Глобальное исследование подтвердило точность моделей прогнозирования береговой линии

Место исследования и входные данные. Автор: Communications Earth & Environment (2025). DOI: 10.1038/s43247-025-02550-4

Международное исследование под руководством Университета Нового Южного Уэльса (UNSW) показало, что большинство моделей прогнозирования береговой линии могут точно предсказывать изменения природных песчаных пляжей с погрешностью около 10 метров.

Результаты, опубликованные в журнале Communications Earth & Environment, представляют собой наиболее масштабное на сегодняшний день тестирование подобных моделей.

В условиях изменения климата и повышения уровня моря инженеры используют эти модели для прогнозирования эволюции береговых линий — будут ли пляжи расти, сокращаться или смещаться под воздействием приливов, штормов или эрозии.

Точные прогнозы помогают правительствам, планировщикам и местным сообществам принимать важные решения относительно застройки, управления рисками и защиты окружающей среды.

«Наши результаты показывают, что некоторые пляжи можно моделировать почти так же точно, как и наблюдать с помощью дистанционного зондирования», — говорит доктор Юнцзин Мао, ведущий автор исследования из Лаборатории водных исследований UNSW.

Однако ученые отмечают, что необходимы дополнительные исследования для оценки работы моделей в урбанизированных районах, где искусственные сооружения усложняют динамику береговой линии — особенно на фоне ускоряющегося изменения климата.

Слепое тестирование

В рамках исследования 34 модели береговой линии от разработчиков со всего мира прошли проверку в «слепом» конкурсе ShoreShop2.0, где оценивалась их способность прогнозировать положение берега.

Тестирование проводилось для краткосрочных (5 лет) и среднесрочных (50 лет) прогнозов. Реальный пляж — Curl Curl в Новом Южном Уэльсе — был анонимизирован как «BeachX» для исключения предвзятости.

Участники использовали только открытые данные, включая волны, приливы, повышение уровня моря и 20-летние наблюдения за береговой линией, полученные со спутников.

Результаты показали, что лучшие модели могут прогнозировать изменения береговой линии с точностью около 10 метров для бухтообразных пляжей на обоих временных масштабах — что соответствует разрешению спутниковых наблюдений.

«Как и большинство пляжей в Новом Южном Уэльсе, бухтообразные пляжи изогнуты и защищены мысами от полной силы океана, — объясняет доктор Мао. — Однако эти динамичные пляжи могут быстро меняться под воздействием природных факторов, которые усугубляются изменением климата».

Ограничения и перспективы

Хотя современные модели стали точнее благодаря передовым вычислительным методам, их эффективность по-прежнему зависит от качества данных, особенно обработки спутниковой информации.

«В конкурсе участники использовали данные дистанционного зондирования, которые доступны, но менее надежны, чем наземные наблюдения, — отмечает доктор Мао. — Мы рекомендуем активнее применять методы пространственно-временного сглаживания для повышения точности».

Еще одной проблемой является зависимость многих моделей от «правила Брууна» — 60-летнего принципа, упрощающего реальные процессы изменения береговой линии. Ученые считают, что для долгосрочных прогнозов нужны более сложные подходы.

Значение для будущего

Около 10% мирового населения живет в пределах 5 км от побережья, и эти районы все чаще сталкиваются с эрозией. Доктор Мао подчеркивает, что точные модели помогут принимать обоснованные решения по защите береговой линии — от строительства волнорезов до программ по восстановлению песка.

«Способность точно предсказывать изменения пляжей позволяет сообществам и властям принимать более разумные решения о сохранении природной среды», — заключает исследователь.

Дополнительная информация: Yongjing Mao et al, Benchmarking shoreline prediction models over multi-decadal timescales, Communications Earth & Environment (2025). DOI: 10.1038/s43247-025-02550-4

Источник: University of New South Wales