Ecossistemas costeiros e aquíferos serão muito afetados pelas mudanças climáticas, não apenas com o aumento das temperaturas e clima mais volátil, incluindo mudanças nos padrões de precipitação, mas também do aumento do nível do mar.

Na busca por métodos para analisar esses efeitos, pesquisadores do NJIT identificaram ferramentas estatísticas poderosas que devem ajudar os cientistas costeiros a medir e prever mudanças nas condições, como temperatura e salinidade da água abaixo da superfície. Resultados do estudo, financiado pela Administração Oceânica e Atmosférica Nacional, foram publicados em Relatórios Científicos .

As ferramentas, conhecidas como técnicas espectrais e co-espectrais, exigiu um grande conjunto de dados para validação, que os autores obtiveram de duas praias em Prince William Sound, no Alasca. Em particular, eles observaram o impacto da variabilidade do nível do mar nessas praias, coletando dados anuais sobre a pressão da água, temperatura e salinidade da água em intervalos de trinta minutos a partir de sensores embutidos na areia.

Usando essas técnicas para identificar tendências nos dados, eles descobriram que, na maioria dos locais, os efeitos do aumento do nível do mar foram vistos pela primeira vez na pressão da água nos aquíferos, seguido por mudanças na salinidade e depois na temperatura. Seguindo na esteira dos outros dois indicadores principais, ou sinais de alerta, parece que as mudanças na temperatura levariam mais tempo para serem sentidas no interior do que o aumento da salinidade.

"Mudanças na temperatura às vezes eram vistas uma semana depois do aumento da pressão da água e da salinidade. Atribuímos isso aos grãos do solo que agem como um amortecedor térmico, absorvendo uma fração não desprezível do calor transportado pela água do mar e pela água doce subterrânea. Assim, mesmo que a temperatura do mar mude repentinamente, levaria uma semana ou mais para que seus efeitos nos aquíferos costeiros diminuíssem, "disse Michel Boufadel, diretor do Centro de Desenvolvimento e Proteção de Recursos Naturais (NRDP) do NJIT, professora de engenharia ambiental e autora do estudo.

A pressão da água foi a primeira a mudar, pois a água é incompressível e, portanto, transmite a pressão rapidamente. Salinidade crescente, por comparação, é mitigada pela propagação e diluição da água do mar ao interagir com a água doce subterrânea proveniente do planalto atrás da praia.

"Todas essas mudanças, incluindo a sequência desordenada de frentes de salinidade e temperatura em um local específico, poderia ter ramificações para a vida animal e vegetal no ecossistema do aquífero, "disse Xiaolong Geng, um pós-doutorado no NJIT e um autor do estudo. "Acreditamos que a manutenção regular de dados em intervalos curtos nos permitirá monitorar também o ritmo e a dinâmica das mudanças nessas regiões vulneráveis."

Em particular, os pesquisadores dizem, em condições de baixa permeabilidade do solo, onde as mudanças na pressão da água e na temperatura são normalmente conectadas de maneira distante, os modelos preditivos atuais que se estendem por mais de uma semana provavelmente diminuiriam em precisão. Essas abordagens precisariam ser "ancoradas" na coleta regular de dados sobre a pressão da água, salinidade, e a temperatura na forma como os modelos meteorológicos são corrigidos por medições em determinados momentos e locais, como em estações de chuva em aeroportos. Os pesquisadores concluíram que as medições das características do ecossistema costeiro devem ocorrer uma vez por semana ou mais.