Stormflod

En stormflod , storm oversvømmelse , flodbølge, eller stormfloder , er den betydelige stigning i havniveauet på kystlinjen forårsaget af vind fra en stor depression skubbe hen over overfladen af havet eller en sø.

Dette resulterer i en stærk og hurtig lokal stigning i vandstanden. Det kan forstærkes af systemets centrale fordybning - forårsager Ekman-pumpning - såvel som havbundens form. Generelt er dette fænomen forbundet med tropiske cykloner , men vil også forekomme med stærke fordybninger i mellembreddegrader , især dem der udvikler sig hurtigt ( bomber ) om vinteren.

Stormstød er særligt farlige, når de opstår i forbindelse med højvande . Vi har derefter en tilføjelse af vandstanden. Forudsigelse af det niveau, som stormfloden vil nå (og oversvømmelsens varighed) er derfor afhængig af tidspunktet for ankomsten af ​​de to fænomener.

Mekanisme

Generelt påvirker mindst fem faktorer stormflod:

  1. Vinden  : mens den bevæger sig, virker luften ved friktion på havets overflade. Denne effekt skaber en akkumulering af vand i de lejeområder, svarende til den, der skaber en blæksprutteffekt , der er omvendt proportional med dybden. Vind er den primære faktor til at skabe stormflod, og jo større afstand, jo større er effekten.
  2. Centralt tryk  : trykket er lavere i midten af ​​depressionen, luftkolonnen udøver mindre vægt på havet der end uden for depressionen. For at udligne trykket i vandet vil havniveauet være højere i midten af ​​depressionen ligesom kviksølv stiger i et barometer . En simpel tommelfingerregel siger, at for at estimere lavtryks rolle i dannelsen af ​​en stormflod: en stigning på 1 cm større end det,  der normalt forventes som en funktion af tidevandet for hver hektopascal under normalt atmosfærisk tryk på 1013 hektopascal (hPa ). For eksempel i tilfælde af orkanen Juan var ændringen på grund af dens centrale tryk på 974  hPa 39  cm af de 150  cm, der blev noteret for stormfloden i Halifax , Canada.
  3. Jordens rotation  : Vinde, der drejer sig om en depression, bevæger havoverfladen. Coriolis-kraften afbøjer denne bevægelse ud af en depression og skaber en Ekman-transportbølge , der tilføjes den, der er skabt af tryk.
  4. Havbundens dybde  : bølgen, der kommer fra havet, fortrænger en vis mængde vand. Når den kommer ind i et område, hvor havbunden stiger eller en bugt, hvor lydstyrken forbliver den samme, øges havets højde i form af tidevand og bølger. Jo stejlere skråningen er, desto mindre kommer stormfloden ind i landet, men det vil skabe betydelige bølger. Omvendt vil en svag hældning på kontinentalsoklen tillade, at havet kommer længere ind fra kysten, men bølgerne bliver svagere.
  5. Tidevandsbølgen  : sammenfaldet mellem tidevands ankomst og stormflod øger havets overflade betydeligt. Hvis det er en fjedervand , er effekten endnu større.

Stive strukturer bygget ( diger , havnebroer ) kan lokalt også forstærke virkningerne af visse storme ved at forstyrre stormfloden. Den efterfølgende analyse af de seneste storme har gjort det muligt bedre at forstå dette fænomen: disse strukturer kan f.eks. Ændre strømme og / eller sedimenttransit og føre til en sænkning eller forsvinden af strandene, der ligger foran dem og dermed reducere "kystsystemers naturlige kapacitet til at absorbere stormflodsenergi" og øge risikoen for kystnær nedsænkning .

Historie

Mange gamle tilfælde af brutal havinvasion er dokumenteret, hvoraf de fleste ikke ser ud til at være sande tsunamier (undertiden benævnt "meteorologiske tsunamier" ).

Holland og Tyskland har især bevaret episoderne (kendt som "Mandränke" , "Mandrenke" eller "Grote Mandränke" på højtysk ) med ødelæggende oversvømmelser, der opstod i 1362 og 1634 , som forstyrrede Nordsøens kystlinje og lokalt (som i Slesvig-Holsten ) på Østersøen . Den katastrofale oversvømmelse i 1953 var også resultatet af en stormflod.

Den Mississippi-deltaet er at miste omkring en halv hektar i timen siden 1930'erne , forværret i de seneste årtier på grund af sammenfaldet af stormfloder, svækkelse eller ødelæggelse af kystnære økosystemer og vådområder , og 'jord nedsynkning som synes at være delvist eller stor del på grund af olie- og gasaktivitet .

Risici

Langs en udsat kystlinje følges stormflod ofte af høje bølger. At være nær kysten under oversvømmelser med stormflod er farligt, fordi disse bølger vises hurtigt uden at efterlade meget forberedelsestid. Beboere, især dem, der bor i de lavtliggende kystområder, bør tage forholdsregler og forberede sig på dette naturlige fænomen.

En stor del af ofrene dræbt af en tropisk cyklon skyldes stormflod. For eksempel, på september 8, år 1900 , orkanen Galveston ( kategori 4 ) blev skubber en stormflod, der overvældet Galveston Island og druknede 6.000 til 12.000 mennesker.

Den stærkeste tidevands kendte storm opstod i 1899 med Mahina-cyklonen ramte Bathurst Bay  (i) , Australien med et hav på 13 meter. Den største i USA var 9 meter med orkanen Katrina i 2005 i Bay St. Louis , Mississippi .

The Bay of Bengal er særlig befordrende for disse tidevand, være i et område aktiv i tropiske storme og har en overfladisk tragtform. Med 142 bølger med moderat til voldsom intensitet, bemærket mellem 1582 og 1991 , nogle mere end otte meter høje, er hundreder af tusinder af ofre beklagede (Murty and Flather, 1994) i denne periode. Det bærer også kaldenavnet stormstødskapital, og det største tab af menneskeliv forårsaget af dette fænomen opstod der i 1970 med cyklon Bhola .

Indsatser

Ud over de åbenlyse spørgsmål om sikkerhed for varer og mennesker og søfartssikkerhed findes der i forbindelse med en sandsynlig global opvarmning forbundet med en stigning i havene spørgsmål om videnskabelig viden og fremsyn samt korte økonomiske spørgsmål, mellem og lang term (for eksempel i Frankrig, storm Martin (26. december 1999) og Xynthia (26. februar 2010) forårsagede betydelig skade (flere milliarder euro), og i Louisiana er tropiske stormstød mindre hæmmet af landskabets ruhed på grund af den igangværende nedsænkning af en del af Mississippi Delta Bedre forståelse af virkningerne af stormflod kunne også hjælpe med at forbedre den økologiske modstandsdygtighed i berørte miljøer.

Prognose, målinger

Fremskridt inden for forskning og især med modellering gør det muligt bedre at forudsige tid, sted og sandsynlig sværhedsgrad af virkningerne af stormflod, især risikoen for nedsænkning i havet, ødelæggelse af faciliteter eller havne- eller kystkonstruktioner og risikoen for erosion. af kystlinjen . Disse effekter, som ofte har flere årsager, er mere markante på sedimentære kyster, hvor virkningerne af dønninger og / eller tidevand er mest markante. Modellering skal også gøre det muligt i fremtiden at forbedre proportioner, designe og arrangere faciliteterne til bekæmpelse af erosion eller afbødning af kystserosion eller endda fjerne dem, når de viser sig at være ubrugelige eller en kilde til perverse effekter. Modellerne kan også bedre integrere stigningen i havniveauet , faldet i fluviale (eller undertiden kystnære) sedimentindgange, når det eksisterer.

For tropiske cykloner , og kun for dem, blev der udviklet en hurtig matematisk formel til hurtigt at estimere den potentielle højde af en bølgestorm .

I denne formel er niveauet for stormstød i meter. er trykforskellen med det mindste tryk, således at . er "afskalningsfaktoren", en korrektionsfaktor afhængigt af stedets badymetri , som øges med flade og lave bund. Endelig er korrektionsfaktoren for orkanens forskydning , som øges med hastigheden af ​​orkanens bevægelse.

Denne formel fremhæver det faktum, at stormstød er højest, når orkanen bevæger sig hurtigt på lavt vand. En mere nøjagtig model bruges af National Hurricane Center , SLOSH ( Sea, Lake og Overland Surges from Hurricanes ).

For ekstratropiske cykloner eller depressioner i mellembreddegrader er de samme fænomener involveret og på samme måde. Imidlertid er strukturen i disse vejrsystemer radikalt anderledes og især asymmetrisk. Andre modeller skal derfor anvendes.

En tommelfingerregel gør det muligt at evaluere stigningen i havoverfladen i et område med lavt tryk ved dannelsen af ​​en stormflod: en stigning på 1 cm højere end  den normalt forventes ifølge tidevandet for hver hektopascal under normal atmosfærisk tryk på 1013 hektopascal (hPa). Denne vurdering er kombinationen af ​​de ovennævnte fem fænomener.

Forebyggelse, forholdsregler

Vejrtjenester udsender alarmer, når stormflodspotentiale er til stede. Store depressioner og tropiske cykloner overvåges, og beregningen af ​​de forskellige effekter foretages for at estimere eller forudse højden af ​​tidevandet, der vil bryde ved kysterne. Lande som Holland (især sårbare), Amerikas Forenede Stater , Canada , Storbritannien og Frankrig , som har vigtige kystområder, har et sådant system. Mere specifikt for Amerikas Forenede Stater har National Hurricane Center ført siden slutningen af ​​2000'erne en refleksion over, hvordan man direkte integrerer en stormstødadvarsel i sine offentlige meddelelser. Et skridt var at fjerne forbindelsen i Saffir-Simpson-skalaen mellem vind og stormflod for at få en mere specifik skala for stormflod.

I nogle lande er der opført kystvægge for at indeholde stormflod. For eksempel i Holland , hvor dæmninger og diger blev bygget efter oversvømmelsen forårsaget af Nordsøen i 1953 . De vigtigste værker er Oosterscheldekering og Maeslantkering . Den Thames Barrier har et lignende formål.

I tilfælde af stormflod yder det indre af en bygning, der er højere end den forventede bølgehøjde, beskyttelse mod stigende vand. Hvis det er af solid konstruktion, er mennesker, der søger tilflugt på de øverste etager, beskyttet mod vind og vand, så længe de holder sig væk fra vinduer. Kørsel i oversvømmelsesvand kan blive farligt, da strømmen bærer alt, hvad der er på sin vej.

Noter og referencer

  1. (in) DL Harris , "  Karakteristika for orkanen Storm Surge  " , Technical Paper , Washington, DC, USA Weather Bureau, nr .  48,1963, s.  139 ( læs online [PDF] , adgang 30. august 2014 )
  2. "  Stormflod og bølger forårsaget af orkanen Juan i Halifax  " , canadisk orkancenter ,17. oktober 2003(adgang til 30. august 2014 )
  3. (in) "  Storm Surge  " , NOAA (adgang til 29. marts 2007 )
  4. P. Bernatchez , C. Fraser og D. Lefaivre , “  Effekter af stive beskyttende strukturer på dynamikken i kystnære naturfarer: erosion og nedsænkning  ” , Geohazard, geohazards (Proceedings of the 4th Canadian Conference on Geohazards: some גורם ledelse) ,2008( læs online [PDF] )
  5. Eric Chaumillon, Guy Wöppelmann, Mikhail Karpytchev og Xavier Bertin, "  Målinger og modellering af ændringer i havets overflade, bølger, storme og  kystændringer for bæredygtig kystforvaltning ", VertigO - den elektroniske tidsskrift inden for miljøvidenskab [Online] , Specialnummer 9 | Juli 2011, offentliggjort den 6. juli 2011, hørt 30. august 2014. URL: [1]  ; DOI: 10.4000 / svimmelhed.10947
  6. (in) SA Hsu, DeWitt Braud og Brian Blanchard, "  Hurtig skøn over maksimale stormskader fremkaldt af orkanerne Katrina og Rita i 2005  " , National Association Weathr (adgang 4. marts 2010 )
  7. (en) National Weather Service , "  Sea Lake and Overland Surge from Hurricanes (SLOSH)  " , NOAA ,8. december 2009(adgang til 4. marts 2010 )
  8. (i) FEMA , "  Sea Lake Overland Surge from Hurricanes (SLOSH)  " , De Forenede Staters regering ,4. juni 2009(adgang til 4. marts 2010 )
  9. (in) "  Storm overvågningstjenester  " , hollandske sikkerhedsministerium (adgang til 30. august 2014 )
  10. (in) "  Storm Ready  " , National Weather Service (adgang 30. august 2014 )
  11. (in) "  Floodwarming  " , Miljøagentur (adgang til 30. august 2014 )
  12. "  Prognosen for stigninger i Météo-France  " , Météo-France (hørt 30. august 2014 )
  13. (da) National Hurricane Center , "  Storm Surge Storm Surge Forecasting Scales and  " [PDF] , NOAA ,19. februar 2010(adgang til 30. august 2014 )
  14. (da) National Hurricane Center , "  The Saffir-Simpson Hurricane Wind Scale  " , NOAA ,19. februar 2010(adgang til 30. august 2014 )

Se også

Bibliografi

Relaterede artikler