știința din spatele Superstorm Sandy’ s Crippling Storm Surge

GOWANUS, BROOKLYN—Superstorm Sandy ‘ s surge s-a oprit la puțin mai mult de un bloc de casa mea, reflectând aproape exact granița a două zone diferite de inundații din apropiere pe harta de evacuare a orașului New York. Case, magazine și depozite mai aproape de canalul Gowanus, la capătul cel mai vestic al Long Island—unul dintre cele mai poluate situri din SUA. ca urmare a unei moșteniri industriale asociate cu deversări de canalizare în ploi abundente, calificându—și fundul, apele și terenurile adiacente pentru desemnarea Superfundului-subsolurile de ferăstrău și etajele inferioare s-au transformat în bazine împuțite. Apele murdare au rămas prinse de saci de nisip și de alte măsuri de precauție antiflood chiar și a doua zi.

în toată regiunea metropolitană din New York și mai la sud în New Jersey, vânturile puternice ale uraganului Sandy au doborât copaci și linii electrice, provocând daune estimate la 20 de miliarde de dolari sau mai mult. Dar cel mai durabil impact al vânturilor de peste 74 de mile pe oră ar fi putut fi din umflarea masivă a apei pe care au împins-o pe uscat, distrugând plajele, înecând trotuarele, umplând tunelurile metroului, distrugând infrastructura electrică și distrugând vieți.

deși poate fi greu de crezut, evenimentul ar fi putut fi și mai dăunător. „Acesta nu a fost cel mai rău caz”, spune specialistul storm surge Jamie Rhome de la Centrul Național pentru uragane (NHC) din cadrul Administrației Naționale oceanice și atmosferice din SUA. „Cel mai rău caz ar fi fost o furtună mai puternică, cu exact aceeași pistă”, care a ajuns și pe uscat în același timp cu mareea înaltă. „Asta ar fi produs și mai multe inundații”, adaugă el.cu toate acestea, inundațiile masive ale Superstorm Sandy sunt deja fără precedent în ultimele decenii. Cu toate acestea, potrivit experților, aceasta va deveni mai probabilă doar în deceniile următoare, datorită unei combinații de geografie locală, dezvoltare costieră vulnerabilă și creșterea nivelului mării care se întâmplă deja ca urmare a schimbărilor climatice. În viitor, nu va fi nevoie de un frankenstorm ca Sandy pentru a inunda Regiunea. Având în vedere această realitate, cea mai bună apărare poate fi acceptarea inevitabilității inundațiilor și pregătirea infrastructurii pentru a rezista, așa cum este obișnuit în alte regiuni mai predispuse istoric la inundații de furtună.

nu este prima inundație
zona metropolitană din New York a suferit, desigur, valuri de furtună dăunătoare de-a lungul istoriei sale, deși majoritatea nu au fost la fel de severe. De exemplu, în 1960, Uraganul Donna a luat cu asalt întreaga coastă de Est ca un ciclon tropical de categoria 2, cu vânturi de peste 105 mph. Chiar dacă Donna a avut factori atenuanți—a ajuns la reflux și acea furtună (ca uraganul Irene de categoria 1 de anul trecut) a călătorit paralel cu Coasta, mai degrabă decât să o lovească cu capul—acele vânturi au împins suficientă apă de mare în portul New York pentru a provoca un val de furtună de peste șase metri care a inundat în mod similar părți din Manhattan.

în schimb, creșterea mai mare a lui Sandy este un rezultat al pistei ciclonului post-tropical, care a văzut superstorma întorcându-se și apoi zdrobind coasta New Jersey, împingând un zid de apă pedepsitor în fața ei în Coasta Garden State, precum și la nord în portul New York.

cum vânturile creează un val de furtună? Într-un ciclon tropical, presiunea aerului este cea mai mare la margini și scăzută în centru. Aerul curge, la viteze peste 74 mph, pentru a umple acea zonă de joasă presiune. În plus, presiunea scăzută în sine ajută la ridicarea nivelului mării sub ea, sporind creșterea în cazul în care centrul furtunii face aterizare. Acțiunea valurilor în sine poate spori, de asemenea, efectul, adăugând și mai multă înălțime la o creștere a furtunii, pe măsură ce valurile se îngrămădesc în țărm una peste alta.

există un alt factor important în impactul final al valului: geografia costieră. „Storm surge este ca imobiliare: locație, locație, locație”, spune Rhome. În portul New York, linia de coastă înconjurătoare a acționat ca o pâlnie, canalizând din ce în ce mai mult apa care intră într-o regiune din ce în ce mai îngustă. Când un volum masiv de apă se limitează în acest fel, „nu are de ales decât să se varsă și să inunde Pământul din jur”, notează Rhome. Și, în locurile în care țărmul se înclină ușor spre mare, mai degrabă decât cade precipitat, rezultă o creștere și mai mare a furtunii. New York City, cu aproximativ 305 mile pătrate de suprafață, este deosebit de vulnerabil la valul de furtună din cauza celor peste 500 de mile de coastă, cu golfuri mici, intrări și alte pâlnii potențiale care pot canaliza apele de mare în creștere departe spre interior.

arta predicției valurilor
O parte importantă a copingului cu astfel de ape de inundații este să știi cât de probabil sunt să lovească și cât de mari vor fi atunci când vor ajunge la țărm. Unitatea Națională a uraganelor Storm Surge își bazează proiecțiile pe cantitatea de apă care se va deplasa fizic pe uscat, numită linia „umedă” deasupra nivelului mării. Desigur, predicțiile nu pot fi niciodată perfecte, Rhome (care este și un fost specialist în uragane) notează unitatea sa, deoarece parametrii care influențează creșterea furtunii se schimbă de la oră la oră: locația exactă a aterizării, puterea vânturilor, unghiul de apropiere de coastă, cât de repede se mișcă furtuna, cât de mare este, printre altele.

de fapt, NHC este una dintre puținele astfel de facilități din lume care oferă multiple predicții de creștere a furtunilor pentru a ajuta planificatorii de urgență să facă față. Începe cu un model de computer care ia în considerare datele de pe coasta însăși, inclusiv contururile, adâncimile, structurile naturale și cele create de om și unde intră râurile și alți factori. Computerul simulează apoi creșterea furtunii pe baza vitezei vântului de intrare, a vitezei furtunii în sine și a dimensiunii sale totale, care se bazează la rândul lor pe cea mai bună proiecție a specialiștilor în uragane umane ai NHC. Cea mai bună presupunere este locul în care se termină cele mai multe predicții de furtună.dar chiar și cei mai buni meteorologi Cu cele mai bune instrumente și cea mai mare experiență nu pot prezice cu exactitate niciunul dintre aceste lucruri, astfel încât NHC rulează modelul de mai multe ori cu variații multiple ale intrărilor furtunii, cum ar fi viteza vântului sau suprafața totală a furtunii. Nivelul unei valuri de furtună se poate schimba rapid, cu fluctuații relativ mici ale unor astfel de factori. „Este foarte dificil”, spune Rhome. „Doar o schimbare subtilă în meteorologie face o diferență uriașă.”

de exemplu, uraganul Ivan în 2004 și-a schimbat traseul, iar ochiul său a trecut la est de Mobile Bay, mai degrabă decât doar la vest, unde fusese așteptat pe baza previziunilor. Această schimbare direcțională de mai puțin de 30 de mile a tăiat valul real de furtună cu 10 picioare, potrivit lui Rhome, împingând apa din Golf, mai degrabă decât în ea. „Oricine crede că poate prezice aterizarea în termen de 30 de mile cu două până la trei zile în avans nu știe ce fac”, spune Rhome.

sau luați Sandy, care a rămas doar cel mai slab nivel al uraganului, cu vânturi susținute peste 74 mph, în ciuda faptului că a înregistrat cea mai mică presiune înregistrată vreodată pentru orice furtună la nord de Carolina de Nord—943 milibari chiar înainte de aterizarea în New Jersey. În schimb, dimensiunea pură a lui Superstorm Sandy—cu vânturi răspândite pe o suprafață masivă de peste 1.000 de mile pătrate-a generat valul enorm de ape oceanice. Pentru a aprecia diferența, gândiți—vă la o furtună mai mică ca la trecerea unui deget printr—o cadă—nu va deranja multă apă-în timp ce o furtună mai mare este ca și cum ați mișca un braț întreg-puteți face o umflătură semnificativă.

de fapt, câmpul de vânt întins al lui Sandy încă împinge apa peste nivelurile normale, chiar și la câteva zile după ce centrul furtunii a ajuns pe uscat.

costul creării unei protecții mai bune
New York City, cu toată dezvoltarea sa de coastă, este deosebit de vulnerabil la acele ape mai înalte. În zone precum Coasta Golfului și Estul Floridei care văd mai multă activitate de uragan, zidurile de inundații, digurile și chiar zonele umede proiectate ajută la diminuarea impactului furtunilor. Există propuneri, de exemplu, pentru a extinde un dig în jurul Galveston, Tex., pentru a-l proteja de furtuni similare ca magnitudine cu uraganul Ike din 2008.

pentru a proteja pe deplin Manhattan-ul ar fi nevoie de un zid de inundații înalt, lung și continuu, care să se înfășoare în jurul insulei pe ambele părți, similar cu peretele maritim de 16 kilometri lungime, de cinci metri înălțime și de aproape cinci metri grosime (la baza sa) de-a lungul țărmului Galveston. În urma uraganului Donna în 1960, un astfel de zid maritim a fost de fapt propus pentru Coney Island—dar niciodată construit.

asta nu înseamnă că un astfel de zid ar fi un leac. Chiar dacă s-ar construi o astfel de apărare, zidul ar putea funcționa și pentru a menține apa atât în interior, cât și în exterior în timpul inundațiilor severe, la fel cum s-a întâmplat în Galveston după uraganul Ike. O astfel de abordare nu este întotdeauna populară și din alte motive: blochează priveliștile oceanului. „De asemenea, aveți o problemă estetică”, notează geomorfologul Chris Houser din Texas a&M University.în teorie, protecția naturii—zonele umede, pădurile și Insulele barieră—ar putea afecta impactul furtunilor. „Este ca un zid de mare, dar este făcut din nisip”, spune Houser despre Insulele barieră și dunele lor, domeniul său principal de cercetare. Modul în care astfel de insule de barieră ies—forma lor convexă—acționează ca o pauză la valurile furtunii, în comparație cu efectul de pâlnie al golfurilor și orificiilor de intrare în formă concavă, cum ar fi cele din Portul New York. Dar nu există suficiente proprietăți imobiliare disponibile în jurul orașului New York pentru a restabili apărarea naturală, cum ar fi zonele umede sau pădurile.

blocarea efectelor viitoarelor furtuni va necesita insule de barieră mai mari decât cele naturale, în orice caz. În Louisiana, de exemplu, barierele provocate de om vor fi de trei ori mai mari decât Insulele naturale pentru a proteja proprietățile de coastă și infrastructura de petrol și gaze. O insulă barieră artificială în mod similar supradimensionată ar trebui ridicată în portul New York.

asta lasă alternative probabil prea scumpe, cum ar fi barierele de maree precum cea din râul Tamisa pentru a proteja Londra sau un sistem masiv de diguri, diguri și alte structuri de control al apei, cum ar fi cele din Olanda. Dar bariera Tamisei a costat aproape 2 miliarde de dolari pentru a construi și aproximativ 10 milioane de dolari pe an pentru a funcționa. Acest tip de barieră de maree a fost un vis al unor planificatori din New York timp de cel puțin un secol sau mai mult.

adaptarea la schimbările climatice
ca și cum toate acestea nu ar fi suficiente pentru a gestiona, există un proces suplimentar de a face față creșterii nivelului mării. Doi factori majori sunt la locul de muncă în New York City. În primul rând, terenurile care revin mai la nord după îndepărtarea greutății masive a ghețarilor din Epoca de gheață au făcut ca insula Manhattan să se scufunde încet. În al doilea rând, în același timp, oceanele au crescut cu aproape trei centimetri la nivel local pe parcursul secolului 20, potrivit U. S. Geological Survey. Aceste schimbări vor face ca crearea unei protecții de lungă durată împotriva furtunilor să fie și mai dificilă. „Începi de la un nou zero”, spune Rhome. „Exact aceeași furtună va produce o creștere și mai gravă a furtunii într-un timp viitor.”

Olanda, de exemplu, planifică o creștere de aproape un metru a nivelului mării până la sfârșitul secolului, deși aceasta se află la capătul înalt al proiecțiilor științifice. Planul olandez este de a consolida și de a spori digurile și digurile existente, dar și, așa cum a fost practica de sute de ani, de a pregăti anumite zone ca zone de inundații sigure, gata să fie inundate atunci când este necesar.în viitor, pregătirea pentru astfel de inundații inevitabile va fi la fel de vitală—dacă nu chiar mai importantă—decât încercarea de a preveni astfel de evenimente. „Șansa ca Manhattanul să primească o altă creștere a furtunii este din ce în ce mai mare”, notează Houser. Infrastructura—în special cea situată sub pământ, cum ar fi tunelurile de metrou și echipamentele vitale—trebuie pregătită pentru inundații. Generatoarele de subsol sau rezervoarele de combustibil pot fi relocate, de exemplu, iar pompele din tuneluri pot fi protejate, astfel încât să își poată face ulterior treaba de îndepărtare a apei.

asta va ajuta New York-ul să facă față viitoarelor furtuni, care ar putea produce mai multe inundații decât Sandy. Din fericire pentru regiunea metropolitană, acest ciclon post-tropical nu a aruncat ploaie în aceleași locuri în care a aruncat apa de mare. În cazul în care precipitațiile și furtunile se combină, inundațiile vor fi și mai grave. „Unele furtuni văd o creștere extraordinară la gura unui râu în același timp cu multă ploaie”, explică Rhome. „Se pot uni pentru a produce rezultate incredibil de dăunătoare.”

de fapt, hărțile zonei inundabile din New York, precum hărțile similare pentru municipalitățile din SUA, sunt un rezultat direct al modelării computerizate în afara sezonului pentru a vedea ce s-ar putea întâmpla în cel mai rău caz. Deci, Zona A este probabil să fie inundată de orice furtună tropicală de forță a ciclonului din regiune, în timp ce zona C necesită un uragan major care se mândrește cu vânturi de peste 110 mph. „Zona C este cel mai rău scenariu”, explică Rhome.

asta se naște din experiența grea aici, în secțiunea Zona C din Gowanus, unde chiar și o furtună tipică de ploaie din nord-est produce ieșiri de canalizare în canal și, în ploi mai grele, poate vedea străzile locale transformându-se în râuri. Împerechează asta cu tipul de val de apă de mare pe care l-a produs Superstorm Sandy și vor avea loc inundații și mai catastrofale. Este un viitor New York-și toate orașele de coastă-ar trebui să se pregătească pentru moment. Lecția lui Superstorm Sandy, după cum a remarcat Guvernatorul statului New York Andrew Cuomo într-o conferință de presă de Halloween, este „recunoașterea faptului că schimbările climatice sunt o realitate, vremea extremă este o realitate. Este o realitate că suntem vulnerabili.”