Tempestade

Uma onda de tempestade , inundação de tempestade , maremoto ou onda de tempestade é o aumento significativo do nível do mar na costa causado pelos ventos de uma grande depressão empurrando a superfície do oceano ou um lago.

Isso resulta em um aumento local forte e rápido no nível da água. Pode ser acentuado pela depressão central do sistema - causando o bombeamento de Ekman - assim como pelo formato do fundo do mar. Em geral, esse fenômeno está associado a ciclones tropicais , mas também ocorrerá com fortes depressões em latitudes médias , especialmente aquelas que se desenvolvem rapidamente ( bombas ) no inverno.

As ondas de tempestade são particularmente perigosas quando ocorrem em conjunto com a maré alta . Em seguida, adicionamos o nível de água. A previsão do nível que a onda de tempestade atingirá (e a duração da enchente) são, portanto, dependentes do tempo de chegada dos dois fenômenos.

Mecanismo

Em geral, pelo menos cinco fatores influenciam as ondas de tempestade:

  1. O vento  : enquanto se move, o ar atua por fricção na superfície do mar, este efeito cria um acúmulo de água nas regiões de sotavento, semelhante ao que cria um efeito choco , que é inversamente proporcional à profundidade. O vento é o principal fator na criação de ondas de tempestade e, quanto maior a distância, maior o efeito.
  2. Pressão central  : sendo a pressão mais baixa no centro da depressão, a coluna de ar exerce menos peso no mar ali do que fora da depressão. Para equalizar as pressões na água, o nível do mar será mais alto no centro da depressão, como o mercúrio subindo em um barômetro . Uma regra simples diz que para estimar o papel da baixa pressão na formação de uma onda de tempestade: uma elevação de 1 cm maior do  que a normalmente esperada em função da maré para cada hectopascal abaixo da pressão atmosférica normal de 1013 hectopascais (hPa ) Por exemplo, no caso do furacão Juan , a mudança devido à sua pressão central de 974  hPa foi de 39  cm dos 150  cm observada para a tempestade em Halifax , Canadá.
  3. A rotação da Terra  : os ventos que giram em torno de uma depressão movem a superfície do mar. A força de Coriolis desvia esse movimento para fora de uma depressão, criando uma onda de transporte Ekman que se soma à criada pela pressão.
  4. Profundidade do fundo do mar  : a onda que vem do oceano desloca um determinado volume de água. Ao entrar em uma área onde o fundo do mar se eleva ou em uma baía, permanecendo o mesmo volume, a altura do nível do mar aumenta na forma de marés e ondas. Quanto mais íngreme for o declive, menos a tempestade entrará na terra, mas criará ondas significativas. Por outro lado, um declive suave da plataforma continental permitirá que o mar entre mais longe da costa, mas as ondas serão mais fracas.
  5. Onda da maré  : a coincidência entre a chegada da maré e a da tempestade aumenta consideravelmente a altura do nível do mar, se for uma maré de sizígia o efeito é ainda maior.

Estruturas rígidas construídas ( diques , molhes ) também podem amplificar localmente os efeitos de certas tempestades ao interferir na onda. A análise a posteriori das tempestades recentes permitiu compreender melhor este fenómeno: estas estruturas podem, por exemplo, modificar o trânsito das correntes e / ou sedimentos e levar ao rebaixamento ou desaparecimento das praias situadas à sua frente e assim reduzir a “capacidade natural dos sistemas costeiros de absorver a energia das tempestades” e aumentar o risco de submersão marinha costeira

História

Muitos casos antigos de invasão brutal do mar estão documentados, a maioria dos quais não parecem ser tsunamis verdadeiros (às vezes chamados de “tsunamis meteorológicos” ).

A Holanda e a Alemanha mantiveram notavelmente os episódios (conhecidos como "Mandränke" , "Mandrenke" ou "Grote Mandränke" em alto alemão ) de inundações devastadoras que ocorreram em 1362 e 1634 , que afetaram a costa do Mar do Norte e localmente (como em Schleswig-Holstein ) no lado do Mar Báltico . A inundação catastrófica de 1953 também foi resultado de uma tempestade.

O Delta do Mississippi tem perdido cerca de meio hectare por hora desde a década de 1930 , agravado nas últimas décadas, devido à conjunção de tempestades, enfraquecimento ou destruição de ecossistemas costeiros e pântanos e 'subsidência do solo que parece ser em parte ou em grande parte devido à atividade de petróleo e gás .

Riscos

Ao longo de uma costa exposta, as ondas de tempestade costumam ser seguidas por ondas altas. Estar perto da costa durante uma enchente de tempestade é perigoso porque essas ondas aparecem rapidamente, sem deixar muito tempo de preparação. Os moradores, principalmente os que vivem nas baixadas costeiras, devem se precaver e se preparar para esse fenômeno natural.

Grande parte das vítimas mortas por um ciclone tropical se deve à tempestade. Por exemplo, em 8 de setembro de 1900 , o furacão Galveston ( categoria 4 ) estava empurrando uma onda de tempestade que atingiu a ilha de Galveston e afogou de 6.000 a 12.000 pessoas.

A tempestade mais forte conhecida ocorreu em 1899 com o ciclone Mahina que atingiu a Baía de Bathurst  (in) , na Austrália , com um mar de 13 metros. O maior dos Estados Unidos foi de 9 metros com o furacão Katrina em 2005 em Bay St. Louis , Mississippi .

A Baía de Bengala é particularmente propícia a essas marés, por estar em uma área ativa em tempestades tropicais e ter um formato de funil raso. Com 142 ondas de intensidade moderada a violenta, observadas entre 1582 e 1991 , algumas com mais de oito metros de altura, centenas de milhares de vítimas são deploradas (Murty e Flather, 1994) durante esse período. Também leva o apelido de capital do surto de tempestades e a maior perda de vidas por esse fenômeno ocorreu lá em 1970 com o ciclone Bhola .

Estacas

Além das questões óbvias de segurança de bens e pessoas e segurança marítima , no contexto de um provável aquecimento global associado a uma subida dos oceanos , existem questões de conhecimento científico e de previsão , bem como questões económicas de curto, médio e longo (por exemplo, na França, a tempestade Martin (26 de dezembro de 1999) e Xynthia (26 de fevereiro de 2010) causaram danos significativos (vários bilhões de euros) e na Louisiana, as ondas de tempestade tropical são menos prejudicadas pela aspereza da paisagem devido a a contínua submersão de parte do Delta do Mississippi. Uma melhor compreensão dos efeitos das tempestades também pode ajudar a melhorar a resiliência ecológica dos ambientes afetados.

Previsão, medições

Os avanços na pesquisa e, em particular, na modelagem tornam possível prever melhor o tempo, o local e a provável severidade dos efeitos das ondas de tempestade, em particular os riscos de submersão marinha, destruição de instalações ou construções portuárias ou costeiras e o risco de erosão do litoral . Esses efeitos, que muitas vezes têm várias causas, são mais marcados nas costas sedimentares onde os efeitos das ondas e / ou marés são mais marcantes. A modelação deve também permitir, no futuro, propor, conceber e dispor melhor as instalações de combate à erosão ou de mitigação da erosão costeira, ou mesmo eliminá-las quando se revelem inúteis ou fonte de efeitos perversos. Os modelos também podem integrar melhor o aumento do nível do mar , a diminuição das entradas de sedimentos fluviais (ou às vezes costeiras) quando existe.

Para ciclones tropicais , e apenas para eles, uma fórmula matemática rápida foi desenvolvida para estimar rapidamente a altura potencial de uma tempestade de ondas .

Nesta fórmula, é o nível da onda de tempestade em metros. é a diferença de pressão com a pressão mínima tal que . é o "fator de cardume", um fator de correção dependente da batimetria do local, que aumenta com fundos planos e rasos. Por fim, é o fator de correção para o deslocamento do furacão , que aumenta com a velocidade de movimento do furacão.

Esta fórmula destaca o fato de que as ondas de tempestade são maiores quando o furacão se move rapidamente em águas rasas. Um modelo mais exato é usado pelo National Hurricane Center , SLOSH ( Sea, Lake e Overland Surges from Hurricanes ).

Para ciclones extratropicais , ou depressões de latitude média, os mesmos fenômenos estão envolvidos e da mesma maneira. No entanto, a estrutura desses sistemas climáticos é radicalmente diferente e, em particular, é assimétrica. Outros modelos devem, portanto, ser usados.

Uma regra prática permite avaliar a subida do nível do mar em uma área de baixa pressão pela formação de uma onda de tempestade: uma elevação maior que 1  cm do que a normalmente esperada de acordo com a maré para cada hectopascal abaixo da atmosférica normal pressão de 1013 hectopascais (hPa). Esta avaliação é a combinação dos cinco fenômenos acima.

Prevenção, precauções

Os serviços meteorológicos emitem alertas quando o potencial de aumento de tempestade está presente. As grandes depressões e ciclones tropicais são monitorados e o cálculo dos vários efeitos é feito para estimar ou antecipar a altura da maré que irá quebrar nas costas. Países como Holanda (particularmente vulneráveis), Estados Unidos da América , Canadá , Grã-Bretanha e França , que possuem importantes áreas costeiras, possuem tal sistema. Mais especificamente para os Estados Unidos da América , o National Hurricane Center vem liderando desde o final dos anos 2000 uma reflexão sobre como integrar diretamente um alerta de tempestade em seus editais. Um passo foi retirar a associação feita na Escala de Saffir-Simpson entre ventos e ondas de tempestade, para ter uma escala mais específica para as ondas de tempestade.

Paredes costeiras foram erguidas em alguns países para conter ondas de tempestade. Por exemplo, na Holanda , onde barragens e diques foram construídos após a enchente causada pelo Mar do Norte em 1953 . As principais obras são Oosterscheldekering e Maeslantkering . A Barreira do Tamisa tem um propósito semelhante.

No caso de uma tempestade, o interior de um edifício mais alto do que a altura esperada da onda fornece proteção contra a subida da água. Se for de construção sólida, as pessoas que se refugiam nos andares superiores ficam protegidas dos ventos e da água, desde que fiquem longe das janelas. Dirigir em águas cheias pode se tornar perigoso, pois a correnteza carrega tudo em seu caminho.

Notas e referências

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Veja também

Bibliografia

Artigos relacionados