφορες ζώνες της υφαλοκρηπίδας ξαναδουλεύοντας τις προηγούμενες ιζηματογενείς αποθέσεις και αφήνοντας πίσω τους παράκτιες γεωμορφές και σχετικά χονδρόκοκκα ιζήματα. Αυτές οι γεωμορφες και ιζήματα (υπολειμματικές/α (relict)), βρίσκονται σήμερα σε βάθη που δεν αρμόζουν στην φύση τους (δηλαδή δεν βρίσκονται σε ισορροπία με το σημερινό υδροδυναμικό και ιζηματοδυναμικο 17

καθεστώς). Σήμερα, η υφαλοκρηπιδικη ιζηματογένεση αντανακλά την σημερινή θαλάσσια στάθμη (highstand) (Βελεγράκης, 2009). 2.1.6 Επιπτώσεις της ανόδου της θαλάσσιας στάθμης Οι φυσικές επιπτώσεις της ανόδου της θαλάσσιας στάθμης είναι (Σιαφάκας, 2003): Αύξηση της συχνότητας κατάκλυσης και πλημμύρων από καταιγίδες Επιταχυνόμενη παράκτια διάβρωση Υφαλμύρωση παράκτιων υδροφορέων Εισχώρηση θαλάσσιων υδάτων σε εκβολές ποταμών και ποτάμια συστήματα Υποβάθμιση ή και εξαφάνιση παράκτιων υγροβιότοπων Οι κοινωνικοοικονομικές επιπτώσεις είναι: Αυξανόμενος κίνδυνος πλημμύρων και ανθρώπινων απωλειών (Σχήμα 2.9) Καταστροφή ή ζημιές σε παράκτιους οικισμούς, προστατευτικά έργα και άλλες υποδομές Υποβάθμιση ανανεώσιμων φυσικών πόρων Δυσχέρειες στον τουρισμό και τις μεταφορές Κίνδυνος για παράκτια ιστορικά και πολιτιστικά μνημεία Υποβάθμιση της παράκτιας γεωργίας και της αλιείας λόγω υποβάθμισης της ποιότητας των εδαφών και των υδάτων αντίστοιχα. Οι παραλιακές ζώνες και τα μικρά νησιά είναι ιδιαίτερα ευάλωτα στην την άνοδο της στάθμης της θάλασσας. Οι παραλιακές ζώνες με μικρή ή μηδενική κλίση θα αντιμετωπίσουν τον κίνδυνο να κατακλυστούν από το θαλασσινό νερό. Η άνοδος της στάθμης της θάλασσας θα έχει σαν συνέπεια να προχωρήσουν τα θαλάσσια νερά βαθύτερα στην ξηρά, σε βαθμό που να προκληθούν φυσικές και υλικές καταστροφές στα δέλτα των ποταμών, στις παράκτιες πόλεις, στις τουριστικές εγκαταστάσεις, στις καλλιέργειες και αλλού. Ορισμένες περιοχές θα καταστούν ιδιαίτερα ευάλωτες λόγω και της φυσικής βύθισης της ξηράς ως προς τη θάλασσα, ενώ παράλληλα θα ενισχυθεί η φυσική διάβρωση των ακτογραμμών. Καθώς περίπου το 66% του παγκόσμιου πληθυσμού κατοικεί σε απόσταση μερικών μόνο χιλιομέτρων από τη θάλασσα, αυτό 18

συνεπάγεται ότι οι πιο ζωτικές και συγχρόνως οι πιο εντατικές για την επιβίωση του ανθρώπου δραστηριότητες θα επηρεαστούν δραστικά από την άνοδο στη στάθμη της θάλασσας (EUROSION, 2004). Η άνοδος της θαλάσσιας στάθμης, κυρίως εξαιτίας της ανθρώπινης παρέμβασης στη φύση, συνεπάγεται σοβαρές επιπτώσεις στις περιοχές που θα πλήξει. Αρκετές από αυτές μπορούν να αποτραπούν αποτελεσματικά. Το κόστος από τη σύσταση ενός προγράμματος πρόληψης και αντιμετώπισης των συνεπειών του φαινομένου είναι συγκριτικά μικρότερο από τις δαπάνες για την εκ των υστέρων αποκατάσταση των απωλειών σε περιβαλλοντικό, κοινωνικό και οικονομικό επίπεδο (Αντωνίου, 2001). Σχήμα 2.9. Εκτιμήσεις κινδύνου πλημμύρας που θα πλήξουν πληθυσμούς που ζούν σε παράκτιες περιοχές λόγω ανόδου της θαλάσσιας στάθμης σύμφωνα με το σενάριο SRES της IPCC (IPCC, 2007). 2.1.6 Προβλέψεις για τη στάθμη της θάλασσας Στον αιώνα που πέρασε, το παγκόσμιο επίπεδο της θάλασσας έχει ανέβει από 10 έως 20 cm. Παρά το ότι τα τελευταία χρόνια η θερμοκρασία του πλανήτη ανήλθε κατά 0.6 C και η συγκέντρωση CO 2 στην ατμόσφαιρα έχει αυξηθεί κατά 30%, φαίνεται πως δεν έχει συμβεί καμία δραματική επιτάχυνση στην άνοδο της μέσης θαλάσσιας στάθμης. Όμως, μέχρι τα έτη 2025 2030, η στάθμη της θάλασσας αναμένεται να ανέβει 2 με 3 φορές γρηγορότερα από ότι στο παρελθόν, σε άμεση ανταπόκριση στο διπλασιασμό των ποσοτήτων CO 2 στην ατμόσφαιρα. Η 19

αναμενόμενη άνοδος της μέσης θαλάσσιας στάθμης ενδέχεται να είναι της τάξης του μισού μέτρου και θα συμβεί σταδιακά μέσα στα επόμενα 100 χρόνια με ρυθμό 3.8 mm/yr (ΙPCC, 2007). Βάσει των προβλέψεων για το κλίμα και των σεναρίων εκπομπής, η IPCC έχει υπολογίσει το μέγεθος της μελλοντικής αλλαγής της στάθμης της θάλασσας για την περίοδο 1990-2100, ως αποτέλεσμα της παγκόσμιας αύξησης της θερμοκρασίας λόγω του φαινομένου του θερμοκηπίου. Για μια άνοδο της θερμοκρασίας 1.5 4.5 C τα μοντέλα υπολογίζουν μια παγκόσμια μέση άνοδο της στάθμης της θάλασσας κατά 18-59 cm την περίοδο 1990-2100 (Σχήμα 2.10). Σύμφωνα όμως με νεότερες μελέτες (Rahmstorf, 2007) η θαλάσσια στάθμη προβλέπεται ότι μπορεί να αυξηθεί > 1 m μέχρι το 2100. Σχήμα 2.10. Εκτιμήσεις της μεταβολής της στάθμης της θάλασσας παγκοσμίως από το 1800 ώς το 2100 (IPCC, 2007). 20

Σχήμα 2.11. Σύγκριση διαφόρων προβλέψεων για την άνοδο της στάθμης της θάλασσας τον 21 ο αιώνα με αυτών της IPCC (Rahmstorf, 2010). Οι αλλαγές στη μελλοντική στάθμη της θάλασσας δεν θα είναι ομοιόμορφες σε όλο το κόσμο. Το αποτέλεσμα στις θάλασσες διαφόρων περιοχών μπορεί να είναι πολύ διαφορετικό και θα εξαρτηθεί από τους τοπικούς παράγοντες. Τα τοπικά χαρακτηριστικά κλίματος, όπως οι διαφορές θερμοκρασίας, ατμοσφαιρικών κατακρημνισμάτων, ανέμων και πίεσης, καθώς επίσης και αλλαγές στην ωκεάνια κυκλοφορία και πυκνότητα νερού θα είναι σημαντικά για τις μεταβολές της στάθμης της θάλασσας. Άλλοι σημαντικοί παράγοντες που θα μπορούσαν να επηρεάσουν την τοπική άνοδο της στάθμης της θάλασσας είναι οι μετακινήσεις εδάφους που προκαλούνται από φυσικές και ανθρωπογενείς αιτίες, όπως οι τεκτονικές μετακινήσεις, η καθίζηση, η φυσική άνοδος, η διάβρωση ή μείωση των ιζημάτων (Brochier & Ramieri, 2001). 2.1.8 Η άνοδος της στάθμης της θάλασσας στην Ελλάδα Το μήκος της ακτογραμμής του ελληνικού χώρου εκτείνεται σε ~15.000 km και κατανέμεται τόσο στην ηπειρωτική Ελλάδα όσο και στα νησιωτικά συμπλέγματα του Αιγαίου και του Ιονίου Πελάγους (7.300 km ανήκουν στην ηπειρωτική χώρα και 7.700 στο νησιωτικό χώρο) (Αυγερινού, 2005). Η Ελλάδα με τα 132.000 km 2., παρουσιάζει μία από τις μεγαλύτερες ακτογραμμές στην Ευρώπη. Ένα σημαντικό μέρος των πεδινών άρα και αξιοποιήσιμων εδαφών 21

βρίσκεται ουσιαστικά στον παράκτιο χώρο. Το ~30% των ακτών είναι ιζηματογενείς και οι υπόλοιπες υψηλές ακτές κτισμένες σε συνεκτικούς γεωλογικούς σχηματισμούς (Κοκκώσης, 1999; Velegrakis et al., 2005). Τα φαινόμενα πλημμύρας στη παράκτια ζώνη εκδηλώνονται σαν συνδυασμός παλίρροιας, καταιγίδων και ανεμογενών κυματισμών και προκαλούνται όταν χαμηλής ατμοσφαιρικής πίεσης συστήματα στην ανοικτή θάλασσα προκαλούν την μετακίνηση μεγάλης μάζας νερού προς την ακτή. Στην Ελλάδα οι παράκτιες πλημμύρες δεν είναι τόσο συχνό φαινόμενο αφού το παλιρροιακό εύρος είναι σημαντικά μικρότερο από άλλες γεωγραφικές περιοχές ενώ και η μέση άνοδος της θαλάσσιας στάθμης υπολογίζεται ότι είναι της τάξης του 0/+1 mm/yr. Οι κοινωνικές και οικονομικές δραστηριότητες στην Ελλάδα έχουν άμεση σχέση με την παράκτια ζώνη αφού σχεδόν όλα τα μεγάλα αστικά κέντρα έχουν παραλιακό μέτωπο όπως επίσης και το 80% των βιομηχανικών καθώς και το 90% των τουριστικών εγκαταστάσεων (Velegrakis et al., 2005). Επιπλέον το 33% του συνόλου του πληθυσμού της χώρας κατοικεί σε απόσταση 1-2 km από την ακτή. Η άνοδος της μέσης στάθμης της θάλασσας, ως μία από τις βασικότερες επιπτώσεις των κλιματικών αλλαγών για την Ελλάδα, θα επηρεάσει την κατάσταση πολλών περιοχών της χώρας. Η άνοδος της στάθμης της θάλασσας στη λεκάνη της Μεσογείου, συνεπώς και στην Ελλάδα, υπολογίζεται ότι θα είναι της τάξης του 0.5 m ή μεγαλύτερη, με χρονικό ορίζοντα το 2100. Οι περιοχές που αναμένεται να αντιμετωπίσουν μεγάλα προβλήματα είναι η Θεσσαλονίκη, τα δέλτα των ποταμών Έβρου, Στρυμόνα, Νέστου και Αξιού, ορισμένες περιοχές χαμηλού υψομέτρου γύρω από το Μεσολόγγι και δυτικά της Πάτρας, πολλοί παράκτιοι οικισμοί της Θράκης, η Κρήτη καθώς και πολλά νησιά και μέρη με σημαντική ιστορία (Brochier & Ramieri, 2001). 2.2. Παράκτια Ζώνη και Παράκτια Διάβρωση 2.2.1 Εισαγωγή Οι παράκτιες περιοχές είναι ιδιαίτερου ενδιαφέροντος τόσο από οικολογική άποψη λόγω της βιοποικιλότητάς τους, όσο και λόγω του πλούτου των γεωμορφολογικών χαρακτηριστικών τους (Χατζημπίρος & Παναγιωτίδης, 1999) και βρίσκονται σε μια κατάσταση συνεχούς προσαρμογής λόγω της αέναης αλλαγής των μορφολογικών και ωκεανογραφικών παραγόντων 22

(Cowell et al., 2003a,b). Τις τελευταίες δεκαετίες βιώνουν μεγάλες κλιματικές και κατά συνέπεια κοινωνικές μεταβολές και θα πρέπει να αντιμετωπίσουν τον μόνιμο κατακλυσμό και την μετακίνηση των ζωνών αιγιαλού και παραλίας, την παράκτια διάβρωση, την απώλεια των υγροτόπων και των ορυζώνων και την υφαλμύρωση του παράκτιου υδροφόρου ορίζοντα εξαιτίας της εισβολής των θαλάσσιων υδάτων. Η επιδείνωση της κλιματικής αλλαγής, με συνέπεια την άνοδο της στάθμης της θάλασσας, δρα προσθετικά με έντονα καιρικά φαινόμενα όπως καταιγίδες και υπό κατάλληλες συνθήκες μπορεί να οδηγήσει σε πλημμύρες και σε καταστάσεις όπου ο πληθυσμός και οι υποδομές της παράκτιας ζώνης μπορεί να κινδυνεύσουν. 2.2.2 Ορισμός της Παράκτιας Ζώνης Σε μία πολύ γενική οικολογική θεώρηση η ακτή αποτελεί την ζώνη επαφής της λιθόσφαιρας με την υδρόσφαιρα και είναι προϊόν της διαρκούς ανταγωνιστικής δράσης τους, που διαμορφώνεται και αποκτά συγκεκριμένα χαρακτηριστικά μέσα από την αλληλεπίδρασή τους στην πορεία του χρόνου (Χατζημπίρος & Παναγιωτίδης, 1999). Η παράκτια ζώνη αποτελεί έκφραση της δυναμικής ισορροπίας μεταξύ προσφοράς ιζημάτων από την λιθόσφαιρα και διευθέτησής τους (απομάκρυνσης ή συσσώρευσης) από την υδρόσφαιρα με την δράση των κυμάτων και των ρευμάτων, παραγόντων που εξαρτώνται σε μεγάλο βαθμό από την ατμόσφαιρα. Παράλληλα, η επίδραση της βιόσφαιρας (βιογενείς ακτές, βιοδιάβρωση κλπ) στη διαμόρφωση της παράκτιας ζώνης δεν πρέπει να θεωρείται αμελητέα. Στη δράση της βιόσφαιρας, με την ευρύτερη έννοια, περιλαμβάνεται και η επέμβαση του ανθρώπου στον παράκτιο χώρο με διάφορα έργα, τα οποία σε συνδυασμό με τα φυσικά χαρακτηριστικά της κάθε περιοχής δημιουργούν μια νέα (ανθρωπογενή) δυναμική ισορροπία (Χατζημπίρος & Παναγιωτίδης, 2004). Ή αλλιώς, «παράκτια ζώνη είναι το χερσαίο και γειτονικό θαλάσσιο τμήμα (υδάτινο και βυθός), στο οποίο οι χερσαίες διεργασίες επηρεάζουν άμεσα τις θαλάσσιες διεργασίες και αντίστροφα. Αποτελεί μια ζώνη μεταβλητού εύρους που συνορεύει (περιβάλλει /περικλείει) την ηπειρωτική, τη νησιωτική χώρα και τις λίμνες. Λειτουργικά ορίζεται σαν τη ζώνη μεταβίβασης από την ξηρά στη θάλασσα, όπου η παραγωγή, η κατανάλωση και οι διεργασίες ανταλλαγής, έχουν τις υψηλότερες τιμές τους. Οικολογικά αποτελεί περιοχή δυναμικών βιομηχανικών διεργασιών με 23

ορισμένης δυναμικότητας υποστήριξη διαφόρων μορφών ανθρώπινης ζωής» (Δημοπούλου κ.α., 2007). 2.2.3 Οι μεταβολές της στάθμης της θάλασσας και η αντίδραση των ακτών Κατά την διάρκεια του γεωλογικού χρόνου η κάθοδος ή η άνοδος της στάθμης της θάλασσας (π.χ. κατά τις παγετώδεις και μεσοπαγετώδεις περιόδους) καθώς και οι κατακόρυφες μετακινήσεις του στερεού φλοιού της γης (λογω τεκτονισμού ή άλλων αιτίων), είχαν ως αποτέλεσμα την ανάδυση ή κατάδυση των ακτών. Η μορφή των ακτών αλλάζει συνεχώς, καθώς το υγρό στοιχείο προσαρμόζεται στο σχήμα που του επιβάλλει η συνεχής μετατόπιση των ηπείρων. Η μετατόπιση αυτή (που ερμηνεύεται ικανοποιητικά από την θεωρία των λιθοσφαιρικών πλακών), ξεκινώντας από μιά ενιαία ήπειρο (την Παγγαία) και μιά ενιαία θάλασσα (την Πανθάλασσα), οδήγησε στην σημερινή μορφή της παγκόσμιας ακτογραμμής. Από γεωλογική άποψη οι σημερινές ακτές είναι πρόσφατοι σχηματισμοί (Χατζημπίρος, 2001): όλες σχηματίστηκαν στο χρονικό διάστημα μεταξύ Παλαιογενούς και Νεογενούς, με περιγράμματα παρόμοια με τα σύγχρονα, και διαμορφώθηκαν τελικά στο Τεταρτογενές, πριν 2 εκατομμύρια χρόνια περίπου (Σχήματα 2.11 και 2.12). Σχήμα 2.11. Μεταβολή των ακτών των νησιών Dernieres με το πέρας του χρόνου ( http://pubs.usgs.gov/circ/c1075/intro.html ) 24

Σχήμα 2.12. Η ακτογραμμή του Ελλαδικού χώρου πριν από 18.000 χρόνια (Μαρουκιάν, 2007). 2.2.4 Παράκτια Διάβρωση Η παράκτια διάβρωση ορίζεται σαν την μακροπρόθεσμη απώλεια υλικών δια μήκος της ακτογραμμής με σημείο αναφοράς την αρχική της θέση (Basco, 1999). Το φαινόμενο συνοδεύεται πάντα με μετατοπίσεις της ακτογραμμής και απώλεια εδάφους. Αυτό που θα πρέπει να γίνει κατανοητό είναι ότι η παράκτια διάβρωση είναι μια απόλυτα φυσική διαδικασία και όχι μια φυσική καταστροφή. Αντιμετωπίζεται όμως ως φυσική καταστροφή από τους ανθρώπους επειδή προκαλεί προβλήματα στις υποδομές των παράκτιων περιοχών. Βέβαια ο βαθμός διάβρωσης των ακτών δεν είναι παντού ο ίδιος αλλά εξαρτάται από πολλούς τοπικούς παράγοντες, όπως (Δουκάκης, 2005): Η τοπογραφία της ακτής (ακτή σε κόλπο ή στην ανοιχτή θάλασσα) Η γεωλογία της ακτής (αμμώδης ή βραχώδης, τεκτονικές κινήσεις ακτών) Η μορφολογία της ακτής (ήπια ή απότομη κλίση) Οι επικρατούσες κλιματικές και κυματικές συνθήκες (επιμήκη ρεύματα, άνεμοι, 25

σύνηθες ύψος κυμάτων) Η συχνότητα και η ένταση ακραίων καιρικών και κυματικών φαινομένων Τα αποθέματα ιζημάτων στην περιοχή (ακτή κοντά σε ποτάμι ή όχι) Η φυσική ποικιλομορφία των ακτών καθιστά δύσκολη την αναγνώριση των συνεπειών των κλιματικών αλλαγών σε αυτές. Για παράδειγμα, οι περισσότερες παράκτιες περιοχές παγκοσμίως δείχνουν στοιχεία πρόσφατης διάβρωσης αλλά η άνοδος της θαλάσσιας στάθμης δεν είναι απαραίτητα ο βασικός παράγοντας αυτής. Η διάβρωση μπορεί να προέλθει και από άλλους παράγοντες όπως τα ανεμολογικά δεδομένα της περιοχής (Pirazzoli et al., 2004; Regnauld et al., 2004), αλλαγές στη βαθυμετρία (Cooper & Navas, 2004), ή μείωση στην χερσαία παροχή ιζήματος. Το αν η αλλαγή της ακτής προέρχεται από αλλαγές στους εξωτερικούς παράγοντες (όπως η κλιματική αλλαγή), ή την αλλαγή ενός εσωτερικού παράγοντα (όπως π.χ. η αλλαγή θέσης ενός δέλτα) ή μια βραχυπρόθεσμη μετωρολογική διατάραξη (όπως π.χ. μια καταιγίδα), αποτελεί πρόκληση. 2.2.4.1 Επεισοδιακή και μακροχρόνια διάβρωση Για λόγους παράκτιας διαχείρισης και προγραμματισμού χρήσεων γης, είναι χρήσιμο να διαχωρίσουμε τις έννοιες επεισοδιακή και μακροχρόνια διάβρωση. Επεισοδιακή διάβρωση Η επεισοδιακή διάβρωση συνδέεται με τις δυναμικές αλλαγές της ακτογραμμής, οι οποίες συμβαίνουν σε όλες τις παραλίες. Αυτές οι διακυμάνσεις δεν οδηγούν στη μόνιμη υποχώρηση της ακτογραμμής, καθώς συνήθως εξισορροπούνται στη διάρκεια του χρόνου. Σε αυτές τις περιπτώσεις, όπου η ακτογραμμή επηρεάζεται από τέτοιες μετακινήσεις θεωρείται ορθά ως τμήμα της ενεργού παραλίας και αναφέρεται συνήθως ως «δυναμικό περίβλημα» (dynamic envelope). Η διάβρωση σε επεισοδιακή μορφή έχει πολύ πιο σοβαρά αποτελέσματα στις αμμώδεις ακτές από ότι στις βραχώδεις, λόγω της διαφορετικής αντοχής των συστατικών τους υλικών. Προκαλείται κατά τη διάρκεια μιας κυματικής καταιγίδας λόγω των ψυχρών μετώπων του χειμώνα ή λόγω των τυφώνων (Σχήμα 2.13). Μεγάλες ποσότητες άμμου μπορεί να απομακρυνθούν βίαια από την ακτή και αποτεθούν σε υποθαλάσσιους αναβαθμούς κοντά στην 26

ακτή ή και να χαθούν στα ανοικτά. Στην πρώτη περίπτωση, η παραλία έχει την ικανότητα να επαναδημιουργείται, αφού σε ήρεμο καιρό τα ιζήματα μεταφέρονται αργά αλλά σταθερά προς την ακτή. Στη δεύτερη περίπτωση η διάβρωση που προκαλείται από τα κύματα και τα ρεύματα διαφυγής είναι μόνιμη. Η απώλεια εδαφών κατά τη διάρκεια των καταιγίδων εξαρτάται από πολλούς παράγοντες, όπως (http://pubs.usgs.gov/of/2003/of03-337/index.html): την απόσταση από το κέντρο της καταιγίδας, τα ύψη των κυμάτων της καταιγίδας, τα χαρακτηριστικά των κυμάτων, την κατεύθυνση μετακίνησης της καταιγίδας, τη γωνία προσέγγισης των κυμάτων στην ακτή, την ταχύτητα μετακίνησης και τη διάρκεια της καταιγίδας και το στάδιο της παλίρροιας στις παράκτιες περιοχές κατά τη στιγμή της καταιγίδας. Σχήμα 2.13. Διάβρωση μιας αμμώδους ακτής μετά από μια κυματική καταιγίδα. Σημαντική ποσότητα άμμου της ακτής μεταφέρεται υποθαλάσσια και αποθηκεύεται σε αναβαθμούς. Στη φωτογραφία, εκτός του ότι οι αμμόλοφοι υποχώρησαν σημαντικά, έγιναν και πιο απότομοι (Davidson, 2003). 27

O συνδυασμός της σύνθεσης των παραλιών και των χαρακτηριστικών της καταιγίδας καθορίζει πως οι παραλίες επηρεάζονται από τις καταιγίδες. Παραδείγματος χάρη, η υποχώρηση των απόκρημνων και υδαρών ακτών εμφανίζεται επεισοδιακά, χωρίς οποιαδήποτε μετακίνηση προς τη θάλασσα μεταξύ των γεγονότων υποχώρησης. Αυτό έρχεται σε αντίθεση με τις αμμώδεις παραλίες, οι οποίες τείνουν τουλάχιστον σε εν μέρει αποκατάσταση μετά από τις καταιγίδες. Η αμμώδης παραλία είναι σαν ένας ιμάντας μεταφοράς, ο οποίος λειτουργεί μεταξύ των αμμόλοφων και των υποθαλάσσιων αναβαθμών άμμου στα ανοικτά. Αυτές οι δύο μεγάλες δεξαμενές άμμου και η παραλία αποτελούν ένα σύστημα διανομής της άμμου, το οποίο χειρίζονται ο άνεμος και τα κύματα. Τα κύματα καταιγίδας διαβρώνουν την παραλία και μεταφέρουν την άμμο στα ανοικτά. Μια ποσότητα από αυτή την άμμo αποθηκεύεται σε υποθαλάσσιους αναβαθμούς ή κοντά στην παραλία, ενώ η υπόλοιπη μεταφέρεται στα ανοικτά και εναποτίθεται σε σχετικά βαθιά νερά, όπου πλέον έχει χαθεί για πάντα από το παράκτιο σύστημα. Τα κύματα σε ήρεμο καιρό τείνουν να επαναφέρουν την άμμο που βρίσκεται στους αναβαθμούς και κοντά στην παραλία, πίσω και επάνω στην παραλία (Σχήμα 2.14). Εκεί ο άνεμος μεταφέρει τους ψιλούς κόκκους άμμου για να διαμορφώσει τους αμμόλοφους. Οποιαδήποτε παρέμβαση στη χερσαία και θαλάσσια μετακίνηση της άμμου, όπως η εγκατάσταση παράκτιων κατασκευών, θα μπορούσε να οδηγήσει σε απώλεια εδάφους ( http://pubs.usgs.gov/of/2003/of03-337/index.html ). Σχήμα 2.14. Ο εποχιακός κύκλος μιας παραλίας. Το χειμώνα, τα κύματα καταιγίδας, καθώς και τα συνήθη, υψηλής ενέργειας κύματα μεταφέρουν την άμμο της παραλίας σε υποθαλάσσιους αναβαθμούς. Το καλοκαίρι, όταν η ενέργεια και το μήκος των κυμάτων είναι σαφώς μικρότερα, η άμμος μεταφέρεται σταδιακά και πάλι προς την παραλία (http://coastalchange.icsd.edu/index.html) 28

Ο βασικός παράγοντας που καθορίζει τον τύπο της διάβρωσης των αμμόλοφων είναι η διατομή της παραλίας πριν από την καταιγίδα. Εάν το πλάτος και το ύψος του αμμόλοφου είναι αρκετά μεγάλα, η διάβρωση θα έχει ως αποτέλεσμα την οπισθοχώρηση του θαλασσίου μετώπου του αμμόλοφου, ενώ το υπόλοιπο τμήμα του θα εξακολουθήσει να αποτελεί ένα εμπόδιο για τις καταιγίδες και τα κύματα. Από την άλλη, εάν το εμβαδό της διατομής ενός αμμόλοφου είναι σχετικά μικρό, η διάβρωση θα εξαφανίσει τον αμμόλοφο, αφήνοντας στη θέση του μια ομαλή και χαμηλού υψόμετρου διατομή της παραλίας (Δουκάκης, 2005). Η επίδραση μιας καταιγίδας σε μια αμμώδη ακτή εξαρτάται από : το μέγεθος των χαρακτηριστικών της καταιγίδας, (ταχύτητα του ανέμου και ύψος των κυμάτων), το υψόμετρο των αμμόλοφων της ακτής (ή του αναβαθμού όταν δεν υπάρχουν αμμόλοφοι) και την κλίση της ακτής. Λαμβάνοντας υπόψη το εύρος κυματαγωγής και το ψηλότερο σημείο που φθάνουν τα κύματα στην παραλία σε σχέση με το υψόμετρό της, αναπτύχθηκε μια νέα κλίμακα η οποία κατηγοριοποιεί σε επίπεδα τη συνολική διάβρωση ή πρόσχωση κατά τη διάρκεια μιας καταιγίδας (Πίνακας 2.3). Πίνακας 2.3. Κατηγοριοποίηση χαρακτηριστικών και επιπτώσεων στο ισοζύγιο ιζημάτων από μια καταιγίδα σε αμμώδεις ακτές, ηπειρωτικές και νησιών προστασίας (Δουκάκης, 2005) Ηπειρωτική ακτή Νησί προστασίας επίπεδο θάλασσας < ύψος αμμόλοφου Η διάβρωση (και περιστασιακά, η πρόσχωση λόγω της οπισθοχώρησης του αναβαθμού) περιορίζονται στη παραλία. Ωστόσο, στις εβδομάδες και μήνες που θα ακολουθήσουν, η παραλία θα αποκατασταθεί στην αρχική μορφή της. Κατηγορία επίδρασης 1 (Σχήμα 2.15) Η δράση των κυμάτων θα προκαλέσει τη διάβρωση και την υποχώρησή του αμμόλοφου. Η μεταβολή αυτή θεωρείται τελική, ή έστω σχεδόν μόνιμη. Κατηγορία επίδρασης 2 (Σχήμα 2.16) 29