कागज़ की स्क्रॉल, 13 इंच चौड़ी, 60 फीट तक फैली हुई थी, इसलिए स्टीफन टॉके ने नेशनल आर्काइव्स के अंदर एक साथ टेबल खींची, जिसमें सिविल वॉर से पहले डेटिंग के ज्वार-भाटे के बढ़ने और गिरने का पता लगाने के लिए स्क्विगल्स की शीटों को अनियंत्रित किया गया। "यह शानदार था, " वह याद करता है। "मुझे लगता है कि ये रिकॉर्ड सभी खो गए थे, और यहां मैं महल की चाबी के साथ हूं।"
रिकॉर्ड न केवल अतीत को समझने के लिए महत्वपूर्ण हैं, बल्कि भविष्य के सामना करने वाले शहरों जैसे विलमिंगटन, उत्तरी कैरोलिना; जैक्सनविले, फ्लोरिडा; जमैका बे, न्यूयॉर्क और देश भर के अन्य बंदरगाह। इन ज्वारीय रिकॉर्डों से प्रेरित होकर, टॉकी और उनके सहयोगियों ने कंप्यूटर मॉडल बनाए हैं जो दिखाते हैं कि कार्गो जहाजों को समायोजित करने के लिए चैनलों को गहरा करने से उच्च ज्वार और नाटकीय रूप से कुछ शहरों में तूफान के बढ़ने से बाढ़ आ सकती है।
2011 में उस दिन के रिकॉर्ड्स के स्क्रॉल कोलंबिया नदी पर एस्टोरिया, ओरेगन के पास थे, जहां टॉकी पोर्टलैंड स्टेट यूनिवर्सिटी में पर्यावरण इंजीनियरिंग के एक एसोसिएट प्रोफेसर हैं, जो नदी, नालों और महासागरों के हाइड्रोडायनामिक्स का अध्ययन कर रहे हैं। अगले कुछ वर्षों में, टॉकी और उनके सहयोगियों ने न्यूयॉर्क, उत्तरी कैरोलिना, मैसाचुसेट्स, फ्लोरिडा, डेलावेयर, वर्जीनिया और अन्य तटीय क्षेत्रों को कवर करने वाली लंबी-खोई हुई ज्वार की कहानियों का खुलासा किया। हर बार, उन्होंने रिकॉर्ड की तस्वीरें लीं और पोर्टलैंड राज्य लौट आए, जहां टॉकी के छात्रों ने 19 वीं शताब्दी में जानकारी को ज्वार के गेज के डिजिटल डेटाबेस में स्थानांतरित कर दिया। सबसे पुराने रिकॉर्ड 1820 के दशक में बोस्टन में आए थे, जो पहले से उपलब्ध दशकों से पुराने हैं।
सेंट जॉन नदी का यूएस कोस्ट और जियोडेटिक सर्वे मैप, 1899 से। जैक्सनविले छवि के बाईं ओर स्थित छोटा शहर है। डेम पॉइंट के पास, चैनल को 1894 में 18 फीट तक फैला दिया गया था। (Talke et al।) टॉके ने उस पुराने जमाने के स्लीथिंग को उच्च तकनीक वाले मॉडलिंग के साथ जोड़ दिया, जो कि बंदरगाह शहरों में लगभग 150 साल पहले शुरू हुए ड्रेजिंग से संबंधित मुहल्लों में बदलाव की जांच करने के लिए था। उसने सोचा कि क्या वह जर्मनी और नीदरलैंड की सीमा पर एम्स नदी के मुहाने का अध्ययन करने वाले एक पोस्ट-डॉक्टरल प्रोजेक्ट के दौरान उसके प्रभाव के समान होगा। यूरोप में, उन्होंने यह समझाने की कोशिश की कि तलछट की सघनता में एक नाटकीय वृद्धि क्यों हुई है, जिससे ऑक्सीजन की कमी और व्यापक आपदा हो सकती है। उन्होंने जो कुछ सीखा, वह यह था कि दशकों के एक मामले में ज्वार करीब-करीब दोगुना हो गया था। क्यूं कर? समय के साथ शिपिंग चैनल को गहरा करना, सुव्यवस्थित करना और चौड़ा करना मुहाना के हाइड्रोडायनामिक्स में एक नाटकीय बदलाव का कारण बना।
अमेरिकी तटों के साथ कुछ बंदरगाह शहर एम्स नदी के मुहाने पर समान परिणाम दिखाते हैं, हालांकि टॉकी ने चेतावनी दी है कि प्रत्येक मुहाना अलग है। कुछ स्थानों पर, उन्होंने पाया है कि चैनल गहरीकरण ने बाढ़ के जोखिम को कम कर दिया है। दूसरों में, एक सदी से अधिक के परिवर्तन नाटकीय रूप से हुए हैं, तूफान की वृद्धि की अनुमानित ऊंचाई को दोगुना करते हुए, समुद्र के स्तर में वृद्धि, तूफान की तीव्रता में वृद्धि और अन्य कारकों का संकेत हो सकता है। ऐसा लगता है कि सबसे ज्यादा नुकसान ऊपर-नीचे और तटों से दूर - उन जगहों पर होता है, जहां लोगों को लगता है कि उनमें जोखिम कम है।
उन निष्कर्षों की कुंजी ऐतिहासिक रिकॉर्ड हैं जिन्हें टॉक ने उजागर किया था। उन्होंने शोधकर्ताओं को कंप्यूटर मॉडल की सामान्य भूमिका को फ्लिप करने की अनुमति दी है - भविष्य की भविष्यवाणी करते हुए - और यह जांचने के लिए समय में यात्रा करते हैं कि चैनल गहरीकरण से पहले कैसे नदियां और नदियां व्यवहार करती हैं। जब उनके मॉडल ऐतिहासिक टाइड्स को पुन: पेश करते हैं, जो कि टॉकी की टीम ने कागज रिकॉर्ड में पाया है, तो यह उन्हें विश्वास दिलाता है कि मॉडल सही हैं।
"यह अभिलेखीय रिकॉर्ड का एक साफ उपयोग है जो महत्वपूर्ण समस्याओं को संबोधित कर सकता है जो किसी का ध्यान नहीं गया है और यह भी अंतर्दृष्टि देता है कि एक मुहावरे की तरह संवेदनशील प्रणाली स्थितियों को बदलने के लिए कितनी संवेदनशील है, " टॉकी कहते हैं। "एक सदी से भी अधिक समय के फ्रेम में, हमने अपने बंदरगाह और मुहल्लों के पानी के नीचे की स्थलाकृति को बहुत बदल दिया है। हमने सचमुच में गंदगी के पहाड़, समुद्र के किनारों, विस्फोटित घाटियों को सीधा किया है और शानदार बड़े जहाजों को सुपरहाइववेज बनाया है। इन परिवर्तनों के लिए। हमारे बंदरगाह दुनिया भर में ऐसे प्रभावों के साथ सर्वव्यापी हैं जिन्हें हमने कई मामलों में पूरी तरह से नहीं माना या यहां तक कि मैप भी नहीं किया। "
उन स्थानों में से एक विलिंगटन, उत्तरी केरोलिना है, जिसमें देश में धूप दिन के बाढ़ की सबसे अधिक घटनाओं में से एक है - हाल ही में प्रति वर्ष 80 दिनों से अधिक। 1887 में टॉकी ने पाया कि रीडिंग से पता चलता है कि विलमिंगटन में ज्वार की रेंज पिछले 130 वर्षों में दोगुनी हो गई है, जो तथाकथित उपद्रव बाढ़ की आवृत्ति को बदल रही है।
तट के पास, ज्वार केवल थोड़ा बढ़ गया है - एक संकेत है कि परिवर्तन नदी में कृत्रिम परिवर्तन द्वारा संचालित हैं। कंप्यूटर मॉडलिंग का उपयोग करते हुए, टॉकी और एक छात्र, रामिन फेमिलखिली ने निर्धारित किया कि श्रेणी 5 के तूफान से होने वाली सबसे खराब तूफान की वृद्धि 19 वीं सदी में 12 फीट से बढ़कर 18 फीट हो गई है, जब विल्सन के आसपास के चैनल आज की गहराई से आधे थे। ।
एक कंटेनर जहाज बाल्ड हेड आइलैंड, नेकां के करीब से गुजरता है, गुरुवार 8 अगस्त, 2013 को विलमिंग्टन के बंदरगाह के लिए मार्ग। (एपी फोटो / हैरी हैम्बर्ग) तूफान फ्लोरेंस ने सितंबर में शहर में बाढ़ ला दी थी। "मुझे लगता है कि आप कह सकते हैं कि बाढ़ का हिस्सा सिस्टम में बदलाव के कारण सबसे अधिक संभावना थी, " टिक्के कहते हैं। वह नोट करता है कि विल्मिंग्टन ने तूफान के साथ चलने वाली हवाओं के साथ-साथ तूफान के कहर को कम करते हुए तूफान के किनारे होने का फायदा उठाया। पूरी तरह से समझने के लिए, वह कहते हैं, शोधकर्ताओं को वर्षा और पवन क्षेत्र सहित एक पूर्ण-स्तरीय मॉडल करना होगा।
जैसा कि कंटेनर जहाज कभी बड़े हो गए हैं, पनामा नहर के गहरीकरण से प्रेरित होकर, दुनिया भर के बंदरगाहों ने कभी भी न्यूयॉर्क, बाल्टीमोर, नॉरफ़ॉक, चार्लेस्टन और मियामी के बंदरगाहों के लिए चैनलों को 50 से अधिक फीट तक गहरा कर दिया है। उन परियोजनाओं के लिए व्यवहार्यता अध्ययन, जिनमें सेना के कोर ऑफ इंजीनियर्स द्वारा विश्लेषण शामिल हैं, आर्थिक संभावनाओं और कुछ पर्यावरणीय प्रभावों की जांच करते हैं, लेकिन ज्वार के परिवर्तन, बाढ़ और तूफान के बढ़ने पर चैनल के प्रभाव को खारिज कर दिया है। विश्व स्तर पर, ड्रेजिंग परियोजनाएं एल्बे नदी और जर्मनी के सबसे बड़े बंदरगाह हैम्बर्ग के बंदरगाह के लिए काम करती हैं; रॉटरडैम, यूरोप का सबसे बड़ा बंदरगाह; और कोरिया के बुसान पोर्ट, दूसरों के बीच में।
कुछ स्थानों पर इसका प्रभाव समुद्र में आमंत्रित करने और दसियों मील तक के शहरों को अत्यधिक ज्वार और बाढ़ में फैलाने के लिए हुआ है। लेकिन चैनल किस प्रकार गहरीकरण ज्वार की सीमा को बढ़ा सकता है और इसलिए तूफान और बाढ़ को बढ़ा सकता है? दो प्राथमिक कारक हैं।
ड्रेजिंग एक चैनल के निचले भाग को सुचारू करता है, जो प्राकृतिक अवरोधों जैसे कि टिब्बा, चट्टानों, घास और सीप के बेड को नष्ट करता है, जो प्रवाह को बाधित करता है, इसे एक मोटे ऑफ-रोड ट्रेल से एक चालाक NASCAR रेसवे में बदल देता है। जल प्रवाह पर उस खींच के बिना, कम ऊर्जा खो जाती है, जिससे आने वाले ज्वार और तूफान बढ़ जाते हैं। दीपन चैनल भी अशांति के प्रभाव को कम करता है। तल पर धीमी गति से चलने वाला पानी सतह के पास तेजी से बढ़ते पानी के साथ मिश्रण नहीं करता है (पुरानी कहावत के बारे में सोचें जो अभी भी गहरे पानी में चलते हैं), इसलिए सतह के पानी को अनिवार्य रूप से लगभग उतना ही धीमा किए बिना स्केट किया जाता है।
टॉकी और उनके सहयोगियों ने यह भी पाया कि चैनल को गहरा करने का उल्टा सच हो सकता है। 2015 के एक पेपर में, उन्होंने न्यूयॉर्क के जमैका बे को उखाड़ने के प्रभाव को मॉडल किया और पाया कि चैनल को प्राकृतिक, ऐतिहासिक गहराई तक बहाल करने से ज्वार की सीमा और तूफान में कमी आएगी।
"सीधी इंजीनियरिंग हस्तक्षेप और हमारे तटरेखाओं और मुहल्लों और बंदरगाह के लिए संशोधनों का बड़ा प्रभाव हो सकता है, " टॉल्के कहते हैं। "हम वास्तव में सिस्टम की भौतिकी को बदल सकते हैं।"
जियोट्स 14, एक अनुगामी सक्शन हॉपर ड्रेजर, नीदरलैंड्स में एक नहर से बाहर निकलता है। जहाज 33.8 मीटर की गहराई तक और विस्तार के साथ और भी गहरा हो सकता है। (विकिमीडिया कॉमन्स / सीसी 3.0) सामान्य रुझानों के बावजूद, प्रत्येक स्थान अलग है। हर तूफान अलग है। उदाहरण के लिए, चैनल का गहरा होना, एक मुहाने पर पानी चलाने वाली हवाओं के प्रभाव को कम करता है। कुछ स्थानों पर दीपन चैनलों का कोई प्रभाव नहीं हो सकता है या तूफान के बढ़ने और बाढ़ को कम कर सकता है, कुछ शोधकर्ताओं का कहना है कि पोर्टलैंड, ओरेगन और अल्बानी, न्यूयॉर्क में ऐसा प्रतीत होता है। उन स्थानों में, चैनल ड्रेजिंग के कारण होने वाली नदियों की ढलान में कमी ने चैनल को गहरा करने की तुलना में अधिक प्रभाव डाला।
लेकिन जैक्सनविले में 2017 की श्रेणी 1 के तूफान हरिकेन इरमा के दौरान चैनल की गहराई को 47 फीट तक बढ़ाने की योजना विवादास्पद रही है, जो कम ज्वार के दौरान होने के बावजूद ऐतिहासिक वृद्धि स्तर पर पहुंच गया। एक स्थानीय पर्यावरण समूह, सेंट जॉन्स रिवरकीपर ने ड्रेजिंग को रोकने के लिए मुकदमा दायर किया है। पिछले 120 वर्षों में, सेंट जॉन्स नदी में चैनल, जो समुद्र से 26 मील की दूरी पर शहर के माध्यम से नक्काशी करता है, को 18 फीट से 41 फीट की गहराई तक खोदा गया है। विल्मिंगटन की तरह, चैनल को नदी को गहरा और सुव्यवस्थित करने के लिए, टाल्के के अनुसार, जैक्सनविले के चारों ओर ज्वार की सीमा लगभग दोगुनी हो गई।
कॉलेज ऑफ विलियम एंड मैरी के एक हिस्से वर्जीनिया इंस्टीट्यूट ऑफ मरीन साइंस के फिजिकल साइंसेज विभाग के अध्यक्ष कार्ल फ्रेडरिक का कहना है कि तल्के तटीय प्रणालियों में बदलाव की जांच करने के लिए ऐतिहासिक ज्वार के रिकॉर्ड का उपयोग करने में अग्रणी रहे हैं। "मैंने जो काम देखा है, उससे बहुत प्रभावित हुआ हूं, " फ्रेडरिक कहते हैं। "अपने काम के विषयों में से एक यह बहुत साफ है कि वह अप्रत्याशित गैर-रेखीय प्रतिक्रियाओं का वर्णन करता है, जहां आपको लगता है कि एक चीज हो रही है, लेकिन अन्य चीजों का एक झरना हो रहा है।"
उदाहरण के लिए, डीपिंगिंग चैनल, अप्रत्याशित स्थानों पर जाने वाली तलछट की ओर जाता है, जिसका शाब्दिक रूप से पानी में कीचड़ होता है, और यह ताजे पानी की नदियों में खारे पानी की घुसपैठ को भी बढ़ाता है, जिसमें कैस्केडिंग प्रभाव होता है। डेलावेयर विश्वविद्यालय के एक तटीय समुद्र विज्ञानी और भूगर्भशास्त्री क्रिस्टोफर सोमरफील्ड ने नेवार्क बे और डेलावेयर बे पर टॉकी और अन्य के साथ पत्र प्रकाशित किए हैं। डेलावेयर मुहाना में, सॉमरफील्ड कहते हैं, चैनल के गहरीकरण ने फिलाडेल्फिया और ट्रॉनटन के करीब खारापन बढ़ा दिया है। चूंकि नमक रेखा ऊपर की ओर ढलान लेती है, इसलिए यह न केवल समुद्री जीवन को बदल देती है, बल्कि फिलाडेल्फिया (डेलावेयर नदी) के साथ-साथ पानी का उपयोग करने वाले उद्योगों (खारे पानी महंगा संक्षारक) के लिए ताजे पानी की आपूर्ति के लिए खतरा है। इसके अलावा, सोमरफील्ड का कहना है कि रखरखाव ड्रेजिंग तलछट को हटाती है जो नदी में एक बार कीचड़ और दलदल का निर्माण करती है - लहर ऊर्जा को कम करने में महत्वपूर्ण विशेषताएं।
हाल के एक पेपर में, टॉकी और उनके साथी लेखकों का तर्क है कि कमजोर तटीय समुदाय तूफान ज्वार, लहर शक्ति, आर्द्रभूमि के नुकसान और समुद्र के स्तर में वृद्धि के परिवर्तनों के संयुक्त प्रभाव को कम करके आंका जा सकता है। वे कहते हैं, "मुझे लगता है कि लोग इस तथ्य पर भरोसा करना शुरू कर रहे हैं कि आपके पास केवल एक ज्वार नहीं है, और आपके पास खुद से तूफान नहीं है या समुद्र के स्तर में वृद्धि है।" "आप उन सभी के साथ स्वतंत्र रूप से व्यवहार नहीं कर सकते हैं, इसे सभी जोड़ सकते हैं, और जोखिम में परिवर्तन प्राप्त कर सकते हैं। आपको उन्हें संयुक्त रूप से विचार करना होगा।"
Talke के लिए, अब सवाल यह है कि अतीत द्वारा कटा हुआ उन सुरागों को एक सुरक्षित भविष्य कैसे बनाया जा सकता है। उन्होंने कहा, "आपके पास यह परिवर्तनशील प्रभाव है, जहां एक अर्थ में, विजेता और हारने वाले हैं। अल्बानी जैसी कुछ जगहें हैं जो जोखिम में घटती हैं, और कुछ स्थान ऐसे हैं जो जोखिम में बड़ी वृद्धि देखते हैं।" “मुझे इस बात की चिंता है कि हमने वास्तव में इसकी पूरी तरह से जांच नहीं की है इसलिए हमें नहीं पता है कि कौन से क्षेत्र अधिक प्रभावित होने वाले हैं और कौन से क्षेत्र थोड़े अधिक संरक्षित हैं।
"अतीत से सीखकर, " टॉके कहते हैं, "हम भविष्य के लिए बेहतर तैयारी कर सकते हैं।"
