南加州的海灘是該州身份認同的重要組成部分。金色的沙灘海岸線就像好萊塢或高聳的紅杉一樣——具有標誌性。它們也是加州超過400億美元年度沿海和海洋經濟的重要組成部分。
但科學家們帶來了壞訊息：如果不進行人為干預，隨著海平面上升，該地區許多美麗的海灘可能會在2100年消失。如果金州想要拯救其金色海岸，就必須向其新增沙子——而且要大量新增。
這個令人不安的結論來自一個旨在瞭解氣候變化如何影響南加州海岸的專案。來自伊利諾伊大學芝加哥分校和美國地質調查局的研究人員為該地區的海岸線建立了一個預測模型，並在最近發表於地球物理研究雜誌：地球表面的論文中公佈了他們的研究結果。該團隊考察了從墨西哥邊境到聖巴巴拉以北的康塞普申角，長達500公里的南加州海岸——這裡居住著1800萬居民以及大量的基礎設施。“這是西海岸城市化程度最高的部分，因此是評估的最佳地點，”研究報告的共同作者、美國地質調查局的海岸地質學家帕特里克·巴納德說。該地區的海灘差異很大，從洛杉磯地區寬闊的《海灘遊俠》式的海岸到聖巴巴拉等地的狹窄沙灘帶。它們的後方支撐著各種各樣的地貌特徵——河口、懸崖、河流入海口、公共和私人基礎設施等等。
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巴納德和他的團隊透過模擬影響海灘的因素——海平面上升的估計值以及海浪和風暴行為以及預測的氣候變化模式，預測了南加州海岸從2010年到2100年的演變情況，如果世界最終在世紀中期穩定其溫室氣體排放，然後開始減少排放。研究人員根據數十項區域和全球研究中對西海岸最有可能發生的情況，選擇了他們的海平面上升預測範圍。他們還採集了南加州海灘15年的歷史變化資料，並利用這些資訊調整了模型，使其適應每個100米長的海灘橫斷面。“這讓我們有信心預測海灘未來的行為，”巴納德解釋說，因為它使模型能夠考慮不同海灘之間沙粒大小和海灘坡度等特徵的變化，以及來自河流的沉積物供應、疏浚和過去人為新增沙子等動態。
該模型揭示了一個戲劇性的景象：如果不採取嚴厲的干預措施，大部分沙灘很可能很快就會消失。“大約三分之一到三分之二的海灘將在本世紀末有效地消失，”巴納德說，海平面將上升0.93到2.0米。雖然海浪條件在短期內影響海灘侵蝕，但海平面上升在長期內成為主要的侵蝕力。這不僅是一個巨大的問題，因為海灘支援海岸線生物並吸引遊客，而且還因為它們保護沿海社群免受洪水和風暴的侵襲。“海灘是第一道防線，因為它們吸收來自風暴的能量，”他解釋說。
氣候變化不是這裡唯一的人為影響。如果人們沒有在海岸線沿線大量建設，隨著海洋上升，海灘就會自然地向內陸遷移。伯納德指出，人們給海灘帶來了巨大的壓力，因為“我們可能不會讓海灘移動超過某個點。” 在許多情況下，他說，“我們將不得不新增沙子。”
幾十年來，加州一直在向其海灘新增沙子——例如，橙縣的Surfside-Sunset海灘每五到七年就會放置約130萬立方碼的沙子。自2000年以來，聖地亞哥已兩次從近海向整個縣的海灘泵送了約150萬至200萬立方碼的沙子，並且在此期間還進行了多次較小的補充。加州海岸委員會的高階海岸工程師萊斯利·尤因說，這些被稱為“滋養”的專案通常平均每立方碼沙子花費約8到10美元。問題是，巴納德和他的團隊已經假設最近的沙子新增速度將繼續下去。要阻止南加州的海灘消失，還需要遠遠超出這個數量的沙子。
研究人員不確切知道需要多少沙子，但他們正在與委員會合作確定數量。“我的感覺是，這個數量級更大——你可能需要比以前放置的沙子量多10倍才能維持海灘，”巴納德說。“這將需要更大的努力。” 他估計還需要數十億美元。該州將不得不從近海泵沙或從內陸來源（如河床和採石場）卡車運沙。這兩種選擇都很昂貴，而且具有諷刺意味的是，可能會損害周圍的生態系統。
即便如此，一些海灘仍將屈服於海平面上升。“嘗試保留現在存在的每個海灘可能並不合理，因為我們沒有足夠的沙子來永久這樣做，”尤因說。“我們仍然會擁有一些美麗的加州海灘，但一些較小的海灘將會消失。” 根據這項研究，聖地亞哥、馬里布和聖巴巴拉的大部分地區等許多受歡迎的海灘都面臨風險。社群可能會決定放棄一些海岸線開發，轉而拯救海灘並讓它們向內陸遷移。尤因認為，隨著人們開始瞭解無情滋養的繁重成本，這種型別的有管理的撤退將變得更加普遍。
無論如何，巴納德說，“如果我們想維持這些沿海社群的安全和活力，我們將不得不進行大規模的干預。”