Zonation of wave-induced erosion threat of a sandy shoreline in central Tuscany (Italy)

Novi L., Salvatore M.C., Raffa F., Biasci F., Provenzale A. & Baroni C., Zonation of wave-induced erosion threat of a sandy shoreline in central Tuscany (Italy). (IT ISSN 0391-9838, 2022). Coastal systems are among the most vulnerable areas on Earth, susceptible to both human and natural threats. They increasingly face detrimental effects, such as coastal erosion, exacerbated by a changing climate. Among several drivers of coastal retreat, wave action plays a crucial role, with more energetic waves potentially more disrupting. A method to assess wave-induced erosion threat distribution along coastal sectors over large scales and relevant times (i.e., > 20 yr), at high spatial resolution (i.e., < 100 m) is needed but remains elusive in the absence of high-resolution data. Wave reanalysis products with large spatio-temporal cover, do not properly resolve nearshore wave heights which are often negatively biased. The resulting underestimation of wave energy can propagate to nested models, causing an underrating of the resulting erosion. In this work, we propose a simplified method for the zonation of wave-induced erosion threat along a sandy coast, with large spatio-temporal cover and overcoming the limitations due to energy underestimation. Through a normalization procedure, long-term low-resolution data are employed in a zonation inference, without underestimating the results. The outcome is a set of two non-dimensional coefficients evaluated along the shoreline to evaluate its status. They separate over-threatened sections from under-threatened ones, when wave action is the main chronic erosion driver and human intervention is limited. The method is successfully compared with shoreline evolution measurements on a sandy coast over a 25-years period, providing a complementary assessment framework pertinent to coastal management, planning and mitigation on useful spatio-temporal scales.

Novi L., Salvatore M.C., Raffa F., Biasci F., Provenzale A. & Baroni C., Zonazione della minaccia di erosione indotta dal moto ondoso in un litorale sabbioso della Toscana centrale (Italia). (IT ISSN 0391-9838, 2022). I sistemi costieri sono tra le aree più vulnerabili della Terra, suscettibili alle minacce di origine antropica e naturale. Sono interessati sempre più spesso da effetti dannosi, come l'erosione costiera, esacerbati dal cambiamento climatico. Tra i diversi fattori che influenzano la regressione della linea di costa, l'azione delle onde gioca un ruolo cruciale, con onde più energiche potenzialmente più dirompenti. Un metodo per valutare la distribuzione della minaccia di erosione indotta dalle onde lungo i settori costieri su larga scala e tempi rilevanti (> 20 anni), ad alta risoluzione spaziale (< 100 m) è quindi necessario, ma rimane sfuggente in assenza di dati ad alta risoluzione. I prodotti di rianalisi delle onde con un'ampia copertura spazio-temporale non risolvono correttamente le altezze delle onde vicino alla costa, che sono spesso sottostimate. La conseguente sottostima dell'energia ondosa può propagarsi ai modelli numerici, causando una stima per difetto dell'erosione risultante. In questo lavoro, proponiamo un metodo semplificato per la zonazione della minaccia di erosione indotta dal moto ondoso lungo una costa sabbiosa, con ampia copertura spazio-temporale e superando le limitazioni dovute alla sottostima energetica. Attraverso una procedura di normalizzazione, dati a bassa risoluzione e ad ampia copertura temporale vengono impiegati in una procedura di zonazione, senza tuttavia sotto-stimarne i risultati. Ne risultano due coefficienti adimensionali valutati lungo la costa per valutarne lo stato. Essi separano le sezioni più minacciate da quelle meno minacciate, laddove l'azione delle onde è il principale fattore di erosione cronica e l'intervento antropico è limitato. Il metodo è stato confrontato con successo con misure di evoluzione del litorale di una costa sabbiosa per un periodo di 25 anni, fornendo un quadro di valutazione complementare pertinente alla gestione, pianificazione e mitigazione della costa su scale spazio-temporali utili.