דינמיות של שיטפונות לאורך לוח הים האטלנטי

הצפה החוף מייצגת את אחד הסיכונים הטבעיים המתמשכים וההרסניים ביותר העומדים בפני קהילות לאורך לוח הים האטלנטי של ארצות הברית.מ מהחוף החולי של הבנקים החיצוניים אל החוף העירוני של ניו יורק, מיליוני תושבים ומילולי דולרים בתשתיות יושבים בתוך אזורים פגיעים להתפוצצות, בעוד שהציבור שומע לעתים קרובות על "סיכות" ו"גלים לא-התאבדות" בתחזיות מזג אוויריות, מנגנונים היסטוריים, מאחורי הקלעים, ומתמקדים באסונות עמוקים והופכים את המשתנים, והופכים את המשתנים, והופכים את המשתנים, והופכים את המשתנים, והופכים את המנגנונים היסטוריים, והופכים את המשתנים, והופכים את המשתנים, והופכים את המשתנים, והופכים את המשתנים על רקע מנגנונים מסובייקטים, והופכים את המשתנים, והופכים לאסונות עמוקים על רקע מנגנונים סוערים על רקע מנגנונים מסובייקטים, והופכים את המשתנים, והופכים את המשתנים, והופכים לאסונות על רקע מנגנונים סוערים, תוך כדי לאסונות על רקע מנגנונים סוערים, והופכים את המשתנים, והופכים את המשתנים, תוך כדי מנגנונים סוערים על רקע מנגנונים היסטוריים, תוך כדי מנגנונים סוערים, תוך כדי התבוננות באסונות על רקע מנגנונים

מה זה חוף הים?

שיטפונות חוף מתרחשים כאשר בדרך כלל יבש, קרקע דלה מעוגלת על ידי מי הים.בניגוד שיטפונות הנהר, אשר תוצאה של גשם מוגזם על פני שפיכות מים, שיטפונות החוף מונע על ידי כוחות האוקיינוס האטלנטי, לאורך לוח הים האטלנטי, כוחות אלה כוללים רמות טרופיים (hurricanes), מחזורי מים נוספים טרופיים (או של מזרחי), גאות, ורמת ים לטווח ארוך של כל אחד של נהגים קיצוניים יכולים לתרום לאינטראקציות אלה.

החוף האטלנטי רגיש במיוחד בגלל המדף היבשתי הרחב והבודד שלו.כאשר סערה דוחפת מים לכיוון החוף, המדף הרדוד פועל כמשט, ומאפשר מים להתערות ביעילות רבה יותר מאשר לאורך החוף תלול יותר.תכונה זו מרחץ מגבירה את ההשפעה של גלי סערה והופך אפילו סערות בינוניות מסוגלות לייצר שיטפון משמעותי.

Storm Surges: The Dominant Driver of Coastal Flooding

עלייה ברמת המים הים הנוצרת על ידי רוחות הסערה דוחפות מים אל החוף.זה נבדל מגאות סערה, שהוא השילוב של עליית הסערה והגאות האסטרונומית.העלייה עצמה נגרמת בעיקר על ידי מתח רוח על פני פני המים, אם כי לחץ אטמוספירי גם ממלא תפקיד קטן.

איך הרוח מייצרת את ה-Surge

הרוח נושבת מעל גוף גדול של מים מפעילה כוח חיכוך על פני השטח, גורם למים לנוע בכיוון הרוח.באוקיינוס הפתוח, תנועה זו מאוזנת על ידי אפקט קוריוליס, וכתוצאה מכך תחבורה נטו של מים ימינה של כיוון הרוח במדפים הצפוניים, כמו הרוח ממשיכה לפוצץ לכיוון החוף, מצטבר מים לאורך החוף הרדוד, כך שיבש יותר מאשר את העפר, כך גבוה יותר, כך, את הים התחתון, עם הים התחתון, כך, כך, כך, כך, כך, כך, כך, כך, כך, כך, כך שהשמש היבשה, יותר, יותר, יותר, מאשר את הים התחתון, את הים האוקיאנוס השקט, כך, כך, יותר, יותר, את הים התחתון, כך, מאשר את הים התחתון, כך, כך, כך, יותר, יותר, מאשר את הים התחתון, את הים התחתון, כך, כך, את הים התחתון, כך, כך, כך, כך, כך, כך, כך, כך, כך, יותר, יותר, עם הים התחתון, כך, כך, כך, כך, כך, כך שהשמש, כך, כך, כך, מאשר את הים התחתון, כך, את הים התחתון, כך, כך, כך, את הים התחתון, כך, כך, כך, כך,

המונחים: Surgeגובה

גובה הסגידה של סטורם אינו אחיד לאורך קו החוף, תלוי במספר משתנים קשורים:

  • (ב) מהירויות רוח גבוהות יותר (FLT:0) של אורטורם:0 (FLT:1) גבוהות יותר, מייצרות עלייה גדולה יותר של 20 מטרים במקומות מסוימים.
  • (ב) גודלו של ה-FLT: 1: סערה גדולה עם שדה רוח רחב דוחפת מים מעל אזור רחב יותר, למשך זמן ארוך יותר, מייצרת עלייה גבוהה יותר מאשר סערה קומפקטית של אותה אינטנסיביות.
  • מהירות:0 (Forward Speed: FLT:1 סערות איטיות מאפשרות יותר זמן למים לצבור, עלייה בגבהים.
  • (ב) ,0) , נבאד של גישה: 1 (ב) סערה שגורמת לנפילת הקרקע לחוף נוטה לייצר את העלייה הגבוהה ביותר ישירות אל מרכז הסערה.
  • (ב) ⁇ :0 (בצורה:0) בצורת קוסטל: 1 (FLT:1 קו החוף קוקוב) ו-estuaries יכולים להפיח מים באדמה, להגביר את העלייה במפרץ, בליטות, ופני הנהר פגיעים במיוחד כדי לזרז את החדירה.

דוגמאות היסטוריות ממחישות את הדינמיקה הזו.הוריקן קתרינה (2005) הפיקה עלייה של 28 מטרים לאורך חלקי החוף המיסיסיפי, המונעת על ידי עוצמת הסערה, מהירות קדימה איטית, ואת ההשפעה המשעשעת של נהר המיסיסיפי דלה (Horizon delta) הוריקן סנדי (2012), אם כי רק סופה של דרגה 1 בפלת אדמה, יצרה שיא של מעל 14 מטרים בניו יורק בגלל גודלו העצום והזווית שבה התקרבה לחוף.

גלים פעוטות: הבנת ה- Terminology

המונח "גל התאבדות" הוא לעתים קרובות מנוצל לרעה בתקשורת פופולרית כדי לתאר את גלי הסערה או צונאמיים. במונחים מדעיים, גל גאולה הוא גל מים רדודה הנגרמ על ידי אינטראקציות הכבידה בין כדור הארץ, הירח, השמש. הגלים האלה אחראים על העלייה הרגילה ונפילת פני הים שאנו חווים כמו גלות לאורך האוקיינוס האטלנטי, טווח הטידל משתנה באופן משמעותי בחוף פתוח, 5 מטרים בלבד, אך ורק 5 מטרים רבועים של 5 מטרים, אך ורק 5 מטרים, כמו מפרץ קנדה, אך ורק 5 מטרים, אך ורק 5, אך ורק 5 מטרים מסוימים, כמו מפרץ, אך ורק 5, 5, 5, 000, 000, 000, 000, 000, אך ורק 5 מטרים, 000, 000, 000, 000, אבל ניתן למצוא, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000, אבל ניתן למצוא את טווח המפרץ, 000, 000, 000, 000, 000, אבל יכול להיות בטווח החוף פתוח, אבל ניתן למצוא את טווח החוף פתוח, אבל יכול להיות בטווח החוף פתוח, אבל יכול להיות רק על פני השטח של שטח, אבל רק על פני השטח, אבל יכול להיות בטווח החוף, 000, 000, 000, 000, אבל יכול להיות רק על פני השטח של מפרץ, אבל יכול להיות רק

גלי צה"ל לא צריכים להיות מבולבלים עם צונאמי, אשר נגרמים על ידי רעידות אדמה מתחת למים, התפרצויות געשיות, או מפולות אדמה. Tsunamis אינם מונעים על ידי כוחות כבידה ויש להם הרבה יותר אורכי גל ומהירויות גבוהות יותר.לאורך החוף האטלנטי, צונאמי פחות נפוץ מאשר באוקיינוס השקט, אבל הם לא נעדרים.

כיצד Tide משפיע על החוף

התזמון של גאות גבוהה יחסית לעליה סערה הוא קריטי בקביעת רמות המים שיא.אם סערה עולה בקנה אחד עם גאות גבוהה אסטרונומית, גאות הסערה המתקבלת יכולה להיות גבוהה כמה מטרים מאשר הגדל לבדו. ולהיפך, אם העלייה מגיעה בשפל, הצפה עשוי להיות מצמצם.

גאותות האביב, המתרחשות במהלך ירחים חדשים ומלאים, מייצרים גאוות גבוהות יותר וגאות נמוכות יותר.אם הוריקן הופך את הקרקע במהלך גאות האביב, פוטנציאל השיטפון עולה באופן דרמטי.לדוגמה, הוריקן סנדי הפך לנחת במהלך גאות האביב של צ'אן, כאשר הירח היה בנקודה הקרובה ביותר לכדור הארץ.זה תרם לרמה המים פורצת השיא שנצפת בניו יורק ובניו ג'רזי.

עליית פני הים גדלה בהדרגה במעלה הבסיס שממנו גאוות וגביעות סערה פועלות.רמה גבוהה יותר של ים פירושה כי עלייה של סערה נתונה תגיע עוד יותר באדמה ולגרום נזק נוסף.FLT:0 על פי NOAAFLT:1, רמת הים העולמית הממוצעת עלתה על ידי שמונה עד תשע אינץ' מאז 1880, וקצב העלייה הוא מאיץ.

איומים על חורף: The Winter Flood Threat

בעוד שהוריקן שולט בתשומת לב ציבורית, וגם לא ממזרחים אחראים למניה משמעותית של שיטפונות החוף לאורך לוח הים האטלנטי. אלה רוכבי אופניים טרופיים אלה נוצרים לאורך החוף המזרחי, בדרך כלל בין אוקטובר לאפריל, ואופיינים רוחות חזקות מצפון-מזרחיות. בניגוד להוריקנים, אשר שואבים אנרגיה ממים חמים באוקיינוס, ולא מגזעים שואבים את האנרגיה שלהם מטמפרטורות בין מים חמים ויבשים חמים ואוקיינוסים.

גם לא יכולים לייצר סערות דומות לאלה של הוריקנים חלשים עד בינוניים.עם זאת, הם משפיעים על שטח רחב יותר ויכולים להימשך למספר מחזורי טיטד.המראה איטי ולא מזרחי יכול לגרום להצפות על פני גלות גבוהים רבים, מה שמוביל לפגיעה מצטברת.יום רביעי אש של 1962, קלאסי ולא מזרחי, גרם להצפות קטסטרופליות לאורך החוף באמצע-אטלנטי, אלפי בתים ועיצוב מחדש של החוף.

ההבדל העיקרי בין גלי סערה הוריקן לבין צניחה לא מזרחי נמצא בתחום הרוח.הוריקן יש ליבת קומפקטית, אינטנסיבית עם רוחות מעגליות, בעוד שלמזרחים יש שדה רוח גדול יותר, סימטרי עם רוחות מתמשכות מצפון-מזרח.זה הבדל זה אומר כי לא צמיכות מזרחיות יותר בדרך כלל נמוך יותר בגובה שיא, אבל משפיעות על מתיחה ארוכה יותר של קו החוף.

גורמים המשפיעים על מספר המבול החוף

חומרת אירוע שיטפונות לאורך לוח הים האטלנטי תלויה באינטראקציה של גורמים מרובים.הבנת הגורמים הללו חיונית להערכת סיכונים ותכנון חירום.

סערה אינטנסיביות והמסלול

עוצמת הסערה, שנמדדה על ידי הלחץ המרכזי שלה ורוחות ממושכות, היא הנהג העיקרי של גובה הגמגה. עם זאת, מסלול הסערה חשוב באותה מידה. סופה שעוקבת במקביל לחוף יכולה לייצר עלייה על פני שטח גדול יותר, בעוד סערה שהופכת את הקרקע בזווית של פריפריה מתמקדת את העלייה בנקודה של נפילה.

חוף טופוגרף ו- Bathymetry

הצורה של החוף ואת עומק המים offshore להשפיע חזק איך גל propgates. Shallow, בעדינות מדפים יבשתיים לאפשר גל כדי לבנות ביעילות רבה יותר. verse, קו החוף תלולים עם מים עמוקים קרוב לחוות פחות עלייה. החוף תכונות החוף כגון איים מחסום, איים, איים, ו estuaries יכול לפזר או להגביר את הגאומטריה שלהם.

עליית רמת הים

עליית פני הים היא מגמה ארוכת טווח ההולכת וגוברת של קו הבסיס להצפה החוף. לוויינים של נאס"א NSA 1 מראה כי רמת הים העולמית עלתה על ידי כארבעה אינץ' מאז 1993, והקצב גדל.לאורך לוח הים האטלנטי, שיעור העלייה הוא גבוה יותר בשל התרחבות תרמית, התכת גליונות קרח, ונחיתות הקרקע.

כיוון הרוח ומהירות

כיוון הרוח קובע היכן המים נדחפו.על החופים (התחיל מהים אל הארץ) הם מסוכנים ביותר להציף החוף.מהירות הרוח קובעת את גודל הכוח המופעל על פני המים. רוחות סוטות של 40 עד 50 קילומטרים לשעה יכולות לייצר עלייה משמעותית, בעוד שכוחות ההוריקן עולים על פני 74 קילומטרים לשעה יכולים לייצר שיטפון קטסטרופלי.

תזמון High Tide

כפי שהוזכר קודם לכן, צירוף מקרים של סערה עם גאות גבוהה אסטרונומית יכול לייצר רמות מים קיצוניות.ההבדל בין גאות גבוהה וגאות נמוכה לאורך לוח הים האטלנטי יכול להיות כמה מטרים, כך התזמון של נפילה יחסית למעגל הטיה הוא משתנה מכריע.

לחץ אטמוספירי

לחץ אטמוספירי נמוך תורם להתפרצות הברמטר ההפוך.עבור כל אחד ממילימטרים לירידה בלחץ, רמת הים עולה בכ-0.4 אינץ'.באירוע 5 הוריקן עם לחץ מרכזי של 900 מ"מ, אפקט הלחץ לבדו יכול לתרום שלושה עד ארבעה מטרים של עלייה.

חיזוי ומודל של חוף הים

ההתקדמות במודלים ממוחשבים שיפרה מאוד את יכולתנו לחזות משקעים ושיטפונות החוף.המנהל הלאומי של האוקיינוסים והאטמוספירה (NOAA) מפעיל את הים, האגם, ו Overland Surges מהוריקן (SLOSH) מודל, המשמש לחיזוי גבהים של סערות עבור אזורים סופניים הוריקן לאורך האוקיינוס האטלנטי והמפרץ.

אגן SLOSH מוגדרים לאזורים ספציפיים בחוף, והמודל פועל אלפי פעמים כדי לייצר מפות מצפות מורכבות המציגות את האזורים בסיכון לקטגוריות הוריקן שונות.מפות אלה משמשים מנהלי חירום לתכנן מסלולי פינוי ולקבוע אילו אזורים יש לפנות תחילה.

בשנים האחרונות, מודלים מתוחכמים יותר פותחו כי זוג אטמוספרי, האוקיינוס ומודלי הגל כדי לספק תמונה מקיפה יותר של שיטפונות החוף.מודל ADCIRC, למשל, הוא מודל הידרודינמיקה סופי של מיחזור המדמיינת רמות מים וזרמים על פני אזורים גיאוגרפיים גדולים.זה שימש כדי לחקור דינמיקה של סערה עבור ההוריקנים כמו קתרינה, סנדי, פירנצה.

מגבלות של המודלים הנוכחיים

למרות ההתקדמות, החיזוי של סערות גואה נשאר מאתגר.מודל הדיוק תלוי באיכות קלט שדה הרוח, אשר בתורו תלוי תחזיות של עוצמת סערה ומבנה. שגיאות קטנות במסלול הסערה יכול להוביל שגיאות גדולות בגובה עלייה במקומות ספציפיים.בנוסף, מודלים נאבקים ללכוד את ההשפעות של היווצרות גל, גל, ויבשה על פני השטח המורכב של החוף.

שינויי אקלים ועתיד מבולים סיכונים

שינויי האקלים משנים את פרופיל הסיכון להציף החוף לאורך לוח הים האטלנטי במספר דרכים.קודם כל עליית פני הים הופכת את כל הסערה למסוכנת יותר.מה היה פעם אירוע השיטפון של 50 שנה יכול להתרחש בכל 20 שנה, והתדירות צפויה לעלות עוד יותר.FLT:0 הפאנל הבין-ממשלתי לשינוי האקלים (IPCC) פרויקטים של LTF:1 כי רמת הים העולמית עלולה לעלות על ידי 2 מטרים, לעומת 2 תרחישים גבוהים יותר.

שנית, שינויי האקלים עשויים לשנות את ההתנהגות של רוכבי אופניים טרופיים.בעוד שאין ראיות ברורות לכך שמספר ההוריקנים הכולל גדל, יש ראיות לכך שהשיעור של הוריקנים אינטנסיביים (Category 4 ו-5) גדל.מימי האוקיינוס Warmer מספקים יותר אנרגיה לסערות כדי להגביר את החרפות, ואוויר חם יותר יכול להחזיק יותר לחות, מה שמוביל למשקעים כבדים יותר.

שלישית, שינויים בדפוסי זרימת אטמוספרי עלולים להשפיע על תדירות ומסילות של ולא של מזרחיים.יש מחקרים המרמזים כי גם לא מזרחיים עשויים להיות פחות תכופים אך אינטנסיביים יותר ככל שהאקלים חם.הפוטנציאל לסערות החורף לייצר הצפות החוף נשאר גבוה, במיוחד בצפון-מזרח.

אסטרטגיות הסתגלות והתאמה

בתגובה לאיום הצומח של שיטפונות, קהילות לאורך לוח הים האטלנטי מיושמות מגוון אסטרטגיות של הקטנת והתאמה.אלה כוללים גם אמצעים מבניים, כגון מחסומים ומכשולים, וצעדים לא-הוראהיים, כגון תכנון לשימוש קרקעי וקודי בנייה.

מידות סטרקטיות

ים, מבולוולים, ו levees מספקים מחסום פיזי נגד עליית הסערה.הדוגמה המפורסמת ביותר היא עבודות דלתא של הולנד, אשר מגן על המדינה המביעה הנמוכה מן הים הצפוני. בארצות הברית, ההוריקן וסופה מערכת ניכוי סיכונים (HSDRRS) בניו אורלינס כולל קילומטרים של מחסומים, מצפות, ומכשולים אחרים, כולל ניו יורק, הם חוקרים, כמו גם את מערכות דומות, בוסטון, או צ'ארלס.

עם זאת, אמצעים מבניים יש מגבלות.הם יקרים לבנות ולתחזק, והם יכולים ליצור תחושה כוזבת של ביטחון. a seaקיר שנועד לעמוד בסופה של קטגוריה 3 עשוי להיות מוצפת על ידי סערה בת 4.בנוסף, מבנים קשים יכולים להיות השפעות סביבתיות שליליות, כגון שחיקה ואובדן בית גידול.

מידות לא-Structural

אמצעים לא-הוראה מתמקדים בצמצום הפגיעות באמצעות התפתחות חכמה יותר והכנות.אלה כוללים מבנים רלוונטיים באזורים בעלי ערך הצפה, באמצעות חומרים עמידים על פני הצפות, והטמעת קודי בנייה קפדניים.

תשתיות טבעיות, כגון רטובות, דונס ואיים מחסום, יכולות גם לספק הגנה יעילה על הצפות.הרטבים החוף סופגים אנרגיה גלים ולאחסנים מים מצפות, בעוד שדוכסים פועלים כחסמים טבעיים.FLT:0) הדגים והחילת חיות בר ארצות הברית תומכים בשיקום ושימור המערכות הטבעיות הללו כחלק מגישה מקיפה לחוסנות החוף.

מערכות אזהרה מוקדמת

השקעות במערכות התראה מוקדמות, כולל תחזיות סערות ומיפוי, הן קריטיות להצלת חיים.בעיות מרכז ההוריקן הלאומי של NOAA גורמות לסופה לזרז שעונים ואזהרות, ושירות מזג האוויר הלאומי מספק תחזיות מצפות מקומיות.קהילות משתמשות במידע זה כדי להנפיק פקודות פינוי ולהפעיל תוכניות תגובה חירום.

חינוך ציבורי ומודעות חשובים באותה מידה.רבים מתושבי אזורי החוף אינם מבינים במלואם את הסיכון לעליה בסערה, גם אם הם חיים באזור פינוי.יש צורך במאמצי היציאה לפועל כדי להבטיח שאנשים יינקטו פעולה מתאימה כאשר אזהרות יוסרו.

מסקנה

המדע מאחורי שיטפונות לאורך לוח הים האטלנטי הוא שילוב מורכב של פיזיקה אטמוספירית, האוקיינוסוגרפיה וגיאולוגיה החוף. Storm ⁇ ges, מונע על ידי רוח ולחץ, הם הגורם העיקרי של הצפה קיצונית, אבל הם מעוצבים על ידי גאותות, עלייה ברמת הים, גיאוגרפיה מקומית הבנה של מנגנונים אלה חיונית להכנת הסערות הבלתי נמנעות כי יכה את החוף.

בעוד שרמות הים ממשיכות לעלות והאקלים ממשיך להשתנות, קהילות חוף ניצבות בפני עתיד מאתגר.הסתגלות אינה אופציונלית.באמצעות שילוב של תחזית משופרת, הגנה מבנית, תשתיות טבעיות ומדיניות שימוש בקרקע חכמה, ניתן להפחית את הסיכונים ולבנות קהילות יותר ממושכות לאורך קו החוף הדינמי והרגיש הזה.