Часть 1: Штормовой прилив: когда океан выходит на берег

Анхель Брэструп, председатель совета консультантов The Ocean Foundation

Мы все видели фотографии и видео. Некоторые из нас даже были свидетелями этого воочию. Сильный шторм толкает воду вперед, когда он взбивается вверх по побережью, сильный ветер заставляет воду накапливаться, пока она не достигает берега, а затем катится внутрь, в зависимости от того, как быстро движется шторм, как долго сильные ветры толкали воду, и география (и геометрия) того, где и как она ударяется о берег. 

Штормовой нагон не является частью расчета силы шторма, такого как «Шкала ураганного ветра Саффира Симпсона» для урагана. Большинство из нас знает, что Саффир Симпсон определяет ураганы категории 1-5 в зависимости от постоянной скорости ветра (не физического размера шторма, скорости движения шторма, динамического давления, скорости порыва ветра, количества осадков и т. д.).

Национальное управление океанических и атмосферных исследований (NOAA) разработало модель, известную как SLOSH, или Морские, озерные и сухопутные приливы от ураганов, для прогнозирования приливов или, что важно, для того, чтобы исследователи могли сравнивать относительные эффекты различных штормов. Некоторые относительно слабые штормы могут создать значительный штормовой нагон, когда формы рельефа и уровень воды сливаются, создавая идеальные условия. Ураган Айрин был категории 1, когда он обрушился на сушу в Северной Каролине [1] в 2011 году, но его штормовой нагон составил 8-11 футов, и он нанес большой ущерб. Точно так же ураган «Айк» был хорошим примером шторма, который имел «всего лишь» категорию 2 (устойчивый ветер 110 миль в час), когда обрушился на сушу, но имел штормовой нагон, который был бы более типичным для сильной категории 3. Конечно, совсем недавно, в ноябре на Филиппинах, это был штормовой нагон тайфуна Хайян, стерший с лица земли целые города и оставивший после себя разрушенную инфраструктуру, системы доставки еды и воды и груды мусора, которые так потрясли мир в фильм и фото.

На восточном побережье Англии в начале декабря 2013 года сильное наводнение повредило более 1400 домов, нарушило железнодорожную систему и вызвало серьезные предупреждения о загрязненной воде, нашествии крыс и необходимости быть осторожным со стоячей водой в садах или садах. в другом месте. Их крупнейший штормовой нагон за 60 лет (на сегодняшний день!) также нанес значительный ущерб заповедникам Королевского общества защиты птиц (RSPB) — затопление соленой водой пресноводных лагун повлияло на места зимовки перелетных птиц и может повлиять на весенний сезон гнездования птиц (таких как выпи).[2] Один заповедник был в основном защищен благодаря недавно завершенному проекту по борьбе с наводнениями, но ему все же был нанесен значительный ущерб дюнам, которые отделяли его пресноводные районы от моря.

Сотни людей на восточном побережье Англии погибли в 1953 году, когда вода хлынула на беззащитные населенные пункты. Многие считают, что реакция на это событие спасла сотни, если не тысячи жизней в 2013 году. Сообщества построили системы защиты, в том числе системы экстренной связи, которые помогли обеспечить подготовку к уведомлению людей, эвакуации людей и спасению там, где это необходимо. .

К сожалению, этого нельзя сказать о питомниках серых тюленей, где сезон детенышей только что закончился. В Великобритании проживает треть мировой популяции серых тюленей. Десятки детские серые тюлени были доставлены в спасательный центр Королевского общества по предотвращению жестокого обращения с животными (RSPCA), потому что штормовой нагон разлучил их с матерями. Эти молодые щенки слишком молоды, чтобы уметь правильно плавать, и поэтому они были особенно уязвимы. Им может потребоваться уход в течение пяти месяцев, пока они не будут готовы питаться самостоятельно. Это самая крупная спасательная операция, которую когда-либо приходилось предпринимать RSPCA. (Пожертвуйте в наш Фонд морских млекопитающих, чтобы помочь защитить этих животных.)

Еще одним источником значительного паводка со стороны океана является, конечно же, землетрясение. Кто может забыть разрушения от цунами в Индонезии, Таиланде и других регионах, вызванные землетрясением на рождественской неделе в 2004 году? Это остается одним из самых мощных землетрясений, когда-либо зарегистрированных, и, безусловно, одним из самых продолжительных по продолжительности, и оно не только сдвинуло всю планету, но и вызвало более мелкие землетрясения за полмира от нее. У жителей прибрежной Индонезии почти не было шансов спастись от 6-футовой (двухметровой) стены воды, которая хлынула на берег в течение нескольких минут после землетрясения, жители восточного побережья Африки жили лучше, а побережье Антарктиды еще лучше. Прибрежные районы Таиланда и прибрежные районы Индии не подвергались ударам более часа, а в некоторых районах и дольше. И снова стена воды мчалась вглубь суши, насколько могла, и затем отступала, почти так же быстро, унося с собой большую часть того, что было разрушено на своем пути или, ослабленное, на обратном пути.

В марте 2011 года еще одно мощное землетрясение у берегов восточной Японии вызвало цунами, которое достигло 133 футов в высоту, когда оно достигло берега, и в некоторых местах прокатилось вглубь суши почти на 6 миль, уничтожив все на своем пути. Землетрясение было настолько сильным, что остров Хонсю, самый большой из островов Японии, сдвинулся примерно на 8 футов к востоку. Подземные толчки снова ощущались за тысячи миль, и возникшие в результате цунами нанесли ущерб прибрежным поселениям в Калифорнии, и даже в Чили, примерно в 17,000 XNUMX миль, волны были высотой более шести футов.

В Японии цунами отодвинуло гигантские танкеры и другие корабли от их причалов далеко вглубь суши и даже оттолкнуло гигантские сооружения для защиты побережья, известные как четвероногие, которые катились с волнами по населенным пунктам — форма защиты, которая стала причиной вреда. В прибрежной инженерии четвероногие представляли собой четырехногий прогресс в конструкции волноломов, потому что волны обычно разбиваются о них, уменьшая повреждение волнолома с течением времени. К несчастью для прибрежных сообществ, волнорезы четвероногих не могли сравниться с силой моря. Когда вода отступила, стали проявляться масштабы катастрофы. К тому времени, когда официальные подсчеты были завершены, мы знали, что десятки тысяч людей погибли, получили ранения или пропали без вести, что почти 300,000 XNUMX зданий, а также электрические, водопроводные и канализационные коммуникации были разрушены; транспортные системы рухнули; и, конечно же, на Фукусиме началась одна из самых длительных ядерных аварий, так как системы и резервные системы не выдержали натиска с моря.

Последствия этих огромных нагонов океана — это отчасти человеческая трагедия, отчасти проблема общественного здравоохранения, отчасти разрушение природных ресурсов и отчасти системный коллапс. Но прежде чем ремонт может начаться, возникает еще одна проблема. Каждая фотография рассказывает часть истории тысяч тонн мусора — от затопленных автомобилей до матрасов, холодильников и другой бытовой техники, до кирпичей, изоляции, проводки, асфальта, бетона, пиломатериалов и других строительных материалов. Все те опрятные коробки, которые мы называем домами, магазинами, офисами и школами, превратились в сырые, более мелкие, в значительной степени бесполезные груды щебня, пропитанные морской водой и смесью содержимого зданий, транспортных средств и водоочистных сооружений. Другими словами, большой вонючий беспорядок, который необходимо очистить и утилизировать, прежде чем можно будет начать восстановление.

Местным и другим правительственным чиновникам трудно предвидеть реакцию на следующий ураган без учета того, сколько мусора может образоваться, степени загрязнения мусора, того, как его нужно будет убирать и где будут лежать груды мусора. теперь бесполезные материалы будут утилизированы. После Сэнди мусор с пляжей в одном только небольшом прибрежном поселке возвышался над нашими головами после того, как его просеяли, отсортировали, и очищенный песок вернулся на пляж. И, конечно же, предугадать, где и как вода выйдет на берег, тоже непросто. Как и в случае с системами предупреждения о цунами, инвестиции в возможности NOAA по моделированию штормовых нагонов (SLOSH) помогут сообществам быть более подготовленными.

Планировщики также могут извлечь пользу из знания о том, что здоровые естественные системы береговой линии, известные как мягкие или естественные штормовые барьеры, могут помочь смягчить последствия нагона и рассеять его силу.[3] Например, на здоровых лугах с водорослями, болотах, песчаных дюнах и мангровых зарослях сила воды может быть менее разрушительной и приводить к меньшему количеству мусора и меньшим проблемам в последствии. Таким образом, восстановление здоровых природных систем вдоль наших побережий обеспечивает больше и лучшую среду обитания для наших океанских соседей и может предоставить человеческим сообществам рекреационные и экономические выгоды, а также смягчение последствий стихийных бедствий.

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

[2] Би-би-си: http://www.bbc.co.uk/news/uk-england-25298428.

[3] Естественная защита лучше всего защищает побережье, http://www.climatecentral.org/news/natural-defenses-can-best-protect-coasts-says-study-16864.