Assessing coastal risks: integrating climate projections

Abstract

Les regions costaneres enfronten creixents amenaces derivades de perills induïts pel canvi climàtic, inclosos l’augment del nivell del mar, tempestes i esdeveniments meteorològics extrems (onades extremes). La regió de Ligúria, amb el seu ric patrimoni cultural, comunitats costaneres vibrants i activitats econòmiques dependents dels seus recursos marins, és particularment vulnerable a aquests desafiaments. Comprendre i quantificar els riscos que enfronta aquesta regió és imperatiu per a la presa de decisions informades i el desenvolupament d'estratègies efectives de gestió i adaptació costanera.

Aquesta tesi aborda la bretxa en un Índex de Risc Costaner (CRI) dinàmic i social adaptat a la regió de Ligúria, utilitzant diferents tècniques de modelatge i integració de dades socioeconòmiques.

El CRI comprèn quatre components interrelacionats: l'Índex de Perills Costaners, l'Índex de Susceptibilitat Física Costanera, l'Índex de Susceptibilitat Socioeconòmica Costanera i l'Índex de Danys Econòmics Costaners. Cada component s'alinea amb un conjunt diferent de variables per avaluar la seva vulnerabilitat en el present i, basant-se en diferents narratives i projeccions climàtiques, en el futur.

L'Índex de Perills Costaners s'estableix en base a un Índex de Potència de Tempestes (SPI). L'SPI es compila a partir d'una distribució de probabilitat d'onades, generades utilitzant el model de propagació WaveWatch III que permet la simulació de dades d'onatge d'alta resolució. Les dades climàtiques de vent i onatge utilitzades en aquest estudi van ser desenvolupades pel Grup de Recerca MeteOcean de la Universitat de Gènova. Les dades de vent utilitzades en aquest estudi consisteixen en camps de vent a 10 metres, obtinguts de diversos Models Climàtics Regionals (RCMs) proporcionats per EURO-CORDEX.

La vulnerabilitat socioeconòmica es captura a través de variables que abasten densitat de població, patrons d'ús del sòl, distribució d'infraestructures, llocs de patrimoni cultural, P

Las regiones costeras enfrentan crecientes amenazas derivadas de peligros inducidos por el cambio climático, incluidos el aumento del nivel del mar, marejadas ciclónicas y eventos climáticos extremos (oleajes extremos). La región de Liguria, con su rico patrimonio cultural, vibrantes comunidades costeras y actividades económicas dependientes de sus recursos marinos, es particularmente vulnerable a estos desafíos. Comprender y cuantificar los riesgos que enfrenta esta región es imperativo para la toma de decisiones informadas y el desarrollo de estrategias efectivas de gestión y adaptación costera.

Esta tesis aborda la brecha en un Índice de Riesgo Costero (CRI) dinámico y social adaptado a la región de Liguria, utilizando diferentes técnicas de modelado e integración de datos socioeconómicos.

El CRI comprende cuatro componentes interrelacionados: el Índice de Peligros Costeros, el Índice de Susceptibilidad Física Costera, el Índice de Susceptibilidad Socioeconómica Costera y el Índice de Daños Económicos Costeros. Cada componente se alinea con un conjunto diferente de variables para evaluar su vulnerabilidad en el presente y, basándose en diferentes narrativas y proyecciones climáticas, en el futuro.

El Índice de Peligros Costeros se establece con base en un Índice de Potencia de Tormentas (SPI). El SPI se compila a partir de una distribución de probabilidad de oleajes, generados utilizando el modelo de propagación WaveWatch III que permite la simulación de datos de oleaje de alta resolución. Los datos climáticos de viento y oleaje utilizados en este estudio fueron desarrollados por el Grupo de Investigación MeteOcean de la Universidad de Génova. Los datos de viento utilizados en este estudio consisten en campos de viento a 10 metros, obtenidos de varios Modelos Climáticos Regionales (RCMs) proporcionados por EURO-CORDEX.

La vulnerabilidad socioeconómica se captura a través de variables que abarcan densidad de población, patrones de uso del suelo, distribución d

Coastal regions face increasing threats from climate change-induced hazards, including sea level rise, storm surges, and extreme weather events (Extreme waves). The Ligurian region, with its rich cultural heritage, vibrant coastal communities, and economic activities reliant on its marine resources, is particularly vulnerable to these challenges. Understanding and quantifying the risks faced by this region is imperative for informed decision-making and effective coastal management and adaptation strategies. This thesis addresses the gap on a dynamic and societal Coastal Risk Index (CRI) tailored to the Ligurian region, using different modelling techniques and socioeconomic data integration. The CRI comprises four interlinked components: Coastal Hazard Index, Coastal Physical Susceptibility Index, Coastal Socioeconomic Susceptibility Index, and Coastal Economic Damage Index. Each component is aligned with a different set of variables to evaluate its vulnerability in the present and based on the different narratives and climate projections, the future. The Coastal Hazard Index is established based on a Storm Power Index (SPI). The SPI is assembled from a probability distribution of waves, which are generated using theWaveWatch III propagation model enabling high-resolution wave data simulation. The wind-wave climate data used in this study was developed by the MeteOcean Research Group of the University of Genoa. The wind data utilized in this study consists of 10-meter wind fields sourced from various Regional Climate Models (RCMs) provided by EURO-CORDEX. The socioeconomic vulnerability is captured through variables encompassing population density, land use patterns, infrastructure distribution, cultural heritage sites, GDP, and tourism activities, spatially represented using Geographic Information System (GIS) technology. Innovatively, by aligning socioeconomic variables with the Shared Socioeconomic Pathways (SSP) scenarios, the thesis explores future vulnerability