Los ecosistemas costeros y los acuíferos se verán muy afectados por el cambio climático, no solo por el aumento de las temperaturas y el clima más volátil, incluyendo cambios en los patrones de precipitación, sino también por el aumento del nivel del mar.

En la búsqueda de métodos para analizar estos efectos, Los investigadores del NJIT han identificado poderosas herramientas estadísticas que deberían ayudar a los científicos costeros a medir y anticipar cambios en condiciones como la temperatura y la salinidad del agua subterránea. Resultados del estudio, financiado por la Administración Nacional Oceánica y Atmosférica, han sido publicados en Informes científicos .

Las herramientas, conocidas como técnicas espectrales y co-espectrales, requirió un gran conjunto de datos para la validación, que los autores obtuvieron de dos playas en Prince William Sound en Alaska. En particular, analizaron el impacto de la variabilidad del nivel del mar en estas playas, recopilar datos de un año sobre la presión del agua, temperatura y salinidad del agua a intervalos de treinta minutos de sensores incrustados en la arena.

Usando estas técnicas para identificar tendencias dentro de los datos, descubrieron que en la mayoría de las ubicaciones, Los efectos del aumento del nivel del mar se observaron por primera vez en la presión del agua en los acuíferos. seguido de cambios en la salinidad y luego en la temperatura. Siguiendo la estela de los otros dos indicadores principales, o señales de advertencia, parece que los cambios de temperatura tardarían más en notarse tierra adentro que el aumento de la salinidad.

"Los cambios en la temperatura a veces se observaron una semana después del aumento de la presión del agua y la salinidad. Atribuimos esto a los granos del suelo que actúan como un amortiguador térmico, absorbiendo una fracción no despreciable del calor transportado por el agua de mar y el agua subterránea dulce. Por lo tanto, incluso si la temperatura del mar cambiara repentinamente, sus efectos sobre los acuíferos costeros tardarían una semana o más en desaparecer, "dijo Michel Boufadel, director del Centro de Desarrollo y Protección de Recursos Naturales (NRDP) de NJIT, profesor de ingeniería ambiental y autor del estudio.

La presión del agua fue la primera en cambiar, ya que el agua es incompresible y, por lo tanto, transmite la presión rápidamente. Aumento de la salinidad en comparación, se ve mitigado por la dispersión y dilución del agua de mar cuando interactúa con el agua subterránea dulce proveniente de las tierras altas detrás de la playa.

"Todos estos cambios, incluyendo la secuencia desordenada de los frentes de salinidad y temperatura en un lugar en particular, podría tener ramificaciones para la vida animal y vegetal en el ecosistema del acuífero, "dijo Xiaolong Geng, becario postdoctoral en NJIT y autor del estudio. "Creemos que el mantenimiento regular de datos a intervalos cortos nos permitirá monitorear también el ritmo y la dinámica del cambio en estas regiones vulnerables".

En particular, los investigadores dicen, en condiciones de baja permeabilidad del suelo donde los cambios en la presión y la temperatura del agua suelen estar conectados a distancia, Los modelos predictivos actuales que se extienden más allá de una semana probablemente perderían precisión. Tales enfoques deberían estar "anclados" a la recopilación regular de datos sobre la presión del agua, salinidad, y temperatura en la forma en que los modelos meteorológicos se corrigen mediante mediciones en momentos y lugares determinados, como en las estaciones de lluvia en los aeropuertos. Los investigadores concluyen que las mediciones de las características del ecosistema costero deberían realizarse una vez por semana o más.