Changes in storm impacts along the Portuguese sandy coast for different climate scenarios

Kazi, Maysha

Publication

Changes in storm impacts along the Portuguese sandy coast for different climate scenarios

2024-05-09Master thesis

datacite.subject.fos	Ciências Naturais::Outras Ciências Naturais
dc.contributor.advisor	Loureiro, Carlos
dc.contributor.advisor	Ferreira, Óscar
dc.contributor.author	Kazi, Maysha
dc.date.accessioned	2025-02-06T15:30:54Z
dc.date.available	2025-02-06T15:30:54Z
dc.date.issued	2024-05-09
dc.description.abstract	Storms can result in extensive damage to the socioeconomic and environmental balance along the sandy coasts. Therefore, it is crucial to understand how the hydro-geomorphological response of sandy barriers will change due to future changes in storminess. This study aims to investigate future storm impacts on two contrasting sandy barriers along the Portuguese coast, Maceda and Tavira located respectively in the northwestern and southeastern coast, and evaluate how these will change in relation to the present situation. The approach is based on the application of the storm impact scale for the present and future climate change scenarios (mid- and end-century). Modelled wave, storm surge, and sea level data were combined with high-resolution topographic data and a conceptual model of barrier evolution to determine dune morphological parameters and impact regimes for future scenarios. The main findings of this work are that, extreme water levels will consistently increase throughout the twenty first century, mostly due to the contribution of sea level rise when compared to changes in storminess. From mid to the end-century, a reduction in dune crest elevations can be observed on the southernmost section of the Maceda coast and on the western to central section of the Tavira island. Compared to the current situation, by the mid- and end-century the intensity of collision and overwash regimes is expected to become severe in Maceda. For Tavira island, the most severe storm impact regimes are expected to be overwash and inundation, which will occur over almost half of the barrier island by 2100. From the mid-to-end century for all storm return periods, the mean overwash potential will increase substantially on the southernmost section of Maceda and on the west to the central section of Tavira island, while the mean inundation potential will gradually rise along with the mean overwash potential in Tavira. The influence of sea level rise and potential changes on the barrier morphological characteristics, particularly on the dune crest, are crucial factors influencing future changes to storm impacts.	eng
dc.description.abstract	As tempestades costeiras causam impactos significativos em costas arenosas, alterando profundamente a sua morfologia, e nesse contexto as barreiras arenosas compostas por sistemas praia e duna atuam como proteção natural contra tempestades. Assim, é fundamental compreender a resposta hidro-geomorfológica das barreiras arenosas às alterações futuras na intensidade das tempestades e em relação à subida do nível do mar. Este estudo investiga as potenciais mudanças nos regimes de impacto de tempestades em duas barreiras arenosas contrastantes, Maceda e Tavira, localizadas respetivamente no litoral noroeste e sudeste de Portugal continental, para dois cenários futuros de alteração climática, denominados "meio do século" (RCP8.5) e "final do século" (RCP4.5) em relação ao presente. A abordagem adotada combina a determinação de níveis extremos do mar com base na integração de dados de ondas, elevação meteorológica e nível médio do mar, e a provável alteração morfológica das barreiras arenosas, para determinar variações nos regimes de impacto das tempestades. Para isso, é proposto um modelo semi-quantitativo que considera ajustes simples à morfologia da barreira em função da evolução da linha costeira e da elevação do nível do mar. As mudanças nos regimes de impacto das tempestades e o potencial de colisão, galgamento e inundação em relação ao presente foram então identificados para os dois cenários considerados. Os principais resultados obtidos indicam que a evolução da morfologia do sistema praia-duna em Maceda e Tavira bem como dos níveis extremos do mar durante tempestades irão contribuir para variações significativas nos regimes de impacto de tempestades no meio e no final do século XXI. Em Maceda, a evolução do topo da duna levará a que este aumente de elevação, particularmente no setor norte da área de estudo, enquanto o topo da duna será mais baixo no setor sul. Na ilha de Tavira, cuja morfologia é à partida caracterizada por uma menor elevação, a evolução das dunas resultará num aumento da crista no setor oriental que se encontra estável ou em acreção, e uma crista mais baixa no setor ocidental, onde se verifica erosão. Os resultados da análise de forçamento hidrodinâmico indicam que, como Maceda está localizada na costa noroeste, a agitação marítima é mais energética em comparação com Tavira, que se localiza na costa sudeste. Em ambas as áreas de estudo, prevê-se que a magnitude das tempestades diminua no período do meio do século, mas aumente até o final do século para todos os períodos de retorno considerados. Dado que a elevação do nível médio do mar exerce uma influência predominante e gradual, há um aumento consistente nos níveis extremos do mar para o meio e final do século XXI. Além disso, em ambos os cenários de alteração climática e períodos de retorno das tempestades, espera-se que os níveis extremos do mar sejam significativamente mais altos em Maceda (costa noroeste) do que em Tavira (costa sudeste). A análise das mudanças no regime de impacto das tempestades evidencia variação consideráveis ao longo da o litoral das áreas de estudo de Maceda e Tavira. Apesar de apresentar níveis extremos do mar mais baixos, os regimes de impacto das tempestades são mais severos em Tavira, porque as elevações das cristas das dunas são significativamente mais baixas em comparação com Maceda. No setor norte de Maceda, e para o cenário de meio do século, o regime de colisão será prevalente ao longo da maioria da área de estudo para tempestades com períodos de retorno de 10 a 100 anos. Até o final do século XXI, na região próxima ao esporão de Furadouro, e para todas as condições de tempestade consideradas, o regime de impacto mais severo será galgamento. Para Tavira, para o cenário de meio do século, espera-se que o regime de colisão domine em cerca de metade da área de estudo, nomeadamente da parte central até o extremo leste, enquanto o regime de galgamento afetará o setor mais ocidental, sendo que a parte central da ilha será exposta ao regime de inundação. Para o final do século, os regimes de galgamento e inundação afetarão cerca de metade deste setor costeiro, especialmente para tempestades com um período de retorno mais longo. Considerando os cenários de meio e final do século, e para todos os períodos de retorno de tempestade, o potencial médio de galgamento aumentará significativamente no setor sul de Maceda. Por outro lado, o potencial médio de galgamento aumentará no setor ocidental e central da ilha de Tavira, juntamente com um aumento no potencial médio de inundação. A influência da elevação do nível do mar e as possíveis mudanças nas características morfológicas da barreira, particularmente na crista da duna, são fatores cruciais que influenciam as mudanças futuras nos impactos das tempestades. As conclusões gerais deste trabalho demonstram que, apesar da variabilidade nas condições hidrodinâmicas de tempestade, a evolução morfológica desempenha um papel crucial na definição da magnitude dos regimes de impacto das tempestades em Maceda, enquanto que em Tavira os principais fatores que controlam os impactos futuros das tempestades incluem quer a mudança morfológica quer a variação ao longo da costa nos níveis extremos do mar. Este estudo pretende contribuir para melhorar a capacidade de identificar e mitigar possíveis problemas futuros associados à ocorrência de galgamentos e inundação costeira em litorais arenosos num contexto de alterações climáticas.	por
dc.identifier.tid	203868463
dc.identifier.uri	http://hdl.handle.net/10400.1/26752
dc.language.iso	eng
dc.rights.uri	http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
dc.subject	sandy barriers
dc.subject	dune morphology
dc.subject	climate change
dc.subject	large scale coastal behaviour
dc.title	Changes in storm impacts along the Portuguese sandy coast for different climate scenarios	eng
dc.type	master thesis
dspace.entity.type	Publication
thesis.degree.name	Mestrado em Riscos Costeiros, Impactos das Alterações Climáticas e Adaptação