Viharhullám

A vihar túlfeszültség , vihar árvíz , szökőár, vagy vihar túlfeszültség , a jelentős emelkedés a tenger szintje a part mentén okozta szél egy nagy depresszió nyomja át az óceán felszínén, vagy egy tó.

Ez a vízszint erős és gyors helyi emelkedését eredményezi. Hangsúlyozhatja a rendszer központi depressziója - ami Ekman-pumpálást okoz -, valamint a tengerfenék alakja. Általában ez a jelenség a trópusi ciklonokkal társul , de a közepes szélességi fokokon is erős depressziókkal fordul elő , különösen azoknál, amelyek télen gyorsan fejlődnek ( bombák ).

A viharlökések különösen veszélyesek, ha dagályral együtt fordulnak elő . Ezután hozzáadjuk a vízszintet. A vihar hullámának elérésére (és az áradás időtartamára) vonatkozó előrejelzés tehát a két jelenség beérkezésének időpontjától függ.

Gépezet

Általában legalább öt tényező befolyásolja a viharhullámokat:

  1. Szél  : mozgás közben a levegő súrlódással hat a tenger felszínén, ez a hatás a víz szélső területein a víz felhalmozódását idézi elő, hasonlóan a mélységgel fordítottan arányos tintahal-hatáshoz . A szél az elsődleges tényező a viharlökések kialakulásában, és minél nagyobb a távolság, annál nagyobb a hatás.
  2. Központi nyomás  : a nyomás közepén alacsonyabb a nyomás, a légoszlop kisebb súlyt fejt ki a tengeren, mint a mélyedésen kívül. A vízben lévő nyomások kiegyenlítése érdekében a tengerszint magasabb lesz a mélyedés közepén, mint a barométerben emelkedő higany . Egy egyszerű ökölszabály szerint az alacsony nyomásnak a viharlökések kialakulásában betöltött szerepének becsléséhez: 1 cm-rel nagyobb az emelkedés, mint  általában az árapály függvényében, az egyes hektopascáloknál 1013 hektopascál (hPa) normál légköri nyomás alatt. ). Például a Juan hurrikán esetében a 974  hPa-os központi nyomás miatti eltérés 39  cm volt a kanadai Halifax-i viharlökésnél észlelt 150  cm-től .
  3. A Föld forgása  : A mélyedés körül forogó szél mozgatja a tenger felszínét. A Coriolis-erő eltéríti ezt a mozgást a mélyedésből, ekman-szállítási hullámot hozva létre, amely hozzáadódik a nyomás által létrehozotthoz.
  4. A tengerfenék mélysége  : az óceán felől érkező hullám kiszorít egy bizonyos mennyiségű vizet. Amikor belép egy olyan területre, ahol a tengerfenék emelkedik, vagy egy öbölbe, a térfogat változatlan marad, a tengerszint magassága árapály és hullámok formájában növekszik. Minél meredekebb a lejtő, annál kevésbé kerül be a szárazföldre a vihar, de jelentős hullámokat hoz létre. Ezzel szemben a kontinentális talapzat enyhe lejtése lehetővé teszi a tenger számára, hogy a parttól távolabb belépjen, de a hullámok gyengébbek lesznek.
  5. Árapály  : az árapály és a vihar beköszöntének egybeesése jelentősen megnöveli a tengerszint magasságát, ha tavaszi dagályról van szó , a hatás még nagyobb.

A megépített merev szerkezetek ( gátak , kikötőállomások ) lokálisan felerősíthetik bizonyos viharok hatásait is, ha megzavarják a vihar hullámát. A közelmúltbeli viharok utólagos elemzése lehetővé tette ennek a jelenségnek a jobb megértését: ezek a struktúrák például módosíthatják az áramlást és / vagy az üledékátmenetet, és az előttük elhelyezkedő strandok lecsökkenéséhez vagy eltűnéséhez vezethetnek, és ezáltal csökkenthetik a "a part menti rendszerek természetes képessége a vihar túlfeszültségének elnyelésére", és növeli a part menti tengeri merülés kockázatát .

Történelem

Sok ősi esetet dokumentáltak a brutális tengeri invázióról, amelyek többsége nem tűnik igazi cunaminak (néha "meteorológiai szökőárnak" is nevezik ).

Hollandia és Németország különösen megtartotta az epizódok (az úgynevezett „Mandränke” , „Mandrenke” vagy „Grote Mandränke” a nagy német ) pusztító árvizek bekövetkezett 1362 és 1634 , ami felborította a part a Északi-tenger és a lokálisan ( a Schleswig-Holstein ) a balti-tenger oldalán . Az 1953-as katasztrofális árvíz szintén viharhullám következménye volt.

A Mississippi-delta az 1930-as évektől kezdve óránként mintegy fél hektárnyi területet veszít , ami az utóbbi évtizedekben súlyosbodott, a viharlökések, a part menti ökoszisztémák és vizes élőhelyek gyengülése vagy pusztulása , valamint a talaj süllyedése miatt, amely részben vagy egészben látszik. nagyrészt az olaj- és gázaktivitás miatt .

Kockázatok

A szabad partvidék mentén a viharhullámokat gyakran magas hullámok követik. Viharos hullámzás idején a part közelében lenni veszélyes, mert ezek a hullámok gyorsan megjelennek, anélkül, hogy sok felkészülési időt hagynának. A lakosoknak, különösen azoknak, akik a tengerparti síkságon élnek, óvintézkedéseket kell tenniük és fel kell készülniük erre a természeti jelenségre.

A trópusi ciklon által megölt áldozatok nagy része a vihar fellendülésének köszönhető. Például, szeptember 8-, 1900-as , Hurricane Galveston ( 4. osztály ) volt nyomva egy vihar túlfeszültség, hogy túlterheltek Galveston Island és megfulladt 6000 és 12000 fő.

A legerősebb árapály ismert vihar történt 1899 a Mahina ciklon sújtotta Bathurst Bay  (in) , Ausztrália a tenger 13 méterre. Az Egyesült Államokban a legnagyobb 9 méter volt a Katrina hurrikánnal 2005 -ben a Mississippi- i Bay St. Louis- ban .

A Bengáli-öböl különösen kedvez ezeknek az dagályoknak, mivel trópusi viharok által okozott területen található, és sekély tölcsér alakú. 1582 és 1991 között 142 mérsékelt vagy erőszakos intenzitású hullámmal , amelyek több mint nyolc méter magasak, több százezer áldozatot sajnálnak ebben az időszakban (Murty és Flather, 1994). A vihar túlfeszültségi tőkéjének becenevét is viseli, és a jelenség okozta legnagyobb életvesztés ott történt 1970-ben a Bhola ciklonnal .

Tét

Amellett, hogy a nyilvánvaló kérdés a biztonság az áruk és személyek, valamint a tengeri biztonság , a keretében , egy lehetséges globális felmelegedés társított emelkedése az óceánok kérdései, a tudományos ismeretek és előrelátás mellett léteznek, valamint a rövid gazdasági kérdések, közép- és hosszú távon (például Franciaországban a Martin vihar (1999. december 26.) és a Xynthia (2010. február 26.) jelentős kárt (több milliárd eurót) okozott, Louisianában pedig a trópusi viharhullámokat kevésbé akadályozza a táj a Mississippi-delta egy részének folyamatos merítése a viharlökések hatásainak jobb megértése szintén hozzájárulhat az érintett környezetek ökológiai ellenálló képességének javításához .

Előrejelzés, mérések

A kutatás és különösen a modellezés fejlődése lehetővé teszi a viharlökések idejének, helyének és valószínűségének súlyosabb előrejelzését, különös tekintettel a tengeri merülés, a létesítmények vagy kikötői vagy parti építmények megsemmisülésének kockázatára és az erózió kockázatára. a partvonal . Ezek a hatások, amelyeknek gyakran több oka is van, inkább az üledékes partokon jelentkeznek, ahol a duzzanatok és / vagy az árapályok hatása a legmarkánsabb. A modellezésnek lehetővé kell tennie a jövőben az erózió elleni küzdelem vagy a parti erózió mérséklésének lehetőségeinek jobb arányos megtervezését, megtervezését és elrendezését, vagy akár azok felszámolását is, ha azok haszontalanok vagy perverz hatások forrásai. A modellek jobban integrálhatják a tengerszint növekedését , a folyóvízi (vagy néha parti) üledékbevitel csökkenését is, ha létezik.

A trópusi ciklonok esetében , és csak számukra, egy gyors matematikai képletet dolgoztak ki a hullámvihar potenciális magasságának gyors megbecsülésére .

Ebben a képletben a vihar túlfeszültség szintje méterben. a nyomáskülönbség a minimális nyomással olyan, hogy . a "lerakódási tényező", a hely batimetriájától függő korrekciós tényező , amely lapos és sekély fenékkel növekszik. Végül a hurrikán elmozdulásának korrekciós tényezője , amely a hurrikán mozgásának sebességével növekszik.

Ez a képlet kiemeli azt a tényt, hogy a viharlökések a legmagasabbak, ha a hurrikán sekély vízben gyorsan mozog. Pontosabb modellt a National Hurricane Center , a SLOSH ( Sea, Lake and Overland Surges from Hurricanes ) használ .

Az extratropikus ciklonok vagy a közepes szélességi mélyedések esetében ugyanazok a jelenségek vesznek részt és ugyanúgy. Ezen időjárási rendszerek felépítése azonban gyökeresen eltérő, és különösen aszimmetrikus. Ezért más modelleket kell használni.

Az ökölszabály szerint a tengerszint emelkedését egy alacsony nyomású területen viharhullám kialakulásával lehet értékelni : 1 cm-rel nagyobb növekedés, mint  amit az árapály szerint szokásosan várnak az egyes hektopaszkalusok alatt a normál légköri atmoszférában. 1013 hektopascál (hPa) nyomás. Ez az értékelés a fenti öt jelenség kombinációja.

Megelőzés, óvintézkedések

Az időjárási szolgálatok figyelmeztető jelzéseket adnak ki, ha fennáll a viharlökés. A főbb mélyedéseket és a trópusi ciklonokat figyelemmel kísérik, és a különböző hatásokat kiszámítják annak érdekében, hogy megbecsüljék vagy előre láthassák a partokon megtörő árapály magasságát. Olyan országokban van ilyen rendszer, mint Hollandiában (különösen sérülékeny), az Amerikai Egyesült Államokban , Kanadában , Nagy-Britanniában és Franciaországban , amelyek fontos parti területekkel rendelkeznek. Pontosabban az Amerikai Egyesült Államok számára a National Hurricane Center a 2000-es évek vége óta vezeti annak elmélkedését, hogy miként lehet a viharhullám-figyelmeztetést közvetlenül beépíteni a közleményeibe. Az egyik lépés az volt, hogy megszüntessük a Saffir-Simpson skálán a szelek és a viharlökések közötti kapcsolatot, annak érdekében, hogy pontosabban meghatározzuk a viharlökéseket.

Egyes országokban tengerparti falakat emeltek viharlökések megakadályozására. Például Hollandiában , ahol az 1953-as Északi-tenger okozta áradás után gátakat és gátakat építettek . A fő művek az Oosterscheldekering és a Maeslantkering . A Temze gát hasonló céllal rendelkezik.

Viharlökés esetén a hullám várható magasságánál magasabb épület belseje védelmet nyújt az emelkedő víz ellen. Ha szilárd felépítésű, a felső emeleten menedéket nyújtó embereket addig védik a szél és a víz, amíg távol vannak az ablakoktól. Az árvízben történő vezetés veszélyes lehet, mivel az áram mindent visz az útjában.

Megjegyzések és hivatkozások

  1. (a) DL Harris , "  Jellemzői a hurrikán vihar túlfeszültség  " , Technikai papír , Washington, DC, Amerikai Egyesült Államok Weather Bureau, n o  48,1963, P.  139. ( online [PDF] , olvasás: 2014. augusztus 30. )
  2. "  Viharhullám és hullámok, amelyeket a Juan hurrikán okozott Halifaxban  " , kanadai hurrikánközpont ,2003. október 17(megtekintve 2014. augusztus 30. )
  3. (in) "  Storm Surge  " , NOAA (hozzáférés: 2007. március 29. )
  4. P. Bernatchez , C. Fraser és D. Lefaivre „  Effects of merev védő szerkezet a dinamikáját tengerpart természetes veszélyek: erózió és elmerülés  ” , Geohazard, geohazards (Proceedings of the 4th Canadian Konferencia Geohazards: bizonyos okok kezelése) ,2008( olvasható online [PDF] )
  5. Eric Chaumillon, Guy Wöppelmann, Mihail Karpytchev és Xavier Bertin, „  A tengerszint, hullámok, viharok és parti változások mérése és modellezése a fenntartható part menti gazdálkodás érdekében  ”, VertigO - a környezettudományok elektronikus folyóirata [Online] , 9. különszám | 2011. július, kiküldve 2011. július 6-án, megtekintve 2014. augusztus 30-án. URL: [1]  ; DOI: 10.4000 / vertigo.10947
  6. (in) SA Hsu, DeWitt Braud és Brian Blanchard, "  Katrina és Rita hurrikánok által kiváltott maximális viharsebek gyors becslése 2005-ben  " , Weathr Nemzeti Szövetség (hozzáférés : 2010. március 4. )
  7. (en) Országos Meteorológiai Szolgálat , "  Sea-tó és Overland túlfeszültség Hurricanes (löttyent)  " , NOAA ,2009. december 8(megtekintés : 2010. március 4. )
  8. (in) FEMA , "  Sea Lake Overland túlfeszültség Hurricanes (löttyent)  " , kormány, az Egyesült Államok ,2009. június 4(megtekintés : 2010. március 4. )
  9. (in) "  Storm surge warning services  " , Holland Biztonsági Minisztérium (elérhető: 2014. augusztus 30. )
  10. (in) "  Storm Ready  " , Nemzeti Meteorológiai Szolgálat (hozzáférés: 2014. augusztus 30. )
  11. (in) "  Floodwarming  " , Környezetvédelmi Ügynökség (hozzáférés: 2014. augusztus 30. )
  12. "  Meteo-France túlfeszültség-előrejelzése  " , Météo-France (konzultáció 2014. augusztus 30-án )
  13. (en) Országos Hurrikán Központ , "  Storm Surge Storm Surge Forecasting Scales  " és [PDF] , NOAA ,2010. február 19(megtekintve 2014. augusztus 30. )
  14. (en) National Hurricane Center , "  A Saffir-Simpson-féle hurrikánskála  " , NOAA ,2010. február 19(megtekintve 2014. augusztus 30. )

Lásd is

Bibliográfia

Kapcsolódó cikkek