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年復一年回到同一片海灘的人們很可能已經注意到，有時海灘寬闊而沙質，而另一些時候，海灘似乎幾乎消失了。多年來，科學家們已經瞭解了猛烈風暴期間洶湧的海浪如何將沙子吸到近海。然而，一旦暴風雨過去，沙子如何重新出現在海灘上仍然是一個謎，並且沒有這些資訊，準確預測海灘演變是不可能的。現在，研究人員離預測沙子的旅程又近了一步。今天在《科學》雜誌上描述了一個模型，該模型成功預測了保護海灘免受強烈海浪侵蝕的沙洲如何在幾周內遷移離開海岸並返回。
大約十年前，伍茲霍爾海洋研究所 (WHOI) 的史蒂夫·埃爾加在北卡羅來納州鴨子鎮的海灘上設定了一系列漂浮壓力計、聲納裝置和水速計，試圖確定波浪作用的哪些變化將沙子帶回岸上。在兩個月的時間裡，他測量了從海岸線到水深五米處的不斷變化的水流和沙子分佈。根據這些測量結果，埃爾加和麻省理工學院和 WHOI 的研究生費爾南達·霍菲爾在過去幾年中開發了一個數學模型，該模型考慮了波速的變化並預測了沙洲的遷移。他們的模型是第一個準確預測觀察到的近岸和離岸沙洲運動變化的模型，並且在 45 天內成功做到了這一點。
鴨子鎮寬闊的沙灘代表了大多數東海岸海灘，因為它有一個沙洲，而且衝擊海岸線的海浪與影響從緬因州到佛羅里達州沙子輸送的海浪相同，霍菲爾解釋說。但由於很難像在鴨子鎮那樣在衝浪區設定測量裝置，這對搭檔現在正在研究一種使用單個近海浮標測量波浪特性的方法。如果新技術能夠準確收集資料，該模型將更容易在其他地方應用，以預測何時強烈的退潮可能會危及游泳者，或者何時可能適合開始海灘補給。霍菲爾說，他們的目標是有一天能夠說：“告訴我近海的波浪是什麼樣的，我就會告訴你幾個月後海灘會是什麼樣子。”