Zeitschrift für Küstenzonenmanagement

Abstrakt

Sturmbedingte Wasserstände in Norfolk, Virginia und der Chesapeake Bay: Ein Modell und Beobachtungen

Bao S, Pietrafesa LJ*, Yan T, Peng M und Gayes PT

Es wird eine Bewertung der durch Stürme verursachten Wasserstände in Norfolk, Virginia (VA), und der Chesapeake Bay vorgestellt, bei der ein interaktiv gekoppeltes numerisches Wellen- und Strömungsmodell verwendet wird, das von einem numerischen atmosphärischen Modell angetrieben wird, im Vergleich zu tatsächlichen Beobachtungen. Der Grund für die interaktive Kopplung liegt darin, dass diese Art der Modellkopplung die Modellierung von Küstenüberschwemmungen in einem anderen Küstenbereich erheblich verbessert hat. Das Modellsystem wird in einem Gebiet angewendet, in dem die Küstenüberschwemmungen in naher Zukunft und darüber hinaus wahrscheinlich zunehmen werden, da das Gebiet von Norfolk, VA, als „Hotspot“ an der Ostküste in Bezug auf steigende Küstenwasserstände an der US-amerikanischen Atlantikküste gilt. Um die Variabilität des Meeresspiegels zu bewerten, haben wir eine empirische Zerlegung der Wasserstandsdaten von Sewell's Point durchgeführt und festgestellt, dass es acht Variabilitätsmodi gibt, die von monatlich über saisonal und jährlich bis hin zu interjährlich und über 5-7 Jahre, 10-12 Jahre bis hin zu etwa 25 Jahren reichen, mit einem allgemeinen Aufwärtstrend, der zwischen 0,35 und 0,85 cm/Jahr variiert hat und derzeit bei 0,65 cm/Jahr liegt. Da die Modi 1 bis 7 alle über separate zeitliche Schwingungsperioden verfügen, ist es unwahrscheinlich, dass alle sieben Modi zu einem bestimmten Zeitpunkt positiv oder negativ sind. Dies ist jedoch möglich, und wenn dies der Fall wäre, könnte der Grundwasserstand 20, 35 oder 50 cm höher sein. Die Ergebnisse unseres numerischen Modells werden anhand der von der National Oceanic and Atmospheric Administration (NOAA) und dem National Weather Service (NWS) beobachteten Windfelder validiert. Die Wasserstände und signifikanten Wellenfeldhöhen der Oberflächengravitationswellen des National Ocean Service (NOS), die im Gebiet der Chesapeake Bay erfasst wurden, zeigen eine ausgezeichnete Übereinstimmung. Angesichts unserer dokumentierten Einschätzung der Variabilität des Küstenwasserstands entlang der südlichen Küste von Virginia werden künftige Hurrikane und Winterzyklone die Region Norfolk weitaus häufiger und stärkeren Überschwemmungen und Überflutungen aussetzen als in der Vergangenheit. Die Bewohner von Norfolk werden während Perioden mit auch nur mäßig starken atmosphärischen Winden im Zusammenhang mit dem Durchzug typischer Winterstürme, insbesondere Zyklone der mittleren Breiten und tropischer Wirbelstürme, und vor allem bei Flut sehr wahrscheinlich häufig „lästige“ Überschwemmungen und Küstenerosion erleben.