2012年，飓风“桑迪”在斯塔滕岛新多普海滩登陆时造成的破坏。
2012年，飓风“桑迪”登陆加勒比地区诸岛，并在转变为后热带气旋后，登陆北美东海岸，造成了大规模的破坏。仅纽约市就有43人因风暴丧生。当地官员在一份报告中写道：“有史以来，这座城市从没经历过这么大规模的风暴，也没有一场风暴能造成这么大的破坏，影响这么多人的生活。”
随着气候变化和海平面上升，气象学家预计还会出现更具破坏性的风暴。包括纽约市在内，很多沿海城市都在考虑如何加强防护。纽约市的方案中有一项很有意思的计划，在斯塔滕岛（Staten Island）南部铺设一层“活的”牡蛎屏障，保护可能在风暴中首当其冲的托滕维尔。这个项目叫做“生物防波堤”（Living Breakwaters），项目设计人员希望通过建造屏障来减弱巨浪，减少海岸侵蚀，恢复当地生态系统，同时起到教育当地民众的作用。
原本，密集的大型牡蛎群不仅可以保护托滕维尔免受巨浪的侵袭，还能为周围的水体起到过滤的作用。但是，过度捕捞、污染和疏浚几乎摧毁了牡蛎群。美国景观建筑公司SCAPE的合伙人布拉德•豪（Brad Howe）说:“过去，大量堆积在一起的牡蛎礁可以提供结构化的栖息地，现在这里只剩下沙质的底部了。”SCAPE与另一个小组（由工程师和生态学家组成）共同设计了这个防波堤。在“桑迪”给托滕维尔带来了极具破坏性的海浪，夺走了生命，冲毁了房屋后，这场风暴也给生态退化问题敲响了警钟。
根据纽约州长风暴恢复办公室（The New York Governor's Office of Storm Recovery）的计划，最早将于2019年夏天开始建造全新的防波堤，将由9个近千米长的独立屏障组成。屏障的石质躯干部分会露出水面，距离海岸200到400米。设计屏障是为了分散波浪的冲击力（见图示）。其中5个屏障计划在“百年一遇”的风暴期间将海浪高度压制到1米以下。要知道，当海平面上升0.8米后，就有1%的几率发生“百年一遇”的风暴。另外4个屏障则计划在较小的风暴中减小海浪的冲击力，预防海浪的侵蚀。
乔·马罗内（Joe Marrone）是设计咨询公司Arcadis的工程师，他说:“在风暴期间，海浪会在冲击防波堤的同时从屏障间穿过。被分散后，海浪的高度也会随之降低。你还是可以欣赏海浪拍打海岸的景色，只是明显会比之前小很多。”
通过减少海浪冲击海岸的冲击力，防波堤就能减缓侵蚀，留住更多的泥沙，从而帮助海滩的恢复。设计之初，屏障之间的缝隙就是为了方便自然沉积物流通，所以也能向外排出一部分。
新建的防波堤就像横着伸入海洋的手指，可以为鱼类和其他水生动物提供栖息地。“我们试图在结构上模仿自然形成的礁体，”豪说。除此以外，防波堤还会使用有益于海洋生物的材料。“十亿牡蛎工程”（Billion Oyster Project）就计划在防波堤和周围培育双壳类动物（关于生物海岸线的报道，详见本期《生物海岸线：抵御超级风暴》）。
防波堤项目还配备了“水上枢纽”，其实这就是一艘教育观光船，可以让社区成员和学生进一步了解防波堤。豪说，“这是为了增加项目的社会适应力，将社区居民与海岸联系起来。”
目前，世界上很多地方都开始努力建设与自然相结合的工程了，而不是简单地与自然对抗。比如在荷兰鹿特丹市，植被覆盖的“绿色”屋顶就能吸收雨水。在风暴期间，他们的公共广场还可以用作蓄水池。在弗吉尼亚州的诺福克，为了预防海平面上升和风暴来临，还制定了一项保护性措施，可以在必要时安排沿海地区的人向后撤离。
菲尔·伯克（Phil Berke）是得克萨斯农工大学土地利用和环境规划方面的教授，他说:“即便是在目前的政治环境下，这些项目也在逐步开展。无论是纽约、迈阿密还是诺福克等城市，都在采取各自不同的措施。”
然而，一些专家对此表示担忧。宾夕法尼亚大学沃顿风险管理与决策过程中心的高级研究员凯瑟琳•格雷格（Katherine Greig）就表示:“毫无疑问，融入绿色元素（生物防波堤等）的项目的恢复力会更强。但是，如果人们认为这就是问题的最终答案，会让我感到很不安。它会让社区的人们对风险产生错误的安全感吗?在这些基础设施投资的背后，最需要帮助的人真正得到应有的帮助了吗？”
SCAPE表示，他们正在努力解决这些问题，“我们的设计团队正在与风暴恢复办公室共同合作，不断推进社区教育，不仅告诉托滕维尔居民他们现在和未来所面临的风险，也会告知他们防波堤只能消除部分风险。”
撰文：安妮·斯尼德（Annie Sneed）
翻译：郝豪
引进来源：科学美国人
本文来自：环球科学
特别声明：本文转载仅仅是出于科普传播信息的需要，并不意味着代表本网站观点或证实其内容的真实性；如其他媒体、网站或个人从本网站转载使用，须保留本网站注明的“来源”，并自负版权等法律责任；作者如果不希望被转载或其它相关事宜，请与我们接洽。
[责任编辑：环球科学]
