沿岸部の洪水

ハリケーンや熱帯低気圧などの嵐は、通常よりもかなり高い波である高潮によって洪水を引き起こす可能性があります。 ^{[ 1 ] [ 14 ]}嵐が天文上の満潮と重なると、広範囲にわたる洪水が発生する可能性があります。^{[ 15 ]}高潮には次の3つのプロセスが含まれます。

1. 風の設定
2. 気圧設定
3. 波の設定

陸に向かって吹く風（海から陸に向かう風）は、海岸に水が「積み重なる」原因となり、これは風による水位上昇として知られています。低気圧は嵐と関連しており、海面水位の上昇を引き起こす傾向があります。これは気圧による水位上昇です。最後に、砕波の高さが増加すると、波打ち際の水位が高くなります。これは波による水位上昇です。これら 3 つのプロセスが相互に作用し、自然および人工の海岸保護構造物を乗り越える波が発生し、海水が通常よりも内陸深くまで侵入します。^{[ 15 ] [ 16 ]}

津波は、地震、地滑り、火山噴火、氷河崩落によって大量の水が移動した結果、海を伝播し、沿岸地域に甚大な被害をもたらす可能性があります。 ^{[ 29 ]}また、過去には隕石が海に衝突したことによって大きな津波が発生したという証拠もあります。[ 30 ^]津波は、接近する波の速度、陸地に到達したときの波の高さ、そして水が陸地を流れる際に巻き込む瓦礫によって、さらに大きな被害をもたらす可能性があるため、非常に破壊的です。 ^{[ 29 ] [ 9 ]}

津波の規模や洪水の規模によっては、深刻な負傷を引き起こす可能性があり、甚大な被害を防ぐための予防措置が必要となる。2004年12月26日にインド洋を襲った地震とその後の津波で20万人以上が死亡したと報告されている。^{[ 31 ]}言うまでもなく、高血圧から慢性閉塞性肺疾患まで、洪水によって様々な病気が発生する。^{[ 31 ]}

沿岸地域（海岸から100キロメートル以内かつ海抜100メートル以内の地域）には、世界人口の大部分が居住しており、その割合は増加傾向にある。^{[ 5 ] [ 7 ]}世界人口の50%以上、人口500万人以上の都市の65%が沿岸地域に居住している。^{[ 32 ]}沿岸洪水のリスクにさらされている人々の数が多いことに加えて、これらの沿岸都市は世界の国内総生産（GDP）のかなりの部分を生み出している。^{[ 7 ]}

人々の生活、家、ビジネス、道路、鉄道、工場などの都市インフラはすべて沿岸洪水のリスクにさらされており、莫大な社会的および経済的コストが発生する可能性があります。[33][34][35] 2004年のインドネシアと2011年3月の日本の地震^{と津波は、沿岸洪水がもたらす破壊}を明確に示しています。経済的に重要な砂浜が浸食されると、その砂浜の魅力に依存している地域で観光が失われるため、間接的な経済的コストが発生する可能性があります。 ^{[ 36 ]}

沿岸洪水は、さまざまな空間的および時間的スケールで、さまざまな環境影響をもたらす可能性があります。洪水は、沿岸湿地や河口などの沿岸生息地を破壊し、砂丘系を侵食する可能性があります。^{[ 13 ] [ 5 ] [ 36 ] [ 32 ]}これらの場所は生物多様性が高いことが特徴であるため、沿岸洪水は重大な生物多様性の損失と種の絶滅を引き起こす可能性があります。^{[ 29 ]}さらに、これらの沿岸地形は、嵐の波に対する海岸の自然な緩衝システムです。継続的な沿岸洪水と海面上昇は、この自然の保護を低下させ、波が内陸により遠くまで侵入し、侵食を悪化させ、沿岸洪水をさらに悪化させる可能性があります。^{[ 5 ]}「2050年までに、「中程度」（通常は被害をもたらす）洪水は、平均して現在よりも10倍以上頻繁に発生すると予想され、局地的な要因によって激化する可能性があります。」^{[ 37 ]}

洪水後の海水の長期浸水は、農業生産性の高い土壌の塩害を引き起こし、長期間にわたって生産性の低下につながる可能性があります。^{[ 1 ] [ 36 ]}海面上昇と降水パターンの変化によって引き起こされる土壌の塩害の影響は、農業生産に影響を与え、最終的には食糧と水の不足につながります。食糧作物や森林は、土壌の塩害によって完全に枯死したり、洪水の移動によって全滅したりする可能性があります。^{[ 5 ]}湖、ラグーン、沿岸淡水帯水層などの沿岸淡水域も、塩水侵入の影響を受ける可能性があります。^{[ 13 ] [ 5 ] [ 32 ]}これにより、これらの水域は淡水生物の生息地や町や都市の飲料水源としての機能を失う可能性があります。^{[ 5 ] [ 32 ]}

洪水によって人間のシステムが影響を受ける場合、行動や制度の変化を通じて沿岸部でのシステムの運用方法に適応する必要があり、これらの変化は沿岸洪水対応の非構造的メカニズムと呼ばれる。^{[ 41 ]}

建築規制、沿岸災害区域指定、都市開発計画、保険によるリスク分散、および国民の意識向上は、これを実現する方法の一部です。^{[ 5 ] [ 41 ] [ 36 ]}防御構造物の建設コストがメリットを上回る場合、または海岸線のその区間の自然プロセスがその自然の特徴と魅力を高める場合は、洪水発生のリスクに適応することが最善の選択肢となる可能性があります。^{[ 8 ]}

沿岸部の洪水に対するより極端で受け入れがたい対応策は、洪水が発生しやすい地域を放棄すること（管理された撤退とも呼ばれる）である。^{[ 13 ]}しかし、これによって、影響を受けた人々やインフラがどこへ行くのか、どのような補償が支払われるべきか/支払われることができるのかといった問題が生じる。

人間は、洪水防止壁、防潮堤、堤防などのいわゆるハードエンジニアリング構造物を通して、沿岸環境の浸水を防ぐためにさまざまな方法を試みています。^{[ 8 ] [ 42 ]}海岸のこうした補強は、海岸線まで発展した町や都市を保護するためによく行われます。^{[ 8 ]}海岸沿いの堆積プロセスを強化することも、沿岸の洪水を防ぐのに役立ちます。突堤、防波堤、人工岬などの構造物は、砂浜への堆積物の堆積を促進し、波のエネルギーが内陸に水を移動させるのではなく、砂浜の堆積物を移動させることに費やされるため、嵐の波や高潮に対する緩衝材として役立ちます。^{[ 42 ]}

沿岸地域には、沿岸洪水から守るための自然の防御構造が備わっています。これには、砂礫州や砂丘系などの物理的な特徴だけでなく、塩性湿地、海草藻場、マングローブ林などの生態系も緩衝機能を持っています。マングローブ、湿地、海草藻場は、波のエネルギーを減衰させる能力により、暴風波、津波、海岸侵食に対する重要な保護を提供すると考えられています。 ^{[ 6 ] [ 9 ] [ 10 ]}したがって、沿岸地域を洪水から守るためには、海洋保護区（MPA）などにおいて、自然の防御を保護および維持する必要があります。 ^{[ 11 ]}

地球規模の海面上昇を抑制することは、沿岸地域の深刻な洪水被害を防ぐ一つの方法です。これは、温室効果ガスの排出量をさらに削減することで最小限に抑えることができます。しかし、たとえ大幅な排出量削減が達成されたとしても、将来的に相当量の海面上昇が起こることはすでに分かっています。^{[ 5 ]}パリ協定のような国際的な気候変動対策は、海面上昇を含む気候変動の将来的な影響を緩和しようとしています。さらに、沿岸部の洪水被害を防ぐために、より即効性のある工学的および自然的な防御策が実施されています。

ハリケーン・カトリーナは、サフィール・シンプソン・ハリケーン風力階級でカテゴリー3のサイクロンとして上陸し、中程度のレベルの嵐になったことを示しています。^{[ 16 ]}しかし、広範囲にわたる洪水による壊滅的な被害は、北米で記録された最高レベルの高潮の結果でした。^{[ 16 ]}カトリーナが上陸する数日前から、システムのサイクロン回転による持続的な風によって波のセットアップが発生していました。この長期間の波のセットアップと非常に低い中心気圧レベルが相まって、大規模な高潮が発生しました。^{[ 45 ]}高潮は、都市を浸水から守ることを目的とした堤防や防潮壁を乗り越え、破壊しました。 ^{[ 6 ] [ 16 ] [ 45 ]}残念ながら、ニューオーリンズは、いくつかの要因により、本質的に沿岸洪水に弱いのです。まず、ニューオーリンズの大部分は海面下にあり、ミシシッピ川に面しているため、海と川の両方からの洪水に対する防御は、人工構造物に依存するようになっています。土地利用の変化とミシシッピ川の自然システムの改変により、都市の自然防御は効果が低下しています。 1930年以降、湿地の喪失は約1,900平方マイル（4,920平方キロメートル）と推定されています。4マイルの湿地は、高潮の高さを1フィート（30センチメートル）下げると推定されているため、これはかなりの量です。^{[ 6 ]}

2004年インド洋地震と津波：インドネシアのスマトラ島沖でマグニチュード約9.0の地震が発生し、インド洋全体に巨大な津波が伝播した。^{[ 9 ]}この津波は、推定28万～30万人の人命損失をもたらし^{[ 29 ]}、村、町、都市、そして自然環境に広範囲にわたる被害をもたらした。破壊または損傷を受けた自然構造物や生息地には、サンゴ礁、マングローブ、ビーチ、海草藻場などがある。^{[ 9 ]} 2011年3月に日本で発生した最近の地震と津波（2011年東北地方太平洋沖地震と津波）もまた、津波の破壊力と沿岸洪水の混乱を明確に示している。