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 National Assessment of Shoreline Change: Historical Shoreline Change along the New England and Mid-Atlantic Coasts

国家海岸线变化评估：新英格兰和中大西洋沿岸海岸线的历史变化

摘要

海滩侵蚀是美国许多公海沿岸的一个长期问题。随着沿岸人口的不断增加，社区基础设施受到侵蚀的威胁，人们对有关过去和现在海岸线移动趋势和速度的准确信息的需求越来越大。此外，还需要对海岸线的移动进行全面的分析，并使各沿海地区的分析具有一致性。为了满足这些国家需求，美国地质调查局（USGS）正在对美国本土以及夏威夷、阿拉斯加和五 大湖区部分公海沙质海岸的历史海岸线变化进行分析。这项工作的目的之一是为绘制和分析海岸线的变化制定标准的、可重复的方法，以便在全国范围内对海岸侵蚀和土地流失情况进行定期的、系统的、内部一致的更新。在本研究中，海岸线是海洋水面和沙滩之间的解释边界。

这份关于新英格兰和大西洋中部海岸的报告，是历史海岸线变化系列报告中的第五份。以前的调查包括对墨西哥湾（Morton 等，2004 年）、东南大西洋（Morton 和 Miller，2005 年）以及加利福尼亚的沙滩海岸线（Hapke 等，2006 年）和海岸悬崖（Hapke 和 Reid，2007 年）的分析和描述报告。本报告和以前的报告一样，总结了分析方法，解释了分析结果，说明了长期和短期的 变化趋势和变化率，并介绍了不同的沿岸社区如何应对海岸侵蚀。本报告与美国地质调查局以前的系列报告不同，以前的海岸线变化分析只包括四条海岸线，以代表特定的时间段。新英格兰和大西洋中部的评估则包括了所有可获得的、可进行质量检查的海岸线。海岸线变化评估基于从地图或航空摄影数据源中数字化的历史海岸线位置与近期海岸线的比较，其中至少有一条海岸线是通过激光雷达（光探测与测距）勘测得出的。历史海岸线涵盖从 19 世纪到 2000 年代的不同时期，而激光雷达海岸线则是 1997 年或 2000 年的数据。长期变化率使用所有海岸线进行计算，短期变化率则使用激光雷达海岸线和历史海岸线进行计算，从而得出 25 至 30 年的评估结果。本报告中的变化率代表的是截至最新海岸线数据发布之日的状况，因此并不用于预测未来海岸线的位置或变化率。由于新英格兰和大西洋中部的地貌（岩石海岸线、大型沼泽地和海滩）以及某些地区的数据缺口，本报告介绍了新英格兰和大西洋中部 1,360 公里海岸线中 78% 的海滩侵蚀率。

为了报告海岸线变化率的区域趋势，新英格兰和大西洋中部海岸被细分为总共 10 个分析区域。新英格兰和大西洋中部海岸的平均海岸线长期变化率为每年-0.5 米，长期趋势的不确定性为每年 ±0.09 米。该变化率是根据 21,184 个横断面的平均海岸线变化率得出的，其中 68% 的横断面受到侵蚀。无论从长期还是短期来看，新英格兰和大西洋中部的平均海岸线变化率都是侵蚀性的。新英格兰地区的长期侵蚀率普遍低于大西洋中部地区。这与主要的海岸地貌有关；新英格兰地区侵蚀速度较慢的海岸类型(岩石海岸、袋状海滩和大陆海滩)所占比例较大，而大西洋中部地区则以较脆弱的障碍岛屿和动态的海湾/海湾环境为主。然而，新英格兰地区海岸线被侵蚀的百分比高于大西洋中部地区，这表明尽管海岸线侵蚀的速度可能并不极端，但海岸线侵蚀在美国海岸线的这一地区仍然很普遍。

新英格兰和中大西洋沿岸的短期海岸线平均变化率也是侵蚀性的，但与长期变化率相 比，侵蚀率有所下降。17,045 个断面的平均短期净变化率为每年-0.3 米。这些速率的不确定性在每年 0.06 到 0.1 米之间，具体取决于计算速率时使用的数据来源。在用于测量短期变化的断面中，60%为侵蚀断面，而在长期侵蚀断面中，65%为海岸侵蚀断面。海岸线侵蚀量略有下降（5%），这可能与近期滋养计划的频率和范围增加以及（或）硬化结构的影响有关。最稳定（侵蚀率较低）的海滩更常见于新英格兰地区。尽管从长期到短期的平均侵蚀率总体上有所降低，但受到较严重侵蚀（侵蚀率大于每年-1.0 米）的海岸线数量却普遍增加。

新英格兰和大西洋中部沿岸的海岸工程结构影响着海岸线的变化率，而海岸线的变化率在沿岸有很大的不同。然而，很难将这些结构和滋养工程对区域长期和短期侵蚀率的影响区分开来，而且这种努力也超出了本报告的范围。

报告地址

https://pubs.usgs.gov/of/2010/1118/pdf/ofr2010-1118_report_508_rev042312.pdf

代码

!pip install leafmap
!pip install pandas
!pip install folium
!pip install matplotlib
!pip install mapclassify
 
import pandas as pd
import leafmap
 
url = "https://github.com/opengeos/NASA-Earth-Data/raw/main/nasa_earth_data.tsv"
df = pd.read_csv(url, sep="\t")
df
 
leafmap.nasa_data_login()
 
 
results, gdf = leafmap.nasa_data_search(
    short_name="ABoVE_ASCENDS_XCO2_2050",
    cloud_hosted=True,
    bounding_box=(-165.68, 34.59, -98.1, 71.28),
    temporal=("1997-11-11", "2017-08-08"),
    count=-1,  # use -1 to return all datasets
    return_gdf=True,
)
 
 
gdf.explore()
 
#leafmap.nasa_data_download(results[:5], out_dir="data")

引用

Hapke, C.J., Himmelstoss, E.A., Kratzmann, M.G., List, J.H., and Thieler, E.R., 2011, National assessment of shoreline change; historical shoreline change along the New England and Mid-Atlantic coasts: U.S. Geological Survey Open-File Report 2010-1118, 57 p., available at USGS Open-File Report 2010-1118: National Assessment of Shoreline Change: Historical Shoreline Change along the NewEngland and Mid-Atlantic Coasts.

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