Cas d’estudi costaner

Coast of Catalonia, ES

{{ group }}

{{ object.name }}
{{ object.name }} {{ object.subheader }} {{ icon.replace(/^icon_/, '') }}

PRONÒSTIC

Segons les tendències actuals, l’impacte del canvi climàtic agreujarà els problemes existent pel que fa al subministrament d’aigua, la pèrdua de biodiversitat, les inundacions i la salinització.

Situació

Situats al nord-est d’Espanya, els 600 km de la costa catalana presenten una àmplia gamma de sistemes geogràfics, biodiversitat i ecosistemes. Tot i ser força representativa d’altres regions costaneres del Mediterrani, aquesta regió és un punt clau  que reuneix turisme, factors naturals, factors socials i activitats econòmiques. A més a més engloba interessos d’urbanització, agricultura i infraestructures crítiques per a diferents indústries. Per tant,  hi ha una gran varietat de sectors depenent dels recursos de la zona i això fa que aquesta àrea sigui especialment vulnerable als impactes del canvi climàtic.

Problemàtiques

Inundació i intrusió de sal

La pujada del nivell del mar amenaça les costes baixes, especialment els deltes i estuaris.

Pèrdua de la biodiversitat

L’increment de la freqüència i intensitat de les tempestes marines impacta les costes i la seva biodiversitat

Subministrament d’aigua

L’escassetat d’aigua és una problema crònic que s’ha vist agreujat pel canvi climàtic i el turisme.

Accions Clau

IMPETUS està creant eines digitals de suport a la presa de decisions per a l’adaptació al canvi climàtic i també:

  • Augmentant la disponibilitat i qualitat de l’aigua a través d’un sistema de gestió híbrid i descentralitzat;
  • Desenvolupant mètodes de monitorització per mitigar l’erosió de la costa degut als efectes de la pujada del nivell del mar i les tempestes marines;
  • Analitzant la resiliència de les plantes de tractament d’aigua potable a diferents patògens;
  •  Creant eines de predicció de tendències d’esdeveniments extrems i el seu impacte econòmic. 

La co-creació d’aquestes solucions és al centre del nostre enfocament de forma que les públic d’interès estiguin incloses en el disseny i validació del projecte.

Sector Rellevants:

Municipis

Ciutadans

Planificació del territori

Serveis d’aigua

Agricultura

Turisme

Infraestructures de transport

Les nostres ambicions

Els efectes del canvi climàtic i les seves conseqüències són cada cop més evidents al litoral català. En aquesta regió calen mesures d’adaptació al clima per garantir un medi ambient segur i protegir la salut humana.

A la prova pilot Costanera, vam definir objectius ambiciosos per al projecte IMPETUS. Aquestes ambicions estan alineades amb el Programa de Treball d’Adaptació al Canvi Climàtic proposat per la Generalitat de Catalunya. Les solucions inclouen eines digitals, directrius i implementacions físiques per donar suport als decisors locals i regionals. El disseny de les estratègies d’adaptació es basa en la co-creació i la participació de les parts interessades, així com la potenciació de nous hàbits i comportaments. També hi ha un gran interès per transferir i replicar aquest enfocament a regions costaneres similars.

Vols aprendre una mica més sobre la nostra feina? No dubtis en contactar amb nosaltres.”

 

Queralt Plana, Eurecat

Problemàtica

Solucions específiques per a la regió

Aiguamolls multifuncionals per adaptar-se a l'augment del nivell del mar

Fins ara, els aiguamolls artificials s’han utilitzat per tractar aigües residuals urbanes, però poques vegades s’apliquen a les aigües residuals agrícoles. Tot i això, els nutrients, els metalls, els pesticides i els contaminants orgànics es poden eliminar amb èxit a taxes del 30 al 99%, mitjançant processos com l’adsorció, la precipitació, la filtració, la sedimentació, la degradació microbiana i l’absorció de les plantes.

El nostre enfocament:

  • Construir un aiguamoll multifuncional, que inclogui noves capes actives, en zones sota el nivell del mar amb risc d’inundació utilitzades per a l’agricultura.
  • Operar-lo de manera pilot utilitzant diferents estratègies de gestió (períodes humits/secs), utilitzant el bombeig solar per alimentar-lo amb aigües residuals agrícoles i eliminar nutrients, pesticides i contaminants orgànics abans de l’abocament.
  • Avaluar els serveis ecosistèmics d’aquesta aiguamoll: millora de la qualitat de l’aigua, protecció del litoral, biodiversitat i regulació del clima (captació de carboni), i comparar-los amb els sistemes centralitzats existents actualment.
  • Demostrar la viabilitat de sistemes descentralitzats com ara petits aiguamolls a la granja a prop del mar;
  • Comprovar que aquest enfocament s’alinea amb els principis de solució basats en la natura acceptats internacionalment i elaborar un pla per ampliar la solució.

Restauració i seguiment de dunes per evitar l'erosió costanera

La pressió humana, l’ús del paisatge i com es valora la natura, afecten els sistemes dunars de les platges i poden provocar conflictes d’interessos. Per evitar-ho, IMPETUS està implementant solucions basades en la natura com la restauració de dunes. A la costa catalana, el projecte està fent el seguiment i anàlisi del sistema dunar actual i l’avaluació dels impactes del canvi climàtic, com ara la freqüència i la intensitat de les tempestes marines, així com l’impacte humà principalment a través del turisme.

El nostre enfocament:

  • Provar, supervisar i avaluar les actuacions de restauració de platges turístiques pel que fa a la seva resiliència davant les tempestes marines.
  • Millorar la biodiversitat i promoure el canvi de comportament dels ciutadans.
  • Provar que la solució s’alinea amb l’estàndard global de la IUCN per a solucions basades en la natura.
  • Proposar directrius per millorar l’eficàcia d’altres actuacions de restauració i crear un pla d’augment de la restauració dunar a la costa de Catalunya.

Sistema de tractament descentralitzat, híbrid i apte per a l'ús per augmentar la disponibilitat d'aigua

Els sistemes descentralitzats per tractar aigües grises abans de l’abocament o la reutilització utilitzen habitualment tecnologies convencionals o avançades, com ara un bioreactor de membrana o solucions basades en la natura (NBS) com ara els aiguamolls artificials.

El nostre enfocament:

  • Dissenyar un sistema híbrid compacte de recuperació d’aigua descentralitzada i instal·lar-lo en un complex d’acampada turística.
  • Tenir en compte els reptes vinculats a l’ocupació estacional del complex.
  • Avaluar la qualitat de l’aigua produïda i la seva idoneïtat per al reg i la neteja.
  • Demostrar la viabilitat del sistema, demostrant que en aquestes circumstàncies el tractament híbrid redueix les necessitats energètiques i la petjada del sistema.

Transport de sediments a zones costaneres mitjançant xarxes de reg

Per ajudar a protegir les zones costaneres contra l’augment del nivell del mar i les inundacions, els sediments fluvials s’han d’acumular a la costa. IMPETUS proposa un model computacional per fer un seguiment de la capacitat de transport de sediments dels rius i canals de reg com a pas cap a una millor gestió dels sediments.

El nostre enfocament:

  • Utilitzar xarxes de reg per lliurar sediments fluvials a zones agrícoles sota el nivell del mar a les zones costaneres més amenaçades.
  • Utilitzeu la dinàmica de fluids computacional per modelar el sistema de reg d’una àrea del delta de l’Ebre.
  • Validar les eines computacionals existents per al context del delta de l’Ebre, per donar suport a la presa de decisions locals sobre la gestió del reg de l’aigua.
  • Posar aquestes eines computacionals disponibles per al seu ús en entorns similars que necessiten estratègies per al transport eficient de sediments.

Millora de la qualitat de l’aigua de bany en casos de tempesta extrema

Els bacteris com l’E.coli poden causar malalties amb símptomes com ara dolor d’estómac i rampes, nàusees, vòmits, diarrea o fins i tot infeccions respiratòries o de sang. El canvi climàtic pot fer que aquests microbis siguin més prevalents i més capaços d’infectar els humans, per exemple quan ens banyem al mar o acampem en llocs amb un tractament d’aigües residuals inadequat. 

El nostre enfocament:

  • Utilitzar les eines existents per predir, controlar i gestionar les malalties transmeses per l’aigua.
  • Implementar una eina de gestió combinada de desbordament de clavegueram que utilitzi un monitoratge avançat de patògens en línia i models de qualitat de l’aigua per evitar la disminució de la qualitat de l’aigua.

Augmentar la resiliència de les plantes de tractament d'aigua potable a diferents patògens

Les algues blau-verdoses creixen bé a temperatures d’uns 25 °C. Les floracions d’algues solen desenvolupar-se durant els mesos més càlids de l’any, quan la temperatura de l’aigua és més alta i hi ha més llum solar, però un clima càlid proporciona condicions òptimes més sovint o durant més temps. L’aigua dolça, els estuaris i les algues marines poden afectar la qualitat de l’aigua i, en alguns casos, comportar riscos per a la salut de les persones, els animals, la vida salvatge i els animals domèstics.

Our approach:

  • Implement advanced monitoring tools in freshwater reservoirs to predict algal bloom events.
  • Prevent algal growth in reservoirs using technology based on ultrasonic treatment.
  • Evaluate solar disinfection for the removal of algal toxins during drinking water treatment.
  • Implement quantitative microbial risk assessment techniques.
  • Develop a decision support tool to consider specificities regarding the most vulnerable coastal regions and evaluate the resilience of current drinking water treatment systems.
  • Implementar eines de monitorització avançada als embassaments d’aigua dolça per predir esdeveniments de floració d’algues.
  • Evitar el creixement d’algues als embassaments mitjançant tecnologia basada en el tractament ultrasònic.
  • Avaluar la desinfecció solar per a l’eliminació de toxines d’algues durant el tractament de l’aigua potable.
  • Implementar tècniques d’avaluació quantitativa del risc microbià.
  • Desenvolupar una eina de suport a la decisió per considerar les especificitats de les regions costaneres més vulnerables i avaluar la resiliència dels sistemes actuals de tractament d’aigua potable.

Canvis en la distribució espacial de les espècies

El lloc on viuen i prosperen diferents espècies de plantes i animals depèn molt de factors com la geologia i el sòl subjacents, la topografia del paisatge, la quantitat de pertorbació que experimenten i quins altres organismes hi ha per proporcionar aliment o competència. El clima és un altre factor molt important.

El nostre enfocament:

  • Utilitzar les últimes tècniques de modelització i marcs analítics per explorar la probabilitat que les espècies canviïn la seva distribució a la regió a causa del canvi climàtic.
  • Avaluar els canvis potencials en les distribucions espacials d’una àmplia gamma d’espècies a les dunes costaneres i aiguamolls de la costa de Catalunya, comparant els canvis distributius futurs projectats amb les distribucions passades i actuals, aprofitant les eines digitals IMPETUS.
  • Classificar les espècies avaluades (inclosos vertebrats, invertebrats i plantes) segons el seu risc d’extinció local o disminució significativa de les poblacions locals i les seves oportunitats d’ampliar les seves àrees de distribució.
  • Identificar mesures d’adaptació al canvi climàtic que puguin reforçar la resiliència de les espècies i ecosistemes objectiu.

Avaluació per satèl·lit dels punts crítics d'erosió costanera

IMPETUS avaluarà l’impacte sobre l’erosió costanera mitjançant l’estudi dels efectes de les alteracions passades i futures de la dinàmica de les ones i les condicions morfo-hidrològiques.

El nostre enfocament:

  • Establir una cobertura temporal i espacial coherent de la costa catalana combinant conjunts de dades fiables amb detecció de radar d’obertura sintètica (SAR).
  • Determinar quines zones són més vulnerables a l’erosió costanera, que serà clau per identificar les infraestructures crítiques en relació amb la probable aparició d’esdeveniments extrems.

Avaluació de l'impacte econòmic del risc climàtic físic

Les eines socioeconòmiques i les projeccions de risc permeten avaluar els riscos climàtics i establir projeccions i mètriques de futures inversions.

El nostre enfocament:

  • Identificar els punts crítics altament vulnerables mitjançant dades d’accés obert del serveis de Copernicus i variables derivades de satèl·lits.
  • Transformar aquest coneixement en un model regional específic i incloure’l al “Potenciador de Coneixement sobre la resiliència” (RKB en anglès).
  • Utilitzeu el model RKB regional per generar mètriques d’avaluació econòmica que es poden utilitzar per ajudar a la presa de decisions sobre inversions i plans de mitigació futurs.

Promoure el canvi de comportament per potenciar un turisme resilient al clima

Persuadir la gent perquè canviï el seu comportament i mantingui nous hàbits al llarg del temps és un repte important. Les persones que viuen i treballen a qualsevol regió afectada pel canvi climàtic han d’entendre quins són els riscos i els reptes, com poden promoure canvis positius i com això els pot beneficiar a ells i al medi ambient.

El nostre enfocament:

  • Crear petits grups temàtics d’actors regionals i presentar-los situacions hipotètiques sobre els impactes del canvi climàtic.
  • Augmentar la conscienciació sobre els impactes del canvi climàtic, especialment en el sector turístic.
  • Co-dissenyar i demostrar solucions específiques per a l’adaptació al canvi climàtic en el sector turístic.
  • Promoure el canvi de comportament entre tots els nivells de treballadors de les empreses del sector turístic.
icon_flood

Augment del nivell del mar

Els efectes de l’augment del nivell del mar ja són visibles avui en dia: entre 1995 i 2015, les platges catalanes van retrocedir en promig 0,44 metres anuals. S’espera que l’erosió costanera, a causa de l’augment del nivell del mar i de les tempestes més freqüents, augmenti amb el canvi climàtic. Aquest risc tindrà un impacte major en àrees amb infraestructures i hàbitats naturals situats molt a prop de la costa, com en el lloc de demostració costaner IMPETUS a Catalunya.

Nivell del mar (nivell mitjà del mar) és el nivell de superfície mitjà d’un o més dels cossos d’aigua costaners de la Terra des dels quals es poden mesurar altituds com l’altitud.

"Al municipi de Santa Susanna estem implementant una estratègia integral de sostenibilitat que inclou intervencions per renaturalitzar la línia costanera amb l'objectiu d'augmentar la resiliència de la nostra costa davant de l'augment del nivell del mar i l'erosió costanera. Qualsevol suport per visualitzar i quantificar els impactes positius d'aquestes activitats en l'erosió costanera és clau per informar els nostres pròxims passos i demostrar els beneficis de les mesures d'adaptació al canvi climàtic a altres municipis costaners."

Problema

A la costa catalana, a Espanya, la densitat de població és particularment alta al llarg de la costa, a causa d’una alta activitat turística. La meitat dels municipis costaners han informat danys en la infraestructura de platja existent.

Mirant cap al futur, es preveu que els nivells del mar augmentin encara més, entre 21 i 25 cm per a mitjans de segle. Això augmentarà l’erosió costanera, posant en risc comunitats, infraestructures i hàbitats naturals.

Les preocupacions són particularment altes a la costa catalana, on gairebé el 60% dels primers 100 metres al llarg de la costa estan urbanitzats. Això exacerba la vulnerabilitat en sectors com el transport, l’energia, el sanejament, les comunicacions, els ports i la infraestructura. Un exemple il·lustratiu és una de les principals línies ferroviàries, que discorre al llarg de la costa i ha de ser reubicada cap a l’interior.

Tot i tenir dades significatives disponibles sobre l’erosió costanera, els gestors costaners encara no les han aprofitat totalment per a fins pràctics. IMPETUS té com a objectiu posar fàcilment disponibles les dades d’erosió costanera, facilitant la gestió de la línia costanera i fomentant una millor planificació per al futur.

icon_salmon

Pèrdua de la biodiversitat

 A la costa de Catalunya, l’augment del nivell del mar, les tempestes més freqüents i intenses i altres factors relacionats amb el clima estan causant canvis significatius en els ecosistemes costaners:

Per exemple, al Delta de l’Ebre, una àrea altament antropitzada, la biodiversitat s’ha adaptat en les últimes dècades per explotar diferents nichos de supervivència. Grups específics d’espècies, com ocells aquàtics o plantes tolerants a la sal, han ajustat les seves àrees de distribució als canvis ambientals en curs. Diversos estudis preveuen un augment de temperatura entre 1,5 i 2 °C i un augment del nivell del mar entre 10 i 30 cm a la regió del Mediterrani per a l’any 2050. Aquesta alteració en les variables ambientals modificarà les seves àrees de distribució per sobreviure.

*La biodiversitat és la variabilitat de vida a la Terra, en totes les seves formes, des dels gens i les bacteris fins a ecosistemes sencers com els boscos o els esculls de corall.

"Les persones necessiten entendre com el canvi climàtic està afectant la biodiversitat i els ecosistemes costaners. En fer-ho, podem ajudar a mitigar i adaptar-nos a les noves condicions proporcionant eines que permetin accions de conservació més efectives"

Problema

La costa catalana s’enfronta a una multitud de desafiaments que amenacen la seva rica biodiversitat. L’augment del nivell del mar, les tempestes més freqüents i intenses i altres factors relacionats amb el clima tenen un impacte en la distribució, abundància i supervivència de les espècies, la qual cosa condueix a la pèrdua de biodiversitat, l’arribada d’espècies invasores i la interrupció en el funcionament i serveis vitals de l’ecosistema, com la protecció costanera. Això no només compromet la resiliència als impactes del canvi climàtic, sinó que també afecta la xarxa tròfica i les pesqueres, disminuint els recursos genètics de la regió i el seu potencial d’adaptació i innovació. A més, el declivi en la biodiversitat soscava el patrimoni cultural i el valor recreatiu de l’àrea, afectant en última instància els mitjans de vida i el benestar de les poblacions locals.

Per exemple, l’augment de la temperatura i el nivell del mar podria resultar en una pèrdua del 75% de l’hàbitat per a les aus aquàtiques al Delta de l’Ebre. La gestió sostenible d’hàbitats alternatius, com els camps de riu en la zona, pot servir com a amortidor contra els impactes del canvi climàtic per a milers d’aus que utilitzen els aiguamolls anualment.

icon_salmon

Pérdida de la biodiversidad

En la costa de Cataluña, el aumento del nivel del mar, las tormentas más frecuentes e intensas y otros factores relacionados con el clima están causando cambios significativos en los ecosistemas costeros:

Por ejemplo, en el Delta del Ebro, un área altamente antropizada, la biodiversidad se ha adaptado en las últimas décadas para explotar diferentes nichos de supervivencia. Grupos específicos de especies, como aves acuáticas o plantas tolerantes a la sal, han ajustado sus áreas de distribución a los cambios ambientales en curso. Varios estudios predicen un aumento de temperatura entre 1,5 y 2 °C y un aumento del nivel del mar entre 10 y 30 cm en la región del Mediterráneo para el año 2050. Esta alteración en las variables ambientales modificará sus áreas de distribución para sobrevivir.

*La biodiversidad es la variedad de vida en la Tierra, en todas sus formas, desde genes y bacterias hasta ecosistemas enteros como bosques o arrecifes de coral.

"Las personas necesitan entender cómo el cambio climático está afectando la biodiversidad y los ecosistemas costeros. Al hacerlo, podemos ayudar a mitigar y adaptarnos a las nuevas condiciones proporcionando herramientas que permitan acciones de conservación más efectivas"

Problema

La costa catalana enfrenta una multitud de desafíos que amenazan su rica biodiversidad. El aumento del nivel del mar, las tormentas más frecuentes e intensas y otros factores relacionados con el clima tienen un impacto en la distribución, abundancia y supervivencia de las especies, lo que conduce a la pérdida de biodiversidad, la llegada de especies invasoras y la interrupción en el funcionamiento y servicios vitales del ecosistema, como la protección costera.

Esto no solo compromete la resiliencia a los impactos del cambio climático, sino que también afecta la red trófica y las pesquerías, disminuyendo los recursos genéticos de la región y su potencial de adaptación e innovación. Además, el declive en la biodiversidad socava el patrimonio cultural y el valor recreativo del área, afectando en última instancia los medios de vida y el bienestar de las poblaciones locales.

Por ejemplo, el aumento de la temperatura y el nivel del mar podría resultar en una pérdida del 75% del hábitat para las aves acuáticas en el Delta del Ebro. El manejo sostenible de hábitats alternativos, como los campos de arroz en la zona, puede servir como amortiguador contra los impactos del cambio climático para miles de aves que utilizan los humedales anualmente.

icon_drought

Subministrament d'aigua

Segons les Nacions Unides, la quantitat i durada de les sequeres han augmentat un 30% des de l’any 2000, principalment a causa del canvi climàtic i les altes temperatures que afavoreixen l’evaporació de l’aigua. Per a l’any 2050, s’espera que el 75% de la població mundial es vegi afectada per les sequeres i es vegi obligada a emigrar a altres regions. A la regió costanera de IMPETUS, les sequeres ja estan afectant la disponibilitat d’aigua i el seu ús

*L’escassetat d’aigua es produeix quan el subministrament d’aigua no és suficient per cobrir la demanda, la infraestructura hídrica és inadequada, o les institucions no aconsegueixen equilibrar les necessitats de tots.

"A Catalunya, hi ha una escassetat crònica d'aigua que ha estat (i serà) agreujada pel canvi climàtic. Durant l'última dècada han ocorregut esdeveniments extrems com ara tempestes severes i sequeres prolongades. A IMPETUS, treballem per mitigar l'impacte del canvi climàtic en l'escassetat d'aigua i en la indústria turística."

Problema

El canvi climàtic està fent que esdeveniments climàtics extrems com ara les tempestes i les sequeres siguin més probables i més severes. Per exemple, els períodes de sequera són fenòmens cíclics encara que estan tornant-se més freqüents tot impactant la quantitat i qualitat de l’aigua disponible.

Europa està experimentant un augment de l’escassetat de l’aigua i sequeres, especialment en regions mediterrànies com ara Catalunya. Les conques hidrogràfiques catalanes han caigut per sota del 15% de la capacitat dels seus embassaments a causa de la baixa precipitació i l’augment de la temperatura durant els darrers dos anys. I des del 4 de febrer, el Govern català va declarar l’estat d’emergència a causa de la sequera prolongada.

Els períodes de sequera augmentats pel canvi climàtic no és l’únic factor que promou l’escassetat crònica d’aigua a Catalunya, sinó també el creixement poblacional i el turisme. Per tant, és necessari optimitzar l’ús de l’aigua, millorar la gestió integrada de l’aigua i implementar equips de control juntament amb sistemes d’alerta primerenca.

Dins del cas de demostració costanera de IMPETUS, es provaran i demostraran solucions d’adaptació per fer front a aquests desafiaments que afecten el subministrament d’aigua. Per exemple, estratègies per a un turisme resilient al clima, sistemes descentralitzats per a la reutilització de l’aigua, predir i prevenir el deteriorament de la qualitat de l’aigua causat per esdeveniments extrems de tempestes o sequeres, etc.

icon_flood

Oversvømmelse og vannforvaltning

Tromsø by ligger på en øy i det nordlige Norge, og sentrum er bygget langs sjøsiden. Tromsø har vært en by i rask vekst i mange år, og ny bebyggelse er bygget ut i havet gjennom masseutfylling.

Problemstilling

I Tromsø by er ny bebyggelse og infrastruktur spesielt sårbar for havnivåstigning og stormflo. Andre lavtliggende områder som gamlebyen, bygde kulturminner og nærings- og industriområder, er også berørt.

Tromsø påvirkes også av flom på grunn av plutselig snøsmelting, som oppstår når temperaturen om vinteren plutselig stiger langt over smeltepunktet, værsitasjoner aom ofte er forbundet med kraftig regn. Slike hendelser forventes å øke med klimaendringer.

Disse klimarisikoene er utfordrende for planlegging av tilpasning, både på kort og lang sikt, ettersom de er komplekse og påvirker både offentlige og private eiendommer.

Det arktiske demonstrasjonsområdet utvikler en digital tvilling som et verktøy til støtte for kommunal tilpasningsplanlegging.

icon_landlise

Risikoen for naturfarer øker

Nord-Norge er et unikt landskap med fjell som stiger opp av havet og fjordene. Dette utgjør en stor utfordring for veinettet, kraftoverføringslinjer og annen viktig infrastruktur.

"Forekomsten av sørpeskred og våte snøskred vil øke etter hvert som nedbøren i Arktis øker med opptil 40 % med klimaendringer. Vi må være forberedt på å tilpasse oss disse skredfarene for å gjøre det trygt i fjellet, på veiene og i bygder."

"Risikoen for jordskred for arktiske lokalsamfunn øker på grunn av økt skredfrekvens som følge av klimaendringer og urbanisering. Vi forstår ikke fullt ut sammenhengen mellom hendelsesfaktorer som nedbør og fjellskråningskollaps som fører til jordskred. Denne sammenhengen må undersøkes nærmere for å få pålitelige og troverdige varslinger."

Problemstilling

Mange landsbyer og veier er bygget i flatt terreng nederst i en fjellskråning ved kysten eller i en dalbunn. Dette gjør at mye av infrastrukturen er utsatt for tyngdekraftssrelaterte naturfarer som snøskred, jordskred og steinsprang.

Med et varmere og våtere klima i Nord-Norge forventes det at omfanget og hyppigheten av tyngdekraftsrelaterte naturfarer vil endre seg.

icon_salmon

Bærekraftig forvaltning av fiskeri og havmiljø

Økende havtemperaturer, havforsuring, stigende havnivå og hyppigere og kraftigere ekstremværhendelser har betydelig innvirkning på fiskens leveområder, vandringsmønstre og reproduksjonssykluser.

"Etter hvert som havmiljøene utsettes for stress på grunn av klimaendringene, og samfunnet har større behov for plass i kystsonen, håper vi at integreringen av Marin arealplanleggings rammeverket vil føre til bedre informerte beslutninger og til bedre klimatilpasning i regionen."

Problemstilling

Global oppvarming og konsekvenser av denne påvirker fiskeriproduktivitet, fiskens reproduksjon og helse, samt endrer havmiljøet. Dette fører til endringer i fiskebestanders utbredelse og størrelse, noe som påvirker fiskerinæringen og lokale områders egnethet for bærekraftig havbruk. Økningen i ekstreme værhendelser som en del av klimaendringene forsterker disse problemene ytterligere, og øker risikoen for biologisk ubalanse, for eksempel på grunn av skadelige algeoppblomstringer. Disse klimarelaterte utfordringene krever planleggingsstrategier for klimatilpasning på både kort og lang sikt.

For å løse dette utvikler det Arktiske demonstrasjonsområdet et Geografisk informasjonssystem (GIS)-basert visualiseringsverktøy, som skal støtte utforming av beslutninger om marin arealplanlegging i samarbeid mellom planleggere og berørte parter for bedre planlegging for fiskeri, havbruk og andre marine sektorer.

icon_storm

Extreme events

Reports from European Environment Agency indicate that over the past decades, Europe has been experiencing frequent and severe weather and climate-related natural hazards like droughts, forest fires, heatwaves, storms and heavy rain. Climate change will make these events even more intense and more frequent. The summer of 2024 was the hottest on record for Europe and globally. While up to recently the extreme events were not considered usual in Zemgale region, experience from few previous seasons raise precautions. In summer 2024, there were heaviest rains that Latvia has experienced since 1945.

The impact of various extreme weather events has been particularly pronounced in places with high population density, such as the city of Jelgava. The region’s flat topography and land surface elevation relative to sea level result in high groundwater levels, which place additional stress on the city’s drainage and storm water drainage systems.

Issue

In Jelgava, the main challenges from rainfall include high risk of flooding and damage to infrastructure during prolonged rainfall. The Lielupe River and its tributary floodplains, as well as low topography and high-water tables, make drainage and stormwater drainage systems difficult to operate. The extreme rainfall of July 2024 confirms that the existing sewerage system is inadequate to cope with such situations.  In the region’s rural areas, the threats affect both settlements and villages and fertile agricultural land, which plays an important role in the region’s economy.

Storms are the second most pronounced weather extreme in the region and, although on average winds are not expected to change significantly over the 21st century, by the end of the century (relative to the period 1971-2000) there will be a greater number of both windless days and stormy days per year.  In recent years, the Zemgale region has been severely affected by thunderstorms and storms that have brought heavy rainfall in the form of both rain and hail, destroying agricultural crops and damaging infrastructure in many places. Severe storms in summer and early autumn, when trees and shrubs are still in leaves, have caused severe damage.

Climatologists believe that the current extreme values will become the norm in the future, while extreme weather events will cause even more damage. Climate models also predict an increase in total annual precipitation over the 21st century, with an average annual precipitation in Latvia of 775.7 [±60.0] mm for minor, 806.5 [±72.8] mm for moderate and 814.2 [±79.7] mm for major climate change. Predictions foresee substantial increase in duration of heatwaves from climatic norm of 8 days to 16 [±8] days for minor, 22 [±9] days for moderate and 33 [±12] days for major climate change.

Forecasting extreme weather events is quite complicated task, as these events are characterized by short-term nature, they and spatially limited, and thus short warning times are operational. Measures for adaptation to climate change thus become essential by preparedness for more days with extreme temperatures and for more extreme precipitation events. Decision-makers and local authorities need data and information to make the necessary preparations in advance by adapting to the different scenarios and possible consequences.

Within activities of IMPETUS project, the Adaptation Pathways are elaborated for Zemgale region with particular focus on flooding occurrences from river spring floods and heavy rain events:

  • Adaptation pathways are developed to support in better management of river flood risks and heavy rain floods (flash floods).
  • Aimed to implement a set of measures for reducing the frequency and extent of flooded areas in both rural (agricultural) land and urban settlements.
  • In exchange with the stakeholders, adaptation options are identified, assessed and included in the pathways to increase adaptive capacity in Zemgale region.
  • Structural measures, e.g., upgrading of existing drainage and stormwater drainage systems, and aligning them with nature-based solutions for water retention in rural and urban areas, and cleaning of riverbeds are considered.
  • Non-structural measures for improving flood risk early warning system (EWS), increasing awareness of inhabitants and improving the efficiency of actions of competent authorities in case of floor risks are addressed.
icon_flood

Flooding

Zemgale is a very flat region, located in a lowland area with a high density of rivers. The Lielupe River is characterized by its slow course, due to Zemgale’s flat topography and the low gradient of the riverbed. The height of the Lielupe floodplain does not exceed 1 m above water level. Downstream of Jelgava, the Lielupe River drops only 5-10 cm/km. The riverbed is much lower than the average level of the Baltic Sea.

Issue

Climate change in the Zemgale region by the end of the 21st century will have a major impact on the hydrological regime.  One of the most significant changes will be increased precipitation: under a moderate climate change scenario, winter precipitation will increase by 24-38%, while under a significant climate change scenario, precipitation is expected to increase by as much as 35-51%. Maximum daily precipitation will increase by about 3-6 mm, in some places by as much as 10-12 mm. On a seasonal basis, the greatest increases in precipitation are expected during the winter and spring seasons, so that the risk of flash flooding increases significantly during the cool season, when evapotranspiration is not intense. Periods of high rainfall will alternate with prolonged droughts, which will have a particular impact on heavy rainfall events, increasing the frequency of flash floods. During heavy rainfall, short, localised flooding can be observed in both larger and smaller towns, as well as in flat rural areas.

One of the activities in Zemgale in the IMPETUS project is the improvement of the Flood Early Warning System using the HEC-RAS 2D model. This model simulates water flow in two dimensions, which is particularly useful for flood modelling and forecasting. The HEC-RAS 2D model uses two-dimensional Diffusion Wave Equations to calculate the water flow. The developed model performs 2D

Key Benefits of Using Such a Hydraulic Model

  1. Accuracy and Detail: The HEC-RAS 2D model provides high accuracy and detail, which is essential for flood risk assessment and management.
  2. Integration: The HEC-RAS 2D model can be integrated with other geographic information systems (GIS), facilitating data processing and visualization.
  3. Early Warning Systems: The model is crucial for the development of early warning systems, as it allows for the prediction of flood spread and impact, thereby helping to timely warn residents and take necessary measures.
  4. This solution automatically reads hydrological forecast data from the forecast system of the Latvian Environment, Geology and Meteorology Centre.

These model results are crucial for the operation of the Early Warning System, which uses this data to identify potential flood areas and prepare warnings at the property (cadastral unit) level.

icon_heat

High temperatures

Record-breaking summertime temperatures have been recorded in the Netherlands in recent years. With global temperatures rising, such extreme weather events will occur more often, and for longer periods. Prolonged high temperatures, with warm nights as well as hot days, can cause heat stress* and related health issues, particularly among city populations.

*Heat stress occurs when the human body cannot get rid of excess heat and can impact wellbeing through conditions such as heat stroke, exhaustion, cramps and rashes.

"We want to enable municipality decision makers who are working on spatial developments to identify heat stress 'hot spots' and cool areas, analyse the future effects of climate change, and model the effect of different heat stress-reducing measures. The tool must provide them with an easy starting point to integrate heat stress risks in their projects."

Issue

Despite the cooling effect of the sea in the region of Zeeland, the growing risk of heat stress has become a concern.

Elderly and other vulnerable people are more impacted by the effects of prolonged heat, which can cause headaches, dizziness, insomnia and other health issues – even death. Excess temperatures also affect general comfort and liveability of cities. Water quality can be reduced, both for drinking and swimming, and infrastructure can be affected. Buildings and concrete surfaces trap heat, potentially leading to damage, and release it during the night, keeping temperatures warm.

During heat waves, it is important that everyone has access to a cool and comfortable place. Appropriate spatial planning can help to decrease and deal with heat stress. Environmental factors like water bodies, trees, and shade have a major impact on stress caused by high temperatures. Therefore, planting trees, removing concrete surfaces, creating green roofs and cool spaces can improve our comfort and health. The IMPETUS Atlantic team is developing a digital tool to support regional decision making for city planning to address these needs.

icon_flood

Flood risk

By 2050, sea-level within this region is predicted to rise by 15-40 cm, with more frequent extreme weather and more (severe) storms triggered by climate change. These changes will exacerbate the natural risk of flooding in the IMPETUS ‘Atlantic’ region, because it is surrounded by rivers and the sea, and is below sea level.

*Risk takes into account two aspects; the chance that an event will occur and the negative impact of such an event once it occurs. When there is a low chance that an event will occur, but its impacts are huge, the risk is still significant.

“In the Netherlands, an extensive system of dikes protects us against sea and river flooding. We have always put our faith in this defence and focused almost solely on flood prevention. However, pressure on our system will increase with climate change and rising sea levels. To adapt and maintain a safe living environment, we should develop other safety measures, like more robust spatial planning and contingency plans."

Issue

Rotterdam city, is located in Rijnmond – ‘mouth of the Rhine’. The Rhine river flows through this densely populated area and characterises the region. Protections such as sea dikes and storm surge barriers have been constructed to protect the region, but flooding still occurs.

People living in the city are accustomed to seeing smaller floods. The changing climate affects the interplay between rainfall, river levels and sea storms, increasing the flooding risk. Water levels could rise by a few metres, even in populated areas, with potentially massive impacts. 

Mitigation measures such as storm surge barriers reduce the chance that high water reaches the city, but to minimise the impact of floods when they do occur, adaptation strategies are also needed. A city that can adapt to be safe from floods must be carefully designed. How best to design such an adaptive city?

Critical infrastructure, such as hospitals and evacuation routes, must be accessible at all times. Planning how to best protect them, homes and lives is complex. Flood water behaves in a complex way and flood risks show strong spatial variations. The IMPETUS Atlantic team is developing a digital tool to support regional decision making for adaptive city planning. 

icon_factory

Energy and waste water

To become climate-neutral by 2050, climate mitigation* efforts are crucial in our strategy for how to deal with climate change. Reducing our energy consumption is a significant mitigation step. In the Netherlands, 15% of energy is consumed in the Rijnmond area around the port of Rotterdam, in large part by a major petrochemical industry cluster.

*Climate mitigation encompasses measures such as technologies, processes, or practices that reduce carbon emissions or enhance the sinks of greenhouse gases.

Issue

The Rotterdam port petrochemical industry cluster is Europe’s largest. It consumes 70% of the Rijnmond region’s energy. A large part of this energy is wasted (64%, 203 petajoules). More than half of that energy is lost with wastewater. In addition, most energy processes within these industries rely on fossil fuels, which has a significant impact on the climate.

Energy use must be minimised and fossil fuels should be replaced by renewable sources if climate change is to be mitigated. Electrification of processes opens up the possibility to use more renewable energy and can greatly impact decarbonisation. Recovering wasted heat would significantly reduce energy consumption and is a first step towards a more circular industry. 

Supporting industries in a transition towards climate-neutrality depends on identifying how best to reduce their carbon footprint without sacrificing production or performance. The IMPETUS Atlantic team is creating a digital tool that supports decision making about pathways towards an effective energy transition for EU industry.

icon_fertilizer

Eutrophication

Due to its fertile soils, Zemgale region in Latvia is characterised by an intensive agriculture where large-scale farming dominates. Agricultural activities are well developed and focus on the cultivation of crops.

During the last decade, the area of croplands in the region has increased along with application of high amounts of mineral fertilisers. Excessive loading of nutrients (nitrogen and phosphorus) lead to eutrophication of water bodies e.g., causing overgrowing of rivers, and thus putting a pressure on biodiversity and natural habitats.

Issue

Municipal wastewater effluent is another source of eutrophication in the region. Quite often performance of wastewater treatment facilities is not sufficiently effective to ensure complete purification of waste waters causing water pollution with nutrients. As the result the ecological water quality of the rivers in Zemgale region is mostly moderate or bad.

According to water quality monitoring data of 88 waterbodies located within the Lielupe River basin district, there are 53 waterbodies having significant disperse pollution load and 14 water bodies where point source pollution load prevails (Source: LEGMC, 2024).

Climate change related increase of temperature catalyses eutrophication processes in water bodies. Climate models predict continuation of the increase of temperature thus intensifying the symptoms of eutrophication in freshwaters. Therefore, along with reduction of use of fertilisers, improvement of municipal wastewater treatment facilities, application of additional measures to prevent nutrient runoffs from agricultural land and urban environment to water bodies is of pivotal importance.

Together with regional and local stakeholders in Zemgale region, IMPETUS project partners in Latvia are developing Zemgale regional climate change adaptation plan, that will highlight the possibilities and intention of implementation of nature base solutions, e.g., constructed wetlands in Zemgale region to reduce the nutrient leakages/runoffs, reduce eutrophication intensity and improve the quality of surface waters.

icon_flood

El aumento del nivel del mar

Los efectos del aumento del nivel del mar ya son visibles hoy en día: entre 1995 y 2015, las playas catalanas retrocedieron en promedio 0,44 metros anuales. Se espera que la erosión costera, debido al aumento del nivel del mar y a las tormentas más frecuentes, aumente con el cambio climático. Este riesgo tendrá un impacto mayor en áreas con infraestructuras y hábitats naturales ubicados muy cerca de la costa, como en el sitio de demostración costera IMPETUS en Cataluña.

*El nivel del mar (nivel medio del mar) es el nivel promedio de la superficie de uno o varios cuerpos de agua costeros de la Tierra desde el cual se pueden medir alturas como la elevación.

"En el municipio de Santa Susana estamos implementando una estrategia integral de sostenibilidad que incluye intervenciones para renaturalizar la línea costera con el fin de aumentar la resiliencia de nuestra costa frente al aumento del nivel del mar y la erosión costera. Cualquier apoyo para visualizar y cuantificar los impactos positivos de tales actividades en la erosión costera es clave para informar nuestros próximos pasos y demostrar los beneficios de las medidas de adaptación al cambio climático a otros municipios costeros."

Problema

En la costa catalana, en España, la densidad de población es particularmente alta a lo largo de la costa, debido a una alta actividad turística. La mitad de los municipios costeros han informado daños en la infraestructura de playa existente.

Mirando hacia el futuro, se proyecta que los niveles del mar aumenten aún más, entre 21 y 25 cm para mediados de siglo. Esto aumentará la erosión costera, poniendo en riesgo a comunidades, infraestructuras y hábitats naturales.

Las preocupaciones son particularmente altas en la costa catalana, donde casi el 60% de los primeros 100 metros a lo largo de la costa están urbanizados. Esto exacerba la vulnerabilidad en sectores como el transporte, la energía, el saneamiento, las comunicaciones, los puertos y la infraestructura. Un ejemplo ilustrativo es una de las principales líneas ferroviarias, que discurre a lo largo de la costa y debe ser reubicada tierra adentro.

A pesar de contar con datos significativos disponibles sobre la erosión costera, los gestores costeros aún no han aprovechado completamente para fines prácticos. IMPETUS tiene como objetivo poner fácilmente disponibles los datos de erosión costera, facilitando la gestión de la línea costera y fomentando una mejor planificación para el futuro.

icon_drought

Suministro de agua

Según la ONU, la cantidad y duración de las sequías han aumentado un 30% desde el año 2000, principalmente debido al cambio climático y las altas temperaturas que favorecen la evaporación del agua. Para el año 2050, se espera que el 75% de la población mundial se vea afectada por las sequías y se vea obligada a emigrar a otras regiones. En la región costera de IMPETUS, las sequías ya están afectando la disponibilidad de agua y su uso.

*La escasez de agua ocurre cuando el suministro de agua no es suficiente para cubrir la demanda, la infraestructura hídrica es inadecuada, o las instituciones no logran equilibrar las necesidades de todos.

"En Cataluña, existe una escasez crónica de agua que ha sido (y será) agravada por el cambio climático. Durante la última década han ocurrido eventos extremos como tormentas severas y sequías prolongadas. En IMPETUS, trabajamos para mitigar el impacto del cambio climático en la escasez de agua y en la industria turística."

Problema

El cambio climático está haciendo que eventos climáticos extremos como tormentas y sequías sean más probables y más severos. Por ejemplo, los períodos de sequía son fenómenos cíclicos aunque están volviéndose más frecuentes impactando la cantidad y calidad del agua disponible.

Europa está experimentando un aumento de la escasez de agua y sequías, especialmente en regiones mediterráneas como Cataluña. Las cuencas hidrográficas catalanas han caído por debajo del 15% de la capacidad de sus embalses debido a la baja precipitación y el aumento de la temperatura durante los dos últimos años. Y desde el 4 de febrero, el Gobierno catalán declaró el estado de emergencia debido a la sequía prolongada.

Los períodos de sequía aumentados por el cambio climático no es el único factor que promueve la escasez crónica de agua en Cataluña, sino también el crecimiento poblacional y el turismo. Por lo tanto, es necesario optimizar el uso del agua, mejorar la gestión integrada del agua e implementar equipos de control junto con sistemas de alerta temprana.

Dentro del caso de demostración costera de IMPETUS, se probarán y demostrarán soluciones de adaptación para enfrentar estos desafíos que afectan el suministro de agua. Por ejemplo, estrategias para un turismo resiliente al clima, sistemas descentralizados para la reutilización del agua, predecir y prevenir el deterioro de la calidad del agua causado por eventos extremos de tormentas o sequías, etc.

icon_flood

Flooding and water management

Tromsø city is located on an island in Arctic Norway, with the center being built mostly along the shore. Tromsø has been a fast-growing city for many years, and new buildings and infrastructure are settled at water areas through land reclamation.

Issue

Increased precipitation, higher temperatures, and sea-level rise may affect urban water systems through more frequent storm surge and flooding. Other low-lying areas, such as the heritage district (“Gamlebyen”), built heritage sites, and commercial sites will be affected by flooding from extreme sea levels.

Tromsø is also affected by flooding due to sudden snow melting, occurring when temperature abruptly rises far above the melting point during winter, often associated with heavy rain. Such events are expected to increase with climate change.

These climate risks are challenging for the adaptation planning, both in a short and long-term perspective, as they are interdependent, complex, and affecting both public and private properties.

The Arctic Demo site is developing a digital twin as a tool to support municipal adaptive planning.

icon_landlise

Natural hazard risks increasing

Northern Norway is a unique landscape with mountains jetting up out of the sea and fjords. This provides a major challenge for the road network, power transmission lines, and other important infrastructure.

"Slushflows and wet snow avalanche occurrence will increase as rainfall in the Arctic increases by up to 40% with climate change. We must be prepared to adapt to these hazard events to ensure a safer society in the mountains, on roads and in settlements."

"The risk of landslides to society in the Arctic is increasing due to event frequency increase due to climate change and from urbanisation. We do not fully understand the links between event drivers such as rainfall and mountain slope collapse leading to landslides. This relationship must be investigated further to have reliable and robust early warning."

Issue

Many settlements and roads are built on the flatter terrain located at the bottom of a mountain slope near the coast or in valley bottoms. This leaves much of the infrastructure exposed to gravitational natural hazards such as snow avalanches, shallow landslides, and rockfalls.

With a warmer and wetter climate in northern Norway it is expected that the magnitude and frequency of gravitational natural hazards will change.

icon_salmon

Sustainable management of fishery and aquaculture

Rising sea temperatures, ocean acidification, rising sea levels, along with more frequent and severe extreme weather events, significantly impact fish habitats, migration patterns, and reproduction cycles.

"As marine environments are put under stress by increasing temperatures and a higher demand for space in the coastal zone, we hope to see that the integration of the Marine spatial planning framework leads to better informed decision-making and climate adaption in the region."

Issue

Global warming and the resulting consequences influence fishery productivity, fish reproduction and health, as well as aquatic habitats. This leads to shifts in the distribution and abundance of fish stocks, affecting fishery, and in the suitability of sites for sustainable aquaculture. The climate change-related increase in extreme weather events further worsens these issues and enhances biological risks such as harmful algal blooms. These climate-related challenges necessitate adaptive planning strategies for both the short and long term.

To address this, the Arctic Demo site is developing a Geographic Information System (GIS)-based visualization tool to support the co-design of Marine Spatial Planning decisions between planners and stakeholders, for better planning for fishery, aquaculture, and other marine sectors.