Pilotprojekt for at advare om potentielt farlige meteotsunamibølger i Great Lakes

Great Lakes-forskere etablerer et eksperimentelt netværk af lufttrykssensorer omkring søerne Michigan og Erie for at se, om de kan opdage potentielt skadelige "meteotsunami" -bølger.

Finansiering til pilotprojektet blev ydet af University of Michigan-baserede Cooperative Institute for Great Lakes Research (CIGLR), som modtager økonomisk støtte fra National Oceanic and Atmospheric Administration.

De 29 sensorer i fjerntliggende netværk vil lede efter pludselige lufttrykændringer-ofte forbundet med en række hurtigt tordenvejr-der kan udløse meteotsunamidannelse. Lavprissystemet anvender en blanding af nyinstallerede sensorer og eksisterende instrumenter på forskningsbøjer og ved vejrstationer ved kysten.

Meteotsunamier er stormdrevne bølger, der på nogle måder ligner tsunamier fra jordskælv, selvom meteotsunamier er langt mindre ødelæggende end de største seismiske tsunamier. Gennemsnitlig, omkring 100 meteotsunamier forekommer hvert år på de store søer, selvom de fleste er en fod eller mindre i højden og er for små til at bemærke.

En meteotsunami er anderledes end en seiche, en anden form for potentielt farlig bølge, der forekommer i de store søer.

I sjældne tilfælde, store meteotsunamier ved Great Lakes har været kendt for at forårsage tingskade, skader og endda dødsfald. I juni 1954, en 10-fods bølge, der nu menes at være en meteotsunami, ramte Lake Michigan-kysten nær Chicago, fejer flere mennesker af moler og dræber syv.

I løbet af det sidste årti, bestræbelser på at udvikle et meteotsunami -advarselssystem er blevet hindret af behovet for realtid, højfrekvente data. Det nye pilotprojekt løser den tekniske udfordring med et netværk af 29 sensorer, hver tager en lufttrykmåling i minuttet.

"En anden destruktiv meteotsunami kan ske på de store søer i morgen, og vi er ikke klar til det, "sagde projektets ledende forsker, Ed Verhamme fra LimnoTech, et miljøteknisk og videnskabeligt firma baseret i Ann Arbor. "Disse midler til hurtig reaktion fra CIGLR giver os mulighed for hurtigt at bevæge os for at få den slags observationer, der er nødvendige for at advare offentligheden om denne ofte overset fare.

Nøglen til at få øje på de atmosfæriske forstadier til en meteotsunami er evnen til at opdage pludselige, flygtige ændringer i lufttrykket, der kan vare kun et par minutter. Men barometriske trykfølere på de fleste amerikanske regeringsopererede Great Lakes vejrbøjer og kystnære vejrstationer rapporterer realtidsmålinger bare en gang hvert 10. til 15. minut, sagde NOAA fysisk videnskabsmand Philip Chu, medlem af pilotprojektets forskerhold.

"En måling hvert 10. minut eller længere er bare ikke hyppig nok til at kunne registrere de fleste af disse hændelser, "sagde Chu, der arbejder på bureauets Great Lakes Environmental Research Laboratory i Ann Arbor. "Vi har brug for højfrekvente målinger, og instrumenterne skal rapportere i realtid for at tilbyde prognosekapacitet. "

I det CIGLR-finansierede pilotprojekt, hver sensor i netværket sender data i realtid til et centralt datahåndteringssystem. Ti af sensorerne er på eksisterende bøjer, der ejes af LimnoTech og forskellige universiteter, og 10 er på eksisterende kystvejrstationer, der drives af WeatherFlow Inc.

Fire nye billige sensorer blev installeret langs Wisconsin's Lake Michigan-kystlinje i sommer, og fem flere vil blive installeret langs søerne Michigan og Erie i efteråret. De nye sensorer tilføjes på steder som bådlanceringer, lystbådehavne og parker.

"Du behøver ikke bruge $ 800 for en lufttrykssensor, når en meget billigere sensor vil gøre det samme, "Verhamme sagde." Vi kan sætte en trykføler på en lysstang ved en marina -parkeringsplads eller en bådlancering. Slutresultatet af denne indsats vil være målinger, der kommer en gang i minuttet fra 29 stationer. "

Finansiering med hurtig respons på $ 11, 900 fra CIGLR betalte for de nye sensorer, til ændringer af computerprogrammer på bøjerne, og for at oprette datahåndteringssystemet.

Data fra mange af stationerne indsamles og analyseres allerede. Den første test af det fulde 29-stationers netværk begynder næste forår. Great Lakes observationer af vandstand og en hydrodynamisk model vil blive brugt til at teste nøjagtigheden af ​​netværkets forudsigelser.

"Dette projekt viser kraften i kooperative institutter som CIGLR, "sagde CIGLR -direktør Bradley Cardinale, professor ved U-M Skolen for Miljø og Bæredygtighed. "Vi hjælper NOAA med at udvikle partnerskaber med universiteter, private virksomheder og ikke -statslige organisationer, der hurtigt kan flytte vigtig forskning til applikationer, der hjælper samfundet. "

Den hurtige stigning i vandstanden under en meteotsunami kan ske inden for få minutter til en time. Pludselige vandstandsændringer kan få folk til at være på vagt på moler og på strande, beskadige ejendommen ved havnefronten, forstyrre maritime aktiviteter, skabe stærke, farlige strømme, og kan endda forstyrre driften af ​​kystkraftværker, ifølge NOAA.

I fortiden, nogle meteotsunamier er blevet fejlagtigt identificeret som freak -bølger, flodbølger eller seiches, sagde NOAAs Chu. En seiche er en rytmisk svingning af vand i en sø eller delvist lukket krop, som en større version af vand, der hælder frem og tilbage i et badekar.

Vind og atmosfæriske trykændringer kan bidrage til dannelsen af ​​både seiches og meteotsunamis. Imidlertid, vind er typisk vigtigere for seiche -dannelse, mens trykændringer ofte spiller en væsentlig rolle i dannelsen af ​​meteotsunamier, ifølge NOAA.

Hvis det nye pilotprojekt viser sig at blive en succes, det langsigtede mål ville være at indarbejde en meteotsunami-advarsel eller advarselserklæring i det eksisterende National Weather Service-advarselssystem for at beskytte de omkring 30 millioner mennesker, der bor langs Great Lakes-kyster, Sagde Chu.

"Hvis vi kan vise, at denne fremgangsmåde er brugbar, og at vi faktisk kan opdage meteotsunamier på forhånd, så kunne det være muligt at eftermontere eller opgradere instrumenter på de fleste kyststationer for at få højfrekvente, realtidsmålinger, " han sagde.