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May 19, 2023

폭풍 해일로 인한 인명 및 재산 피해에 대한 조석 습지 손실 및 해안 개발의 영향: 허리케인 아이크(Hurricane Ike) 사례

과학 보고서 13권,

Scientific Reports 13권, 기사 번호: 4620(2023) 이 기사 인용

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해안 습지는 폭풍 해일로 인한 홍수와 피해를 줄여 허리케인 발생 시 지역 사회를 보호합니다. 이전 연구에서는 습지의 급증 감소 이점을 정량화했지만 습지 손실과 해안 개발의 조합이 홍수 범위와 피해의 공간적 분포에 어떻게 영향을 미치는지에 대한 이해가 부족합니다. 본 연구에서는 고해상도 2D 유체 역학 모델을 토지 이용/지피 변화 분석과 통합하여 텍사스 갤버스턴 베이의 폭풍 해일 피해에 대한 총 습지 손실, 10년 습지 손실 및 해안 개발의 영향을 평가합니다. 우리는 세 가지 시나리오에 대해 허리케인 아이크(Hurricane Ike)로 인한 폭풍 해일 홍수 범위를 측정합니다: (i) 2008 기준선; (ii) 2008년 습지 없음, (iii) 2019년 "현재 H. Ike". 우리는 2008년 허리케인 아이크(Hurricane Ike) 동안 해안 습지의 총 손실로 인해 피해가 순미화 9억 3,400만 달러 또는 기준 피해의 12.8%만큼 증가했음을 발견했습니다. 2019년 현재 H. Ike 시나리오의 경우 2008년과 2019년 사이에 습지가 거의 손실되지 않은 것으로 나타났습니다. 허리케인 Ike가 2019년에 발생했다면 피해는 ~25억 2천만 달러 또는 34.6% 더 높아졌을 것입니다. 이는 거의 전적으로 실제 증가로 인한 것입니다. 부동산 가치와 새로운 해안 개발. 우리의 연구 결과에 따르면 경제적 노출의 증가는 Galveston Bay의 폭풍 해일 위험의 주요 동인이지만 효과적인 습지 보존은 이러한 위험을 계속해서 줄이는 것으로 나타났습니다.

허리케인으로 인한 폭풍 해일은 지난 세기 동안 미국에서 막대한 경제적 손실과 사망자를 초래했습니다. 1900년부터 2017년 사이에 미국 본토를 강타한 허리케인으로 인해 2조 달러의 경제적 피해가 발생했고 16,000명 이상이 사망했습니다1,2. 폭풍 해일 홍수의 위험은 일반적으로 위험 – 노출 – 취약성 프레임워크3로 특징지어질 수 있습니다. 여기서 위험은 해안선의 높은 수위로 인해 발생하는 폭풍 해일 홍수 범위를 나타내고, 노출은 침수된 자산 또는 사람의 수를 나타내며, 취약성은 폭풍 해일 홍수로 인해 이러한 자산과 사람이 영향을 받는 정도를 나타냅니다.

폭풍이 치는 동안 내륙 홍수를 일으키는 해안선의 총 수위는 주로 폭풍 해일과 조수의 조합에 의해 발생하며, 연안 해류와 같은 다른 해양 순환 조건도 영향을 미칩니다4. 폭풍 해일은 허리케인 발생 시 피해의 주요 원인이 되는 경우가 많습니다. 예를 들어, 폭풍 해일로 인한 내륙 홍수는 20145년 허리케인 카트리나, 20086년 아이크, 20147년 샌디, 가장 최근에는 20228년 허리케인 이안이 발생한 피해의 가장 큰 요소였습니다. 미국 동부와 멕시코만 연안은 노출도와 취약성이 높은 지역입니다. 해수면 상승으로 인해 악화되는 폭풍 해일로 인한 홍수 위험. 일반적으로 평평한 범람원의 폭풍 해일 위험은 지형, 허리케인 강도 및 해일 중 조수 수위에 따라 해안 지역에서 내륙으로 수 마일까지 확장될 수 있습니다.

폭풍 해일은 홍수 위험의 주요 동인이지만 해안 개발도 이러한 위험에 대한 노출을 증가시켜 위험에 영향을 미칩니다9,10. 기후 변화와 해안 개발의 결합된 영향은 미국 경제 성장의 일부로서 미래의 허리케인 피해를 크게 증가시킬 것으로 예상됩니다11. 해안 개발은 노출을 촉진하여 단기간 내에 홍수 위험을 빠르게 증가시킬 수 있습니다. 해수면 상승 및 인구 예측에 대한 GIS 기반 평가에 따르면 미국 전역에서 해수면이 0.9m 상승하면 2100년까지 4백만 명 이상의 사람들이 홍수 위험에 처할 수 있습니다12. 여러 연구에서 해안 개발의 영향을 조사했습니다. 해수면 상승, 폭풍 해일 위험 및 관련 사회경제적 피해에 대한 노출에 대해 설명합니다11,13. 이들 연구의 대부분은 예상되는 해안 개발과 범람원 내 위험 노출 증가에 초점을 맞추고 있습니다[예: Ref.14]. 그러나 해안 개발은 폭풍 해일 위험에 대한 노출을 증가시킬 뿐만 아니라 폭풍 해일 홍수 위험을 줄이는 것으로 밝혀진 자연 조간대 습지를 제거함으로써 이러한 위험을 더욱 악화시킬 수 있습니다15.