Część 1: Fala sztormowa: Kiedy ocean zejdzie na brzeg

Angel Braestrup, przewodniczący Rady Doradców, The Ocean Foundation

Wszyscy widzieliśmy zdjęcia i filmy. Niektórzy z nas byli nawet świadkami tego na własne oczy. Wielka burza pcha przed sobą wodę, gdy wzbija się w górę wybrzeża, silne wiatry sprawiają, że woda gromadzi się, aż uderza w brzeg, a potem toczy się do wewnątrz, w zależności od tego, jak szybko porusza się burza, jak długo silne wiatry pchają wodę oraz geografię (i geometrię) miejsca i sposobu, w jaki uderza w wybrzeże. 

Fala sztormowa nie jest częścią obliczania siły burzy, takiej jak „Skala huraganu Saffir Simpson Hurricane Wind Scale” huraganu. Większość z nas wie, że Saffir Simpson definiuje oznaczenie kategorii 1-5, jakie otrzymują huragany w zależności od utrzymującej się prędkości wiatru (nie fizycznej wielkości burzy, prędkości ruchu burzy, ciśnienia dynamicznego, prędkości gwałtownego wiatru, ani ilości opadów itp.).

Narodowa Administracja Oceaniczna i Atmosferyczna (NOAA) opracowała model znany jako SLOSH lub The Sea, Lake and Overland Surges from Hurricanes to prognoza gwałtownych fal lub, co ważne, aby umożliwić naukowcom porównanie względnych skutków różnych burz. Niektóre stosunkowo słabe burze mogą wywołać niezwykłą falę sztormową, gdy formy terenu i poziomy wody łączą się, tworząc idealne warunki. Huragan Irene był kategorii 1, kiedy dotarł na ląd w Północnej Karolinie[1] w 2011 r., ale jego fala sztormowa wyniosła 8-11 stóp i spowodowała wiele szkód. Podobnie huragan Ike był dobrym przykładem burzy, która w momencie uderzenia w ląd była „tylko” kategorią 2 (wiatry utrzymujące się z prędkością 110 mil na godzinę), ale jej fala sztormowa byłaby bardziej typowa dla silnej kategorii 3. Oczywiście, ostatnio w listopadzie na Filipinach, to fala sztormowa tajfunu Haiyan zmiotła z powierzchni ziemi całe miasta i pozostawiła po sobie zdewastowaną infrastrukturę, systemy zaopatrzenia w żywność i wodę oraz stosy gruzu, które tak zszokowały świat w film i zdjęcia.

Na wschodnim wybrzeżu Anglii na początku grudnia 2013 r. masowe powodzie uszkodziły ponad 1400 domów, zakłóciły działanie sieci kolejowej i spowodowały poważne ostrzeżenia dotyczące zanieczyszczonej wody, inwazji szczurów oraz konieczności uważania na stojącą wodę w ogrodach lub gdzie indziej. Ich największa fala sztormowa od 60 lat (co do dnia!) wyrządziła również znaczne szkody rezerwatom dzikiej przyrody Królewskiego Towarzystwa Ochrony Ptaków (RSPB) — zalanie słoną wodą lagun słodkowodnych wpłynęło na zimowiska ptaków wędrownych i może wpłynąć na wiosenny okres lęgowy ptaków (takich jak bąki).[2] Jeden rezerwat był w większości chroniony dzięki niedawno ukończonemu projektowi ochrony przeciwpowodziowej, ale nadal ucierpiały w nim wydmy oddzielające jego obszary słodkowodne od morza.

Setki ludzi na wschodnim wybrzeżu Anglii zginęło w 1953 roku, gdy woda wlała się do bezbronnych społeczności. Wiele osób przypisuje reakcji na to wydarzenie uratowanie setek, jeśli nie tysięcy istnień ludzkich w 2013 r. Społeczności zbudowały systemy obronne, w tym systemy łączności w nagłych wypadkach, które pomogły zapewnić, że trwają przygotowania do powiadamiania ludzi, ewakuacji ludzi i ratowania w razie potrzeby .

Niestety, tego samego nie można powiedzieć o wylęgarniach fok szarych, w których właśnie kończy się sezon lęgowy. Wielka Brytania jest domem dla jednej trzeciej światowej populacji fok szarych. Dziesiątki małe szare foki zostały przewiezione do centrum ratunkowego prowadzonego przez Królewskie Towarzystwo Zapobiegania Okrucieństwu wobec Zwierząt (RSPCA), ponieważ fala sztormowa oddzieliła je od matek. Te młode szczenięta są zbyt młode, aby móc prawidłowo pływać, dlatego były szczególnie narażone. Mogą potrzebować opieki nawet przez pięć miesięcy, zanim będą gotowe do samodzielnego karmienia. To największa akcja ratunkowa, jaką RSPCA kiedykolwiek musiała podjąć. (Przekaż darowiznę na nasz Fundusz Ssaków Morskich, aby pomóc chronić te zwierzęta.)

Innym źródłem znaczącej powodzi z oceanu jest oczywiście trzęsienie ziemi. Któż może zapomnieć o zniszczeniach spowodowanych przez tsunami w Indonezji, Tajlandii i całym regionie po trzęsieniu ziemi w Boże Narodzenie 2004 roku? Pozostaje jednym z najpotężniejszych trzęsień ziemi, jakie kiedykolwiek zarejestrowano, z pewnością jednym z najdłużej trwających, i nie tylko poruszyło całą planetę, ale także wywołało mniejsze trzęsienia ziemi pół świata dalej. Mieszkańcy przybrzeżnej Indonezji prawie nie mieli szans na ucieczkę przed 6-stopową (dwumetrową) ścianą wody, która rzuciła się na brzeg w ciągu kilku minut od trzęsienia, mieszkańcy wschodniego wybrzeża Afryki radzili sobie lepiej, a wybrzeże Antarktydy jeszcze lepiej. Przybrzeżna Tajlandia i obszary przybrzeżne w Indiach nie zostały dotknięte przez ponad godzinę, a na niektórych obszarach dłużej. I znowu ściana wody wdarła się w głąb lądu tak daleko, jak tylko mogła, a potem cofnęła się, prawie równie szybko, zabierając ze sobą dużą część tego, co zostało zniszczone w drodze do niej lub osłabione w drodze z powrotem.

W marcu 2011 r. kolejne potężne trzęsienie ziemi u wybrzeży wschodniej Japonii wywołało tsunami, które osiągnęło wysokość 133 stóp, gdy dotarło do brzegu, i przetoczyło się w głąb lądu prawie 6 mil w niektórych miejscach, niszcząc wszystko na swojej drodze. Trzęsienie było tak silne, że wyspa Honsiu, największa z wysp Japonii, została przesunięta o około 8 stóp na wschód. Wstrząsy ponownie były odczuwalne w odległości tysięcy mil, a powstałe tsunami zaszkodziło społecznościom przybrzeżnym w Kalifornii, a nawet w Chile, oddalonym o około 17,000 XNUMX mil, fale miały ponad sześć stóp wysokości.

W Japonii tsunami przeniosło gigantyczne tankowce i inne statki daleko w głąb lądu, a nawet zepchnęło gigantyczne struktury ochrony wybrzeża znane jako czworonogi, które toczyły się z falami przez społeczności - forma ochrony, która stała się przyczyną szkód. W inżynierii przybrzeżnej czworonogi stanowiły czworonożny postęp w projektowaniu falochronów, ponieważ fale zwykle załamują się wokół nich, zmniejszając uszkodzenia falochronu w czasie. Na nieszczęście dla społeczności przybrzeżnych falochrony czworonogów nie mogły się równać z potęgą morza. Kiedy woda opadła, zaczęła się ujawniać sama skala katastrofy. Do czasu zakończenia oficjalnych obliczeń wiedzieliśmy, że dziesiątki tysięcy ludzi zginęło, zostało rannych lub zaginęło, że prawie 300,000 XNUMX budynków, a także instalacje elektryczne, wodociągowe i kanalizacyjne zostały zniszczone; systemy transportowe upadły; i oczywiście jedna z najdłużej trwających awarii nuklearnych zaczęła się w Fukushimie, ponieważ systemy i systemy rezerwowe nie wytrzymały ataku z morza.

Następstwem tych ogromnych fal oceanicznych jest po części tragedia ludzka, po części problem zdrowia publicznego, po części zniszczenie zasobów naturalnych i po części upadek systemów. Ale zanim naprawa będzie mogła się rozpocząć, pojawia się kolejne wyzwanie. Każde zdjęcie opowiada część historii tysięcy ton gruzu — od zalanych samochodów, przez materace, lodówki i inne urządzenia, po cegły, izolację, przewody, asfalt, beton, drewno i inne materiały budowlane. Wszystkie te schludne pudła, które nazywamy domami, sklepami, biurami i szkołami, zamieniły się w rozmokłe, mniejsze, w dużej mierze bezużyteczne stosy gruzu nasączonego wodą morską i mieszanką zawartości budynków, pojazdów i urządzeń do uzdatniania wody. Innymi słowy, wielki śmierdzący bałagan, który musi zostać uprzątnięty i usunięty przed rozpoczęciem odbudowy.

Społeczności i innym urzędnikom państwowym trudno jest przewidzieć reakcję na następną burzę bez rozważenia, ile gruzu może powstać, w jakim stopniu gruz zostanie zanieczyszczony, jak trzeba będzie go uprzątnąć i gdzie znajdą się stosy śmieci. teraz bezużyteczne materiały zostaną usunięte. W ślad za Sandy, gruzy z plaż tylko w jednej małej nadmorskiej społeczności górowały nad naszymi głowami po tym, jak zostały przesiane, posortowane, a oczyszczony piasek wrócił na plażę. I oczywiście przewidywanie, gdzie i jak woda wypłynie na brzeg, jest również trudne. Podobnie jak w przypadku systemów ostrzegania przed tsunami, inwestowanie w możliwości modelowania fal sztormowych NOAA (SLOSH) pomoże społecznościom lepiej się przygotować.

Planiści mogą również skorzystać z wiedzy, że zdrowe naturalne systemy linii brzegowej — znane jako miękkie lub naturalne bariery sztormowe — mogą pomóc złagodzić skutki przypływu i rozproszyć jego siłę.[3] Na przykład w przypadku zdrowych łąk trawy morskiej, bagien, wydm i lasów namorzynowych siła wody może być mniej niszczycielska i skutkować mniejszą ilością gruzu i mniej wyzwań w następstwie. W ten sposób przywrócenie zdrowych systemów naturalnych wzdłuż naszych wybrzeży zapewnia więcej lepszych siedlisk dla naszych sąsiadów z oceanu i może zapewnić społecznościom ludzkim korzyści rekreacyjne i ekonomiczne oraz łagodzenie skutków katastrofy.

[1] Wprowadzenie NOAA do Storm Surge, http://www.nws.noaa.gov/om/hurricane/resources/surge_intro.pdf

[2] BBC: http://www.bbc.co.uk/news/uk-england-25298428

[3]Naturalne mechanizmy obronne mogą najlepiej chronić wybrzeża, http://www.climatecentral.org/news/natural-defenses-can-best-protect-coasts-says-study-16864