Věda za Superbouře Sandy Ochromující Nárůst Bouře

GOWANUS, BROOKLYN—Superbouře Sandy nárůst zastavil o něco více než jeden blok od mého domu, zrcadlení téměř přesně na hranici dvou různých blízkých povodňových zón na New York City je evakuace mapě. Domy, obchody a sklady blíže k kanálu Gowanus na nejzápadnějším konci Long Islandu-jednoho z nejvíce znečištěných míst v USA. jako výsledek průmyslového dědictví spárován s kanalizační přetečení v těžkých deštích, kvalifikační její dno bahna, vody a přilehlých pozemků pro Superfund označení—viděl sklepů a dolních patrech proměnil v páchnoucí tůně. Špinavé vody zůstaly uvězněny pytli s pískem a dalšími rádoby protipovodňovými opatřeními i den poté.

v celé metropolitní oblasti New Yorku a dále na jih v New Jersey, Sandy hurikán-síla větru srazil stromy a elektrické vedení, způsobující odhadem $ 20 miliarda nebo více škod. Ale více než 74 mil za hodinu větry‘ nejtrvalejší dopad může být z masivní vlnu vody se tlačil na vrcholu půdy, ničení pláže, utonutí boardwalks, plnění tunely metra, ničí elektrické infrastruktury a ničí životy.

ačkoli to může být těžké uvěřit, událost mohla být ještě škodlivější. „Nebyl to nejhorší případ,“ říká specialista na bouři Jamie Rhome z Národního střediska pro hurikány (NHC) při americkém Národním úřadu pro oceán a atmosféru. „Nejhorším případem by byla silnější bouře se stejnou stopou“, která také přišla na břeh ve stejnou dobu jako příliv. „To by přineslo ještě větší záplavy,“ dodává.

masivní záplavy superbouře Sandy jsou však v posledních desetiletích již bezprecedentní. Podle odborníků, nicméně, to je jen bude stát více pravděpodobné, že v nadcházejících desetiletích, a to díky kombinaci místní geografie, zranitelné pobřežní rozvoj a již děje vzestup mořské hladiny v důsledku změny klimatu. V budoucnu to nebude trvat frankenstorm jako Sandy zaplavit region. Vzhledem k této realitě, nejlepší obranou může být přijmout nevyhnutelnost povodní a připravit infrastrukturu, aby ji odolala, jak je běžné v jiných regionech, které jsou historicky náchylnější k bouřkovým záplavám.

ne první povodeň
metropolitní oblast New Yorku samozřejmě utrpěla během své historie škodlivé bouřky, i když většina z nich nebyla tak závažná. Například v roce 1960 hurikán Donna zaútočil na celé východní pobřeží jako tropický cyklón kategorie 2, který se může pochlubit větry nad 105 mph. I když Donna měla zmírňující faktory—to dorazili za odlivu a že bouře (stejně jako v loňském roce je Kategorie 1 Hurikán Irene) cestoval paralelně k pobřeží, spíše než zarážející, že hlavu na—ti, vítr tlačil dost mořské vody do New York Harbor způsobit nárůst bouře více než šest stop, že podobně zaplaveny části Manhattanu.

V kontrastu, Sandy je větší nárůst je výsledkem post-tropický cyklón je track, který viděl superbouře obrátit se a pak rozbít na pobřeží New Jersey, tlačí trestat vodní stěnu v přední části do Zahrady Státu pobřeží, stejně jako na sever do New Yorku Harbor.

Jak vítr vytváří nárůst bouře? V tropickém cyklonu je tlak vzduchu nejvyšší na okrajích a nízký ve středu. Vzduch proudí rychlostí nad 74 mph, aby vyplnil tuto nízkotlakou oblast. Kromě toho samotný nízký tlak pomáhá zvyšovat hladinu moře pod ním a zvyšuje nárůst, kde střed bouře způsobuje přistání. Vlnová akce sama o sobě může také zvýšit účinek, přidání ještě větší výšky k nárůstu bouře, když se vlny hromadí na břeh jeden na další.

je zde další důležitý faktor v konečném dopadu nárůstu: pobřežní geografie. „Storm surge je jako real estate: location, location, location,“ Rhome říká. V newyorském přístavu, okolní pobřeží působilo jako trychtýř, směrování stále více příchozí vody do užší a užší oblasti. Když se takto omezí obrovský objem vody, „nezbývá než vylít a zatopit okolní krajinu,“ podotýká Rhome. A, v místech, kde se břeh jemně svažuje k moři, spíše než srážkově klesá, výsledkem je ještě větší nárůst bouře. New York City, s některými 305 čtverečních kilometrů plochy, je zvláště citlivé na nárůst bouře, protože z jeho více než 500 mil od pobřeží funkce malé zálivy, zátoky a další potenciální trychtýře, který může kanál rostoucí seawaters daleko do vnitrozemí.

umění nárůst predikce
důležitou součástí zvládání takové povodňové vody je vědět, jak je pravděpodobné, že mají hit, a jak vysoké budou, až přijdou na břeh. Jednotka storm Surge National Hurricane Center zakládá své projekce na množství vody, která se bude fyzicky pohybovat na vrcholu země, nazývá se“ mokrá “ linie nad hladinou moře. Samozřejmě, předpovědi nikdy nemůže být dokonalý, Rhome, (který je také bývalý hurikán specialista) poznámky z jeho jednotky, jako parametry, které ovlivňují nárůst bouře změnit z hodiny na hodinu: přesné umístění na pevninu, sílu větru, úhel přístupu k pobřeží, jak rychle bouře se pohybuje, jak je velká, mezi ostatními.

ve skutečnosti je NHC jedním z mála takových zařízení na světě, které nabízí několik předpovědí nárůstu bouře, které pomáhají havarijním plánovačům zvládnout. Začíná to počítačovým modelem, který bere v úvahu údaje o samotném pobřeží, včetně jeho obrysů, hloubek, přírodních struktur a umělých struktur a kde vstupují řeky a další faktory. Počítač pak simuluje nárůst bouře na základě vstupní rychlost větru, rychlost bouře sama o sobě a její celková velikost, které jsou zase založeny na nejlepší projekce NHC je lidský hurikán specialistů. Že jediný nejlepší odhad je místo, kde většina bouře přepětí předpovědi končí.

Ale i nejlepší meteorologové s nejlepší nástroje a nejvíce zkušeností nemůže přesně předvídat všechny ty věci, takže NHC běží modelu vícekrát s více variant bouře vstupy, jako je například rychlost větru nebo celková plocha bouře. Úroveň nárůstu bouře se může rychle změnit s relativně malými výkyvy v těchto faktorech. „Je to velmi složité,“ říká Rhome. „Jen jemná změna v meteorologii dělá obrovský rozdíl.“

například hurikán Ivan v roce 2004 posunul svou stopu a jeho oko přešlo spíše na východ od Mobile Bay než jen na západ, kde se očekávalo na základě předpovědí. Tato směrová změna menší než 30 míle snížit skutečný nárůst bouře o 10 chodidla, podle Rhome, tlačí vodu z zátoky spíše než do ní. „Každý, kdo si myslí, že dokáže předpovědět přistání do 30 mil dva až tři dny předem, neví, co dělá,“ říká Rhome.

Nebo se Sandy, který zůstal jen na nejslabší úroveň hurikánu, který se může pochlubit udržovanými větry nad 74 km / h, přesto, že má nejnižší tlak zaznamenaný pro každou bouři na sever od Severní Karolíny—943 milibarech těsně před landfall v New Jersey. Místo toho Superstorm Sandy je naprostá velikost – s větry rozloženými na masivní ploše více než 1,000 čtverečních mil-generoval obrovský nárůst oceánských vod. Ocenit rozdíl, myslím, že menší bouře, jako běží prstem přes vanu—to rušit nebude moc vody—vzhledem k tomu, že větší bouře je jako stěhovat celou ruku přes—můžete významně zvětšit.

ve skutečnosti Sandy rozlehlé větrné pole stále tlačí vodu nad normální úroveň, a to i několik dní poté, co střed bouře způsobil pevninu.

náklady na vytvoření lepší ochrany
nízko položené New York City, se všemi jeho pobřežním rozvojem, je obzvláště zranitelný vůči těmto vyšším vodám. V oblastech, jako je Pobřeží mexického Zálivu a východní Floridě, který viděl více aktivity hurikánů, povodní stěny, hráze, a dokonce i umělých mokřadů pomoci zmírnit dopady bouře. Existují návrhy, například, rozšířit hráz kolem Galvestonu, Tex., aby ji ochránil před bouřkami podobnými magnitudě jako hurikán Ike z roku 2008.

Chcete-li plně chránit Manhattanu by vyžadovalo protipovodňové zdi, který je vysoký, dlouhý a nepřetržitý, obtékání kolem ostrova na obou stranách, podobně jako na 16 kilometrů dlouhý, pět metrů vysoký a téměř pět metrů tlusté (na jeho základně) moře zdi podél Galveston shorefront. Po hurikánu Donna v roce 1960 byla taková mořská zeď skutečně navržena pro Coney Island-ale nikdy nebyla postavena.

to neznamená, že by taková zeď byla lékem. I kdyby byla taková obrana postavena, zeď by také mohla fungovat tak, aby udržovala vodu dovnitř i ven během silných záplav, stejně jako se to stalo v Galvestonu po hurikánu Ike. Takový přístup není vždy populární i z jiných důvodů: blokuje výhled na oceán. „Máte také estetický problém,“ poznamenává geomorfolog Chris Houser z Texasu a&M University.

teoreticky by Ochrana přírody-mokřady, lesy a bariérové ostrovy – mohla otupit dopady bouří. „Je to jako mořská zeď, ale je z písku,“ říká Houser o bariérových ostrovech a jejich dunách, které jsou jeho primární oblastí výzkumu. To, jak tyto bariéry ostrovy vyčnívají—jejich konvexní tvar—působí jako pauzu, aby bouřemi, ve srovnání s funneling účinek konkávní ve tvaru zálivů a zátok, jako jsou ty v New Yorku Harbor. V okolí New Yorku však není dostatek dostupných nemovitostí k obnovení přirozené obrany, jako jsou mokřady nebo lesy.

blokování účinků budoucích superbouří bude v každém případě vyžadovat větší než přirozené bariérové ostrovy. V Louisianě, například, umělý překážky bude třikrát vyšší než přirozeně se vyskytující ostrovy chránit pobřežní majetku a ropy a zemního plynu, infrastruktury. Podobně velký umělý bariérový Ostrov by musel být vybudován v newyorském přístavu.

listy, případně příliš drahé alternativy, jako je přílivová překážky jako v Temže k ochraně Londýna nebo masivní systém hrází, hrází a dalších vodních řídící struktury, jako jsou ty v Nizozemsku. Ale bariéra Temže stála téměř 2 miliardy dolarů na vybudování a asi 10 milionů dolarů ročně na provoz. Tento druh přílivové bariéry byl snem některých newyorských plánovačů po dobu nejméně století, nebo více.

přizpůsobení se klimatickým změnám
jako by to všechno nestačilo zvládnout, je tu další pokus o zvládnutí nárůstu hladiny moře. V New Yorku fungují dva hlavní faktory. První, země odrazila ode dna dál na sever po odstranění masivní hmotnost Ledové ledovce způsobilo ostrově Manhattan sám pomalu klesat. Za druhé, ve stejnou dobu, oceány vzrostly v průběhu 20. století lokálně o téměř tři palce, podle amerického Geologického průzkumu. Díky těmto změnám bude vytvoření dlouhodobé ochrany před bouřkami ještě náročnější. „Začínáte od nové nuly,“ říká Rhome. „Přesně stejná bouře způsobí v budoucnu ještě horší nárůst bouře.“

například Nizozemsko plánuje do konce století téměř metrový nárůst hladiny moře, i když to je na vrcholu vědeckých projekcí. Nizozemský plán má posílit a zvýšit stávající hráze a hráze, ale také, jak je to již stovky let, připravit určité oblasti jako záplavové zóny bezpečné pro selhání, připravené k zaplavení, pokud je to nutné.

v budoucnu bude příprava na takové nevyhnutelné záplavy stejně důležitá-ne—li důležitější-než snaha zabránit takovým událostem. „Šance, že Manhattan dostane další nárůst bouře, je stále vyšší,“ poznamenává Houser. Infrastruktura—zejména ta, která se nachází pod zemí, jako jsou tunely metra a životně důležité vybavení-musí být připravena na povodně. Sklepní generátory nebo palivové nádrže mohou být přemístěny, například, a čerpadla v tunelech mohou být chráněna, aby mohli později vykonávat svou práci při odstraňování vody.

to pomůže New Yorku čelit budoucím superbouřím, které by mohly způsobit více záplav než Sandy. Naštěstí pro metropolitní oblasti, tento post-tropický cyklón nenechala déšť na stejných místech, kde ji hodili mořské vody. Tam, kde se spojí srážky a bouřky, budou záplavy ještě horší. „Některé bouře vidí obrovský nárůst u ústí řeky současně s velkým deštěm,“ vysvětluje Rhome. „Mohou se spojit a přinést neuvěřitelně škodlivé výsledky.“

Ve skutečnosti, New York City povodňové zóně mapy, jako mapy pro města a obce v USA, jsou v přímém důsledku off-sezónu počítačové modelování vidět, co by se mohlo stát v nejhorším případě. Takže, Zóny A je pravděpodobné, že bude zaplavena nějaké tropický cyklón sílu bouře v regionu, zatímco Zóna C vyžaduje velký hurikán se může pochlubit větry nad 110 km / h. „Zóna C je váš nejhorší scénář,“ vysvětluje Rhome.

Že se narodí z těžké zkušenosti tady v Zóně C části Gowanus, kde je i typická severovýchodní déšť bouře produkuje odpadní vody odtok do kanálu a, v těžší prší, můžete vidět místní ulice zase do řeky. Spárujte to s druhem nárůstu mořské vody, který způsobila superbouře Sandy, a dojde k ještě katastrofičtějším záplavám. Je to budoucí New York City – a všechna pobřežní města-by se nyní měla připravovat. Lekce Superstorm Sandy, jak poznamenal guvernér státu New York Andrew Cuomo na tiskové konferenci o Halloweenu, je “ uznání, že změna klimatu je realitou, extrémní počasí je realitou. Je skutečností, že jsme zranitelní.“