Αξιολόγηση της παράκτιας τρωτότητας στην άνοδο στάθμης και συγκριτική μελέτη δύο ορμίσκων σε εποχική κλίμακα, νήσος Ίος, Κυκλάδες, Ελλάδα

<u>Πρωτότυπος τίτλος:</u> Coastal Vulnerability Assessment for Future Sea Level Rise and a Comparative Study of Two Pocket Beaches in Seasonal Scale, Ios Island, Cyclades, Greece<br><br>

<b>Συγγραφείς:</b> Komi, A., Petropoulos, A., Evelpidou, N., Poulos, S., & Kapsimalis, V.<br>
<b>Πηγή (αναλυτικά):</b> Komi, A., Petropoulos, A., Evelpidou, N., Poulos, S., & Kapsimalis, V. (2022). Coastal Vulnerability Assessment for Future Sea Level Rise and a Comparative Study of Two Pocket Beaches in Seasonal Scale, Ios Island, Cyclades, Greece. Journal of Marine Science and Engineering, 10(11), 1673. DOI: [https://www.mdpi.com/2077-1312/10/11/1673 10.3390/jmse10111673]
<p>
<h1><b><span style="color:#FF4500">Περίληψη</span></b></h1>
Η παράκτια ζώνη αποτελεί το πεδίο δυναμικής αλληλεπίδρασης μεταξύ θαλάσσιου και χερσαίου περιβάλλοντος, η οποία απειλείται παγκοσμίως από την άνοδο της στάθμης της θάλασσας. Στόχος της παρούσας εργασίας είναι η εκτίμηση της παράκτιας τρωτότητας της νήσου Ίου, η οποία εντοπίζεται στις κεντρικές Κυκλάδες, για τα επόμενα 100 χρόνια και ο εντοπισμός των περιοχών που είναι συγκριτικά πιο ευάλωτες. Εξετάστηκαν οι εποχικές μεταβολές σχετικά μέσω υπολογισμού της ιζηματολογικής, γεωμορφολογικής και τοπογραφικής εξέλιξης των ακτών σε περιορισμένη χωρική κλίμακα, σε δύο ορμίσκους ([https://en.wikipedia.org/wiki/Pocket_beach pocket beaches]) της Ίου: οι παραλίες του Μυλοπότα και Μαγγανάρι. Οι περίοδοι μελέτης για τις εποχικές αλλαγές αφορούν το φθινόπωρο και την άνοιξη του 2018. Για τους σκοπούς της παραπάνω εποχικής προσέγγισης, πραγματοποιήθηκαν τοπογραφικές τομές και μετρήσεις κατά μήκος της ακτογραμμής κάθε περιοχής μελέτης με τη χρήση Διαφορικού Συστήματος Εντοπισμού Θέσης (Differential GPS) με δέκτη [https://en.wikipedia.org/wiki/Satellite_navigation GNSS] υψηλής ακρίβειας, για τον μετέπειτα υπολογισμό του ρυθμού μετατόπισης της ακτογραμμής. Επίσης, κρίθηκε απαραίτητη η δειγματοληψία ιζημάτων για την παρούσα έρευνα.


<h1><b><span style="color:#FF4500">Τοποθεσία περιοχής μελέτης</span></b></h1>
Η νήσος Ίος βρίσκεται στο Νοτιοανατολικό Αιγαίο και ανήκει στον νομό Κυκλάδων. Η έρευνα εστιάζει σε δύο χαρακτηριστικές παραλίες. Πρώτη είναι η παραλία του Μυλοπότα που εντοπίζεται στη δυτική Ίο, έχει συνολικό μήκος 700 μέτρα, οριοθετείται από δύο φυσικά ακρωτήρια και έχει προσανατολισμό ΒΔ-ΝΑ. Η συγκεκριμένη παραλία θεωρείται η πιο τουριστική στο νησί της Ίου. Δεύτερη, η παραλία Μαγγανάρι η οποία τοποθετείται στο νότιο άκρο του νησιού και αποτελείται από δύο κολπίσκους με διεύθυνση Δ-ΝΑ. Ο δυτικός κόλπος έχει μήκος 343 μέτρα, ενώ ο ανατολικός 300 μέτρα. Σε αντίθεση με την παραλία του Μυλοπότα, το Μαγγανάρι δεν φιλοξενεί πολλές τουριστικές επιχειρήσεις, αλλά αποτελεί μια αναπτυσσόμενη παράκτια περιοχή.


[[ Εικόνα: 3_εικ1.png | thumb | right |500px|'''Εικόνα 1:''' Θέση των περιοχών μελέτης. Στα δυτικά βρίσκεται η παραλία Μυλοπότας, ενώ στα νότια βρίσκεται η παραλία Μαγγανάρι.]]

[[ Εικόνα: 3_εικ2.png | thumb | center|500px|'''Εικόνα 2:''' Η παραλία Μυλοπότας βρίσκεται στο δυτικό τμήμα της Ίου. Το κόκκινο βέλος υποδεικνύει τη θέση της περιοχής μελέτης.]]

[[ Εικόνα: 3_εικ3.png | thumb | center|500px|'''Εικόνα 3:''' Η παραλία Μαγγανάρι βρίσκεται στο νότιο τμήμα της Ίου. Το κόκκινο βέλος υποδεικνύει τη θέση της περιοχής μελέτης.]]


<h1><b><span style="color:#FF4500">Δείκτης τρωτότητας ακτών (CVI) και δορυφορικά δεδομένα που αξιοποιήθηκαν</span></b></h1>
Για την επίτευξη των στόχων της μελέτης χρησιμοποιήθηκε ένας συνδυασμός τηλεπισκοπικών και επιτόπιων μεθόδων. Για τον υπολογισμό των παραμέτρων, έγινε εφαρμογή του δείκτη τρωτότητας των ακτών ([https://climate-adapt.eea.europa.eu/en/metadata/tools/coastal-vulnerability-index-2013-cvi CVI]), και συγκεκριμένα για τον ρυθμό μεταβολής της ακτογραμμής, αξιοποιήθηκαν ιστορικά και σύγχρονα δεδομένα από οπτικούς δορυφορικούς δέκτες μέτριας διακριτικής ικανότητας ([https://en.wikipedia.org/wiki/Landsat_program Landsat]). Τα δεδομένα αυτά επέτρεψαν τη διαχρονική χαρτογράφηση της θέσης της ακτογραμμής σε βάθος δεκαετιών. Παράλληλα, για την εποχική μελέτη ακριβείας στους δύο ορμίσκους, η δορυφορική πληροφορία εμπλουτίστηκε με μετρήσεις πεδίου υψηλής ακρίβειας (GNSS), προσφέροντας την απαραίτητη λεπτομέρεια για την καταγραφή μικρο-μεταβολών στην τοπογραφία της παραλίας.


[[ Εικόνα: 3_εικ4.png | thumb | right|500px|'''Εικόνα 4:''' Χάρτης της παραλίας Μυλοπότας. Όλα τα σημεία υποδεικνύουν σημεία μέτρησης DGPS: τα μαύρα σημεία υποδεικνύουν το όριο της παραλίας προς την ενδοχώρα, τα κόκκινα σημεία υποδεικνύουν κατακόρυφες διατομές σε σχέση με την ακτογραμμή, τα μπλε σημεία υποδεικνύουν την ακτογραμμή κατά τη διάρκεια της περιόδου πεδίου. (α) Μετρήσεις πεδίου προφίλ άνοιξη (41 διατομές). (β) Μετρήσεις πεδίου προφίλ φθινόπωρο (40 διατομές) προφίλ.]]

[[ Εικόνα: 3_εικ5.png | thumb | center|500px|'''Εικόνα 4:''' Χάρτης της παραλίας Magganari. Όλα τα σημεία υποδεικνύουν σημεία μέτρησης DGPS: τα μαύρα σημεία υποδεικνύουν το όριο της παραλίας προς την ενδοχώρα, τα κόκκινα σημεία υποδεικνύουν κάθετες διατομές σε σχέση με την ακτογραμμή, τα μπλε σημεία υποδεικνύουν την ακτογραμμή κατά τη διάρκεια της περιόδου πεδίου. (α) Μετρήσεις πεδίου προφίλ άνοιξη (36 διατομές). (β) Μετρήσεις πεδίου προφίλ φθινόπωρο (42 διατομές) προφίλ.]]


<h1><b><span style="color:#FF4500">Παρουσίαση πραγματικών δεδομένων που αξιοποιήθηκαν</span></b></h1>
Τα δεδομένα που επιλέχθηκαν για την ανάλυση είναι τα εξής:
* <b><span style="color:#FF4500">Γεωλογικά και Γεωμορφολογικά δεδομένα:</span></b>Έγινε εκμετάλλευση χαρτών και δορυφορικών εικόνων για την ταξινόμηση της ακτογραμμής σε κατηγορίες γεωμορφολογίας και τον υπολογισμό της παράκτιας κλίσης.
* <b><span style="color:#FF4500">Ωκεανογραφικά δεδομένα:</span></b> Συλλέχθηκαν δεδομένα για το σημαντικό ύψος κύματος και το παλιρροϊκό εύρος, τα οποία αποτελούν κρίσιμες μεταβλητές για τον δείκτη CVI.
* <b><span style="color:#FF4500">Δεδομένα πεδίου:</span></b> Πραγματοποιήθηκαν δειγματοληψίες ιζημάτων και χάραξη τοπογραφικών τομών κατά τη διάρκεια της θερινής και χειμερινής περιόδου του 2018, με στόχο την κοκκομετρική ανάλυση δειγμάτων για τον προσδιορισμό της υφής των ιζημάτων και βαθυμετρική αποτύπωση για την κατανόηση της μορφολογίας του πυθμένα αντίστοιχα.

<h1><b><span style="color:#FF4500">Στάδια προεπεξεργασίας δεδομένων</span></b></h1>
* Ψηφιοποίηση της ακτογραμμής από ιστορικούς χάρτες και δορυφορικές εικόνες σε περιβάλλον Γεωγραφικών Συστημάτων Πληροφοριών (GIS).
* Δημιουργία Ψηφιακών Μοντέλων Εδάφους ([https://en.wikipedia.org/wiki/Digital_elevation_model DEMs]) για την εξαγωγή της κλίσης της ακτής.
* Γεωαναφορά και εναρμόνιση των διαφορετικών πηγών δεδομένων (γεωλογικών, κυματικών, τοπογραφικών) σε κοινό σύστημα αναφοράς (Greek Geodetic Reference System 1987 ή EGSA 87-GreekGrid).

<h1><b><span style="color:#FF4500">Μεθοδολογία και διαδικασία άντλησης αποτελεσμάτων</span></b></h1>
<b><span style="color:#FF4500">1. Υπολογισμός Δείκτη Παράκτιας Τρωτότητας (CVI)</span></b><br>
Εφαρμόστηκε η μεθοδολογία του CVI, η οποία ενσωματώνει έξι μεταβλητές: γεωμορφολογία, παράκτια κλίση, ρυθμό μεταβολής ακτογραμμής, σχετική άνοδο στάθμης θάλασσας, μέσο παλιρροϊκό εύρος και μέσο σημαντικό ύψος κύματος. Κάθε μεταβλητή βαθμολογήθηκε σε κλίμακα επικινδυνότητας (από πολύ χαμηλή έως πολύ υψηλή). Η τελική τιμή του δείκτη προέκυψε από τον συνδυασμό αυτών των παραμέτρων, επιτρέποντας την ποσοτική αξιολόγηση της τρωτότητας για κάθε τμήμα της ακτογραμμής. Ο τύπος υπολογισμού του CVI είναι:
CVI =√((a∗b∗c∗d∗e∗f)/6)
όπου: a = γεωμορφολογία, b = παράκτια κλίση, c = σχετική μεταβολή στάθμης θάλασσας, d = ρυθμός μετατόπισης ακτογραμμής, e = μέσο παλιρροϊκό εύρος και f = μέσο ύψος κύματος.<br>
<b><span style="color:#FF4500">2. Ανάλυση Μεταβολής Ακτογραμμής</span></b><br>
Για την ανάλυση της μετατόπισης της ακτογραμμής αξιοποιήθηκαν στατιστικοί δείκτες διάβρωσης και απόθεσης μέσω του εργαλείου ψηφιακού συστήματος ανάλυσης ακτογραμμής (DSAS), ενώ οι μετρήσεις υψηλής ακρίβειας με DGPS/GNSS επέτρεψαν τον ακριβή προσδιορισμό των εποχικών μεταβολών στις παραλίες αναφοράς.

<h1><b><span style="color:#FF4500">Συμπεράσματα</span></b></h1>
Η μελέτη πέτυχε μια συνδυαστική αποτίμηση της τρωτότητας της νήσου Ίου έναντι της ανόδου της στάθμης της θάλασσας, εξετάζοντας ταυτόχρονα τη μικροκλίμακα της εποχικής εξέλιξης σε δύο επιλεγμένους ορμίσκους.<br>
Τα ευρήματα καταδεικνύουν ότι, λόγω της επικράτησης βραχώδους γεωμορφολογίας και απότομων κλίσεων, η συντριπτική πλειονότητα της ακτογραμμής παρουσιάζει πολύ χαμηλή τρωτότητα έως το έτος 2100. Το γεγονός αυτό επιβεβαιώνεται από ιστορικά δεδομένα μετατόπισης της ακτογραμμής, τα οποία δείχνουν ότι ουσιαστικές μεταβολές (της τάξης του 1 μέτρου ετησίως) περιορίζονται αποκλειστικά σε αμμώδεις εκτάσεις με ήπια κλίση, ενώ οι βραχώδεις ακτές παραμένουν σταθερές. Σε επίπεδο ιζηματολογίας, και στις δύο παραλίες μελέτης κυριαρχεί άμμος με πρόσμιξη χαλικιού, ενώ παρατηρήθηκαν εποχικές διακυμάνσεις στη μορφολογία του πυθμένα, οι οποίες αποδίδονται κυρίως στη δράση των κυμάτων κατά τη θερινή περίοδο. Ωστόσο, εντοπίστηκε μια σημαντική διαφοροποίηση στη δυναμική των δύο παραλιών που συνδέεται με την ανθρώπινη παρέμβαση. Συγκεκριμένα, η παραλία του Μυλοπότα εμφανίζει τάσεις υποχώρησης, οι οποίες φαίνεται να οφείλονται στον εγκλωβισμό των φερτών υλικών από φράγμα που έχει κατασκευαστεί ανάντη, διακόπτοντας τη φυσική τροφοδοσία της ακτής, σε συνδυασμό με την έντονη τουριστική εκμετάλλευση. Αντίθετα, στο Μαγγανάρι, η ηπιότερη τουριστική ανάπτυξη και η απρόσκοπτη λειτουργία του υδρογραφικού δικτύου επιτρέπουν τη φυσική αναπλήρωση και συγκράτηση των ιζημάτων, οδηγώντας σε σταθερότητα ή ακόμα και σε μικρή προέλαση της ακτογραμμής.

Χάρτης της παραλίας Magganari. Όλα τα σημεία υποδεικνύουν σημεία μέτρησης DGPS: τα μαύρα σημεία υποδεικνύουν το όριο της παραλίας προς την ενδοχώρα, τα κόκκινα σημεία υποδεικνύουν κάθετες διατομές σε σχέση με την ακτογραμμή, τα μπλε σημεία υποδεικνύουν την ακτογραμμή κατά τη διάρκεια της περιόδου πεδίου. (α) Μετρήσεις πεδίου προφίλ άνοιξη (36 διατομές). (β) Μετρήσεις πεδίου προφίλ φθινόπωρο (42 διατομές) προφίλ.

[[ Εικόνα: 3_εικ6.png | thumb | right|500px|'''Εικόνα 6:''' Χάρτης εποχιακής μετατόπισης της ακτογραμμής στην παραλία Μυλοπότα.]]

[[ Εικόνα: 3_εικ7.png | thumb | center|500px|'''Εικόνα 7:''' Χάρτης εποχιακής μετατόπισης της ακτογραμμής στην παραλία Μαγγανάρι.]]