Publication
Global assessment of coastal storm hazards on Barrier islands
| datacite.subject.fos | Ciências Naturais::Outras Ciências Naturais | |
| dc.contributor.advisor | Ferreira, Óscar | |
| dc.contributor.advisor | Loureiro, Carlos | |
| dc.contributor.author | Fanti, Valeria | |
| dc.date.accessioned | 2025-08-29T13:44:31Z | |
| dc.date.available | 2025-08-29T13:44:31Z | |
| dc.date.issued | 2025-06-05 | |
| dc.description.abstract | The vulnerability of barrier islands to coastal storm hazards is a growing challenge, exacerbated by climate change. Local high-resolution information on storm forcing and geomorphology has allowed the development of early warning systems to predict hazards and implement preparedness strategies. However, collecting high-resolution pre- and post-storm data can be costly, challenging and unfeasible at many coastal locations. The use of global low-resolution topo-bathymetry and wave reanalysis datasets presents an unprecedented opportunity to expand coastal hazard assessments, even if at the cost of introducing errors and uncertainties. Aiming to evaluate the response of wave-dominated barrier islands to extreme storms at a global scale, this study validated the latest global wave reanalyses and digital elevation models against high resolution data. The validation confirmed biases associated with the resolution of global datasets and their inability to resolve complex features of wave propagation and morphology at local scales. Underestimation of extreme wave conditions in coastal areas was observed, and calibration equations were developed to reduce this negative bias. For the topo-bathymetry of barrier islands, an underestimation of the dune crest was identified, and gaps at the land-ocean interface were filled by merging the topo-bathymetry datasets using an equilibrium profile. The best performing global datasets were selected for the first global assessment of erosion and flooding hazards of natural barrier islands. This was achieved simulating the impact of a coastal storm with 50-year return period wave heights using the XBeach process-based model. Based on the implementation of process-based indicators, the strong control that storm hydrodynamics exert on the erosional response was highlighted, allowing the identification of erosion and flooding hotspots that coincided with areas of extra-tropical and tropical cyclone impact. These findings highlight the global patterns of barrier island vulnerability and provide a framework for prioritizing risk mitigation efforts in the face of intensifying coastal hazards. | eng |
| dc.description.abstract | A vulnerabilidade das ilhas-barreira aos efeitos de tempestades costeiras é um desafio crescente, exacerbado pelas alterações climáticas. Para prever e mitigar riscos costeiros, têm sido desenvolvidos sistemas de alerta precoce baseados em informação local detalhada. No entanto, a obtenção de dados de alta resolução pré e pós-tempestade pode ser dispendiosa, difícil e inviável para muitas áreas costeiras. A utilização de dados globais de baixa resolução representa uma oportunidade sem precedentes para desenvolver avaliações dos riscos costeiros, embora introduza incertezas. Tendo como objetivo geral a análise da resposta de ilhas-barreira aos impactos de tempestades à escala global, este estudo validou as recentes reanálises globais de ondulação e os modelos topo-batimétricos contra dados de alta resolução nas ilhas-barreira. A validação confirmou erros associados à resolução dos dados globais e a sua incapacidade para resolver caraterísticas complexas à escala local. Foi observada uma subestimação das condições extremas de ondulação nas zonas costeiras, tendo sido desenvolvidas equações de calibração para reduzir este erro. Relativamente à topo-batimetria, verificou-se uma subestimação da crista dunar e lacunas na interface terra-oceano que foram preenchidas através da fusão dos dados de topo-batimetria com um perfil de equilíbrio. Os dados globais com melhor desempenho foram selecionados para a primeira avaliação à escala global dos riscos de erosão e inundação em ilhas-barreira. Com o modelo XBeach, foi simulado o impacto de uma tempestade costeira com período de retorno de 50 anos para a altura da onda. Implementando indicadores baseados em processos, verificou-se o controlo dominante do forçamento hidrodinâmico sobre a resposta erosiva, permitindo a identificação de sectores críticos de erosão e inundação que coincidem com áreas expostas aos ciclones extra-tropicais e tropicais. Este estudo evidencia os padrões globais de vulnerabilidade de ilhas-barreira e fornecem um quadro de prioridades para os esforços de mitigação dos riscos face à intensificação dos perigos costeiros. | por |
| dc.identifier.tid | 101825293 | |
| dc.identifier.uri | http://hdl.handle.net/10400.1/27631 | |
| dc.language.iso | eng | |
| dc.relation | Global assessment of coastal storm hazards on coastal barriers in a changing climate using process-based indicators | |
| dc.rights.uri | http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/ | |
| dc.subject | Barrier islands | |
| dc.subject | Coastal storm hazards | |
| dc.subject | Global models | |
| dc.subject | XBeach | |
| dc.subject | Process-based indicators | |
| dc.title | Global assessment of coastal storm hazards on Barrier islands | eng |
| dc.type | doctoral thesis | |
| dspace.entity.type | Publication | |
| oaire.awardTitle | Global assessment of coastal storm hazards on coastal barriers in a changing climate using process-based indicators | |
| oaire.awardURI | info:eu-repo/grantAgreement/FCT/OE/2020.07553.BD/PT | |
| oaire.fundingStream | OE | |
| project.funder.identifier | http://doi.org/10.13039/501100001871 | |
| project.funder.name | Fundação para a Ciência e a Tecnologia | |
| relation.isProjectOfPublication | a30f3e97-6f3f-4b75-bef5-77dcda5e5933 | |
| relation.isProjectOfPublication.latestForDiscovery | a30f3e97-6f3f-4b75-bef5-77dcda5e5933 | |
| thesis.degree.grantor | Universidade do Algarve. Faculdade de Ciências e Tecnologia | |
| thesis.degree.level | Mestre | |
| thesis.degree.name | Doutoramento em Ciências Marinhas, da Terra e Ambientais |