La modélisation montre que les récifs coralliens au large de la côte est de l'Arabie saoudite ont un rôle vital dans la protection de la zone côtière.

La prédiction des ondes de tempête et des hauteurs de pointe des vagues à l'aide d'une modélisation avancée à haute résolution révèle le rôle important des récifs au large dans la protection des zones côtières. Les résultats des chercheurs du KAUST fournissent des critères de conception précieux pour l'urbanisme dans la zone côtière de la ville économique du roi Abdallah (KAEC) et soulignent l'impératif économique et d'atténuation des catastrophes pour conserver les récifs coralliens de la mer Rouge.

« La tâche initiale était de modéliser les hauteurs maximales des vagues pour définir l'élévation minimale du sol sûr pour les structures et la conception des routes dans la ville, " explique Sabique Langodan du groupe de modélisation et de prévision de la mer Rouge de KAUST. " Pourtant, avec la richesse des observations des vagues et du niveau d'eau et une bathymétrie précise (profondeur de l'eau) près du littoral, combiné avec les capacités avancées de modélisation et de calcul intensif dont nous disposons chez KAUST, nous avons étendu l'étude pour étudier le rôle des récifs coralliens dans la modulation du climat des vagues de cette région abritée par les récifs."

Pour prédire avec précision les hauteurs de vagues extrêmes, il est nécessaire de modéliser la façon dont les vagues se transforment lorsqu'elles traversent les récifs et les fonds marins peu profonds à l'aide de données de vagues à long terme. De nombreuses entrées entrent dans la simulation, incluant un modèle du processus de transformation physique des ondes, bathymétrie, forçage atmosphérique et circulation marine. Tout aussi important, cependant, est l'architecture de simulation et la plate-forme de calcul car elles déterminent la résolution et la précision des résultats.

"Nous avons configuré un modèle haute résolution à l'aide d'une grille non structurée, ce qui permet de faire varier la résolution du modèle sur le domaine, à partir de cellules de 60 kilomètres au large, à des cellules aussi petites que 60 mètres près du littoral, " dit Langodan.

Les chercheurs ont utilisé un modèle couplé de vagues et de circulation pour tenir compte des changements de hauteur des vagues résultant des variations des niveaux d'eau et des courants. Ils ont combiné cela avec des champs météorologiques dérivés d'un modèle atmosphérique régional à haute résolution.

"Notre étude à haute résolution a permis de réviser à la baisse l'élévation minimale de sécurité dans KAEC, de 4,0 mètres à 2,3 mètres, " dit le chef du groupe Ibrahim Hoteit. " Bien qu'il s'agisse d'une baisse relativement faible, cela conduit à une économie d'environ 90 millions de mètres cubes de matériau de remplissage, ce qui équivaut à environ 500 millions de dollars.

Cependant, l'étude a également montré que l'élévation de sécurité abaissée dépend de la présence des récifs coralliens situés au large de la côte de la mer Rouge, qui agissent comme un brise-lames naturel pour protéger les zones côtières contre les aléas, comme le runup des vagues, dépassement, inondations et érosion.

« Les récifs réduisent de moitié la hauteur des vagues sur le littoral, ", déclare le co-auteur Omar Knio. "Les côtes protégées par les récifs pourraient toujours être exposées à des vagues plus importantes si la protection côtière offerte par les récifs est réduite par la dégradation des coraux ou l'élévation du niveau de la mer."