A tudomány mögött Superstorm Sandy bénító Storm Surge

Gowanus, BROOKLYN-Superstorm Sandy túlfeszültség megállt egy kicsit több, mint egy háztömbnyire az otthonomtól, tükrözve szinte pontosan a határ két különböző közeli árvíz zónák New York City evakuálási térkép. Otthonok, üzletek és raktárak közelebb a Gowanus—csatornához Long Island legnyugatibb végén-az Egyesült Államok egyik legszennyezettebb helyén. ennek eredményeként az ipari örökség párosítva szennyvíz túlcsordulás heves esőzések, minősítő alsó sárban, vizek és a szomszédos földterület Superfund kijelölés-fűrész pincék és az alsó szinten vált büdös medencék. A mocsaras vizeket még másnap is homokzsákok és egyéb lehetséges vérellenes óvintézkedések csapdába ejtették.A New York-i metropolitan régióban és New Jersey-ben délebbre Sandy hurrikán erejű szelei fákat és elektromos vezetékeket romboltak le, ami becslések szerint 20 milliárd dollár vagy annál nagyobb kárt okozott. De a több mint 74 mérföld / órás szél legmaradandóbb hatása a szárazföld tetejére nyomott hatalmas vízduzzadás, a strandok elpusztítása, a sétányok megfulladása, a metró alagutak feltöltése, az elektromos infrastruktúra megsemmisítése és életek tönkretétele lehetett.

bár nehéz elhinni, az esemény még károsabb lehetett volna. “Ez nem volt a legrosszabb eset” – mondja Jamie Rhome, az amerikai Nemzeti óceáni és légköri Igazgatóság nemzeti Hurrikánközpontjának (NHC) szakértője. “A legrosszabb eset egy erősebb vihar lett volna, pontosan ugyanazzal a pályával”, amely szintén a dagályral egy időben jött partra. “Ez még több áradást eredményezett volna” – tette hozzá.

mégis, a Sandy szupervihar hatalmas áradása az elmúlt évtizedekben már példa nélküli. A szakértők szerint azonban ez csak a következő évtizedekben valószínűbbé válik, köszönhetően a helyi földrajznak, a veszélyeztetett part menti fejlődésnek és az éghajlatváltozás következtében már bekövetkezett tengerszint-emelkedésnek. A jövőben nem lesz szükség olyan frankenstormra, mint Sandy, hogy elárassza a régiót. Tekintettel arra, hogy a valóság, a legjobb védekezés lehet, hogy elfogadja az elkerülhetetlen árvíz, és előkészíti az infrastruktúra, hogy ellenálljon, mint az Általános más régiókban, történelmileg inkább hajlamos vihar túlfeszültség árvíz.

nem az első árvíz
A New York-i nagyvárosi terület története során természetesen káros viharhullámokat szenvedett, bár a legtöbb nem volt olyan súlyos. Például 1960-ban a Donna hurrikán az egész keleti partot 2.kategóriába sorolta trópusi ciklon, 105 km / h feletti széllel büszkélkedhet. Annak ellenére, hogy Donnának enyhítő tényezői voltak—apálykor érkezett, és az a vihar (mint például a tavalyi 1.kategóriájú Irene hurrikán) a parttal párhuzamosan haladt, ahelyett, hogy fejjel csapott volna rá—ezek a szelek elegendő tengervizet nyomtak a New York-i kikötőbe, hogy több mint hat méteres viharhullámot okozzanak, amely hasonlóan elárasztotta Manhattan egyes részeit.

ezzel szemben Sandy nagyobb hulláma a trópusi ciklon utáni pálya eredménye, amelynek során a szupervihar befordult, majd összetörte New Jersey partját, előtte egy büntető vízfalat tolva a Garden State partjára, valamint északra New York kikötőjébe.

hogyan szél hozzon létre egy vihar túlfeszültség? Trópusi ciklonban a légnyomás a széleken a legmagasabb, a közepén pedig alacsony. A levegő 74 mph feletti sebességgel áramlik, hogy kitöltse ezt az alacsony nyomású területet. Ezenkívül maga az alacsony nyomás segít megemelni a tenger szintjét alatta, növelve a hullámot, ahol a vihar középpontja partra kerül. Maga a hullámhatás is fokozhatja a hatást, még nagyobb magasságot adva a viharhullámhoz, amikor a hullámok a partra halmozódnak a következő tetején.

van egy másik fontos tényező a hullám végső hatásában: a part menti földrajz. “A Storm surge olyan, mint az ingatlan: hely, Hely, Hely” – mondja Rhome. A New York-i kikötőben a környező partvonal tölcsérként működött, a bejövő víz egyre nagyobb részét egy szűkebb régióba irányította. Amikor egy hatalmas vízmennyiség ilyen módon korlátozódik, “nincs más választása, mint kiönteni és elárasztani a környező földet” – jegyzi meg Rhome. És azokon a helyeken, ahol a part gyengéden a tenger felé hajlik, ahelyett, hogy csapadékosan leesne, még nagyobb viharhullám következik be. New York City, mintegy 305 négyzetmérföldnyi területtel, különösen érzékeny a viharhullámra, mivel több mint 500 mérföldnyi partvonala kis öblökkel, bemenetekkel és más potenciális tölcsérekkel rendelkezik, amelyek a tengervíz emelkedését messze a szárazföldre irányítják.

a túlfeszültség-előrejelzés művészete
az ilyen árvizekkel való megbirkózás fontos része annak ismerete, hogy mennyire valószínű, hogy eltalálják, és milyen magasak lesznek, amikor partra érnek. Az Országos hurrikánközpont Storm Surge egysége előrejelzéseit a szárazföld tetején fizikailag mozgó vízmennyiségre alapozza, amelyet” nedves ” vonalnak neveznek a tengerszint felett. Természetesen az előrejelzések soha nem lehetnek tökéletesek-jegyzi meg Rhome (aki szintén volt hurrikánszakértő) egysége, mivel a vihar túlfeszültségét befolyásoló paraméterek óráról órára változnak: a part pontos elhelyezkedése, a szél erőssége, a part megközelítési szöge, milyen gyorsan mozog a vihar, milyen nagy többek között.

valójában az NHC egyike azon kevés ilyen létesítményeknek a világon, amelyek többféle előrejelzést kínálnak a vihar túlfeszültségéről, hogy segítsenek a vészhelyzeti tervezőknek megbirkózni. Egy számítógépes modellel kezdődik, amely figyelembe veszi a part menti adatokat, beleértve a kontúrokat, a mélységeket, a természetes struktúrákat és az ember alkotta struktúrákat, valamint a folyók belépését és egyéb tényezőket. A számítógép ezután szimulálja a vihar túlfeszültségét a bemeneti szélsebesség, maga a vihar sebessége és teljes mérete alapján, amelyek viszont az NHC emberi hurrikánspecialistáinak legjobb előrejelzésén alapulnak. Ez az egyetlen legjobb tipp, ahol a legtöbb vihar túlfeszültség-előrejelzés véget ér.

de még a legjobb eszközökkel és a legtöbb tapasztalattal rendelkező legjobb meteorológusok sem tudják pontosan megjósolni ezeket a dolgokat, így az NHC többször futtatja a modellt a vihar bemenetének több változatával, például a szélsebességgel vagy a vihar teljes területével. A viharhullám szintje gyorsan változhat az ilyen tényezők viszonylag kis ingadozásaival. “Nagyon trükkös” – mondja Rhome. “Csak egy finom változás a meteorológiában óriási különbséget jelent.”

például az Ivan hurrikán 2004-ben eltolta a pályáját, és a szeme a Mobile Bay-től keletre haladt, nem csak nyugatra, ahol az előrejelzések alapján várható volt. Ez az irányváltozás kevesebb, mint 30 mérföld vágja le a tényleges viharhullámot 10 láb, Rhome szerint, inkább a vizet tolja ki az öbölből, mint bele. “Bárki, aki úgy gondolja, hogy két-három nappal előre meg tudja jósolni a partot 30 mérföldön belül, nem tudja, mit csinál” – mondja Rhome.

vagy vegye Sandy—t, amely csak a hurrikán leggyengébb szintje maradt, 74 km / h feletti tartós széllel büszkélkedhet, annak ellenére, hogy Észak-Karolinától északra minden viharban a legalacsonyabb nyomást regisztrálták-943 millibar közvetlenül a New Jersey-i partraszállás előtt. Ehelyett Superstorm Sandy puszta mérete-a szél elterjedt egy hatalmas területen több mint 1,000 négyzet mérföld—generálta a hatalmas hullám az óceán vize. A különbség felmérése érdekében gondoljon egy kisebb viharra, mint egy ujj végigfutása a fürdőkádon—ez nem fog sok vizet zavarni-míg a nagyobb vihar olyan, mint egy egész kar mozgatása—jelentős duzzanatot okozhat.

valójában Sandy burjánzó szélmezője még mindig a normál szint fölé tolja a vizet, még néhány nappal azután is, hogy a vihar középpontja partra került.

A jobb védelem megteremtésének költsége
az alacsonyan fekvő New York City, annak teljes part menti fejlődésével, különösen érzékeny a magasabb vizekre. Az olyan területeken, mint az Öböl-part és Kelet-Florida, ahol több hurrikán aktivitás tapasztalható, az árvízfalak, a gátak és még a mesterséges vizes élőhelyek is segítenek csökkenteni a vihar hatásait. Vannak javaslatok, például, egy gát meghosszabbítására Galveston körül, Tex., hogy megvédje a 2008-as Ike hurrikánhoz hasonló nagyságrendű viharoktól.

Manhattan teljes védelméhez magas, hosszú és folyamatos árvízfalra lenne szükség, amely mindkét oldalon körbeveszi a szigetet, hasonlóan a 16 kilométer hosszú, öt méter magas és közel öt méter vastag tengerfalhoz a Galvestoni part mentén. A Donna hurrikán 1960—ban egy ilyen tengeri falat javasoltak a Coney-sziget számára-de soha nem építették meg.

Ez nem azt jelenti, hogy egy ilyen fal mindenre gyógyír lenne. Még ha egy ilyen védelmi épültek, a fal is működhet, hogy tartsa a víz, valamint ki súlyos áradások, mint történt Galveston után hurrikán Ike. Ez a megközelítés más okokból sem mindig népszerű: blokkolja az óceánra nyíló kilátást. “Esztétikai kérdése is van” – jegyzi meg Chris Houser texasi geomorfológus a&M Egyetem.

elméletileg a természet védelme—vizes élőhelyek, erdők és gátszigetek—tompíthatja a vihar hatásait. “Olyan, mint egy tengeri fal, de homokból készül” – mondja Houser a barrier-szigetekről és dűnéikről, elsődleges kutatási területéről. Az ilyen barrier—szigetek kiugrásának módja-konvex alakjuk-megszakítja a viharhullámokat, összehasonlítva a konkáv alakú öblök és bemenetek tölcsérező hatásával, mint például a New York-i kikötőben. De New York környékén nincs elegendő rendelkezésre álló ingatlan a természetes védekezés, például a vizes élőhelyek vagy az erdők helyreállításához.

a jövőbeli szuperviharok hatásainak blokkolásához mindenképpen nagyobb, mint a természetes gátszigetek szükségesek. Louisianában például az ember alkotta akadályok háromszor magasabbak lesznek, mint a természetben előforduló szigetek, hogy megvédjék a part menti ingatlanokat és az olaj-és gázinfrastruktúrát. A New York-i kikötőben hasonlóan túlméretezett, ember által készített gátszigetet kellene emelni.

Ez valószínűleg túl drága alternatívákat hagy maga után, mint például az árapály-gátak, mint például a Temze folyóban, hogy megvédjék Londont, vagy egy hatalmas gátrendszer, gátak és más vízszabályozó struktúrák, például Hollandiában. De a Temze-gát építése közel 2 milliárd dollárba került, üzemeltetése pedig évente mintegy 10 millió dollárba került. Ez a fajta árapály gát már egy álom néhány New York-i várostervezők legalább egy évszázada, vagy több.

alkalmazkodás az éghajlatváltozáshoz
mintha minden, ami nem lenne elég ahhoz, hogy kezelni, ott van a további próba megbirkózni tengerszint-emelkedés. Két fő tényező dolgozik New Yorkban. Első, a jégkorszak gleccsereinek hatalmas súlyának eltávolítása után északabbra visszapattanó föld maga Manhattan szigete lassan elsüllyedt. Másodszor, ugyanakkor az óceánok közel három hüvelykkel emelkedtek a 20.század folyamán, az Egyesült Államok Geológiai Szolgálata szerint. Ezek a változások még nagyobb kihívást jelentenek a viharhullámok elleni tartós védelem megteremtésében. “Új nulláról indulsz” – mondja Rhome. “Pontosan ugyanaz a vihar még rosszabb viharhullámot fog előidézni a jövőben.”

Hollandia például közel egy méter tengerszint-emelkedést tervez a század végére, bár ez a tudományos előrejelzések csúcspontján van. A holland terv egyrészt a meglévő gátak és gátak megerősítése, másrészt a több száz éves gyakorlatnak megfelelően bizonyos területeket hibabiztos árvízi zónákká kell előkészíteni, amelyek szükség esetén eláraszthatók.

a jövőben az ilyen elkerülhetetlen áradásokra való felkészülés ugyanolyan létfontosságú—ha nem fontosabb—, mint az ilyen események megakadályozása. “Annak az esélye, hogy Manhattan újabb viharhullámot kap, egyre nagyobb” – jegyzi meg Houser. Az infrastruktúrát—különösen a föld alatt elhelyezkedő infrastruktúrát, például a metróalagutakat és a létfontosságú berendezéseket—fel kell készíteni az árvízre. Például az alagsori generátorok vagy üzemanyagtartályok áthelyezhetők, az alagutakban lévő szivattyúk pedig védhetők, így később elvégezhetik a víz eltávolítását.

Ez segít New York Citynek szembenézni a jövőbeli szuperviharokkal, amelyek több áradást okozhatnak, mint Sandy. A nagyvárosi régió szerencséjére ez a poszttrópusi ciklon nem ugyanazon a helyen dobta az esőt,ahol a tengervizet dobta. Ahol a csapadék és a vihar összeáll, az árvíz még rosszabb lesz. “Néhány vihar hatalmas hullámot lát a folyó torkolatánál, ugyanakkor sok esővel” – magyarázza Rhome. “Össze tudnak jönni, hogy hihetetlenül káros eredményeket hozzanak.”

valójában a New York-i árvíz zóna térképek, mint az Egyesült Államok településeinek hasonló térképei, a szezonon kívüli számítógépes modellezés közvetlen eredményei, hogy lássák, mi történhet a legrosszabb esetben. Tehát az a zónát valószínűleg elárasztja a régió bármely trópusi ciklonerős vihara, míg a C zónához nagy hurrikánra van szükség, amely 110 mph feletti szelekkel büszkélkedhet. “A C zóna a legrosszabb eset” – magyarázza Rhome.

Ez a Gowanus C zóna szakaszán szerzett nehéz tapasztalatok alapján született, ahol még egy tipikus északkeleti esővihar is szennyvíz-kiáramlást okoz a csatornába, és keményebb esőzések esetén a helyi utcák folyókká alakulnak. Párosítsa ezt azzal a tengervíz-hullámmal, amelyet Sandy szupervihar okozott, és még katasztrofálisabb áradások fognak bekövetkezni. Ez egy jövőbeli New York—i város—és minden tengerparti város-most fel kell készülnie. Sandy szupervihar leckéje, amint azt Andrew Cuomo New York állam kormányzója egy halloweeni sajtótájékoztatón megjegyezte, “az a felismerés, hogy az éghajlatváltozás valóság, a szélsőséges időjárás valóság. A valóság az, hogy sebezhetőek vagyunk.”