Abstract

Механизм генерации метеотунами, которые представляют собой метеорологические волны на воде с пространственно-временными характеристиками и поведением, аналогичным сейсмическим цунами, изучен плохо.Мы количественно оцениваем метеотунами с точки зрения сезонности, причин и частоты появления посредством анализа долгосрочных данных об уровне воды в Великих Лаврентийских озерах. Большинство наблюдаемых метецунами случаются с конца весны до середины лета и связаны в основном с конвективными штормами. Метеоцунами потенциально опасной силы (высота> 0,3 м) происходят в среднем 106 раз в год по всему региону. Эти результаты показывают, что метецунами встречаются гораздо чаще, чем следует из исторических анекдотических отчетов.Будущие климатические сценарии над Соединенными Штатами показывают вероятное увеличение количества дней, благоприятных для формирования сильных конвективных штормов над Великими озерами, особенно в весенний сезон. Это предполагает, что у конвективно ассоциированных метецунами в этих регионах может наблюдаться увеличение частоты встречаемости или временной сдвиг в более раннее теплое время года. На сегодняшний день метеотунами в районе Великих озер не замечают.

Метеоцунами — это водные волны, генерируемые метеорологически, которые имеют временные и пространственные характеристики, аналогичные сейсмическим цунами, и могут представлять серьезную опасность для прибрежных сообществ. ¹ .Волны метецунами, которые обычно имеют периоды от 2 минут до 2 часов. 6 ^{, 7 , 8} . Даже метеотунами с, казалось бы, небольшой высотой (~ 0,3 м) могут создавать опасные течения ^{9 , 10} , которые создали опасные условия для рекреационных пользователей ¹¹ .Эпизодический анализ крупных событий показал, что метеотунами в основном вызываются атмосферным давлением и ветровыми возмущениями, связанными с фронтальными проходами ¹² , циклонами ^{13 , 14} , атмосферными гравитационными волнами ¹⁵ и мезомасштабными конвективными системами ^{16 , 17} , в том числе derechos ¹⁸ . Атмосферная энергия постоянно подается в волну, если скорость распространения атмосферного возмущения приблизительно равна локальной скорости свободной волны, которая зависит от глубины воды для длинных волн открытого океана ¹⁹ и уклона шельфа для прибрежных краевых волн ²⁰ .Высота метецунами может дополнительно увеличиваться на побережье за ​​счет местных механизмов, таких как обмеление, шельфовый резонанс, отражение и резонанс гавани. ^{11 , 21 , 22 , 23 , 24} . Вследствие повсеместности атмосферных возмущений давления и ветра метеотунами могут увеличивать риск, создаваемый сейсмическими цунами ²⁵ , или представлять угрозу для регионов, которые традиционно не считаются подверженными риску сейсмических цунами ²⁶ .Тем не менее, на сегодняшний день количественная оценка частоты появления и риска метецунами ограничена ^{27 , 28} .

Великие Лаврентийские озера, которые образуют крупнейшую пресноводную систему Земли и включают более 10 000 миль береговой линии, являются примером региона с низкой сейсмической активностью, но с долгой историей разрушительных метеотунами, как показано на ^{4 , 11 , 18 , 29 , 30 , 31 , 32} ( см. Дополнительная таблица S1 для списка исторических событий ).Разрушительные последствия метецунами в Великих озерах были наиболее ярко продемонстрированы в 1954 году, когда трехметровый метецунами убил семь человек в Чикаго, штат Иллинойс, США. ⁴ . Недавно в 2012 году произошли заметные метеотунами, когда трем пловцам потребовалась помощь после того, как их унесло в километр от берега в озеро Эри, недалеко от Кливленда, штат Огайо, США ¹¹ , и в 2014 году, когда метеоцунами озера Верхнее перевалило за шлюзы Су, судоходные операции были прерваны. и побудили к эвакуации домов в Saulte Ste.Мари, Онтарио, Канада. Большинство зарегистрированных метеотунами в Великих озерах произошли вблизи густонаселенных районов (), возможно, из-за предвзятого отношения к населенным пунктам. Кроме того, трансформации волн, такие как отражение в замкнутых бассейнах, могут привести к волне метецунами, которая отделена от причинного атмосферного возмущения ^{11 , 21} , что не только приводит к повышенному риску для прибрежных сообществ, но также может вызывать неправильную идентификацию источник этих волн.В результате достоверная количественная оценка возникновения метеоцунами в Великих озерах отсутствовала до недавнего времени, когда возникновение метецунами было впервые количественно определено с использованием 20-летних исторических данных уровня воды на 10 участках вокруг озера Мичиган ²⁸ . Тем не менее, частота появления метецунами в региональном масштабе, таком как весь район Великих озер, еще предстоит оценить, и риск, связанный с этими опасностями на побережье, остается неясным.

Карта метецунами, зарегистрированных в Великих озерах, с контурами батиметрии и плотностью населения на уровне округа. Кроме того, среднее количество метецунами, наблюдаемых на каждой станции в год, отображается в виде круга, масштабированного по площади. Рисунок был создан с использованием MATLAB-2016 edition (http: http://www.mathworks.com/) с батиметрическими данными из Центров экологической информации NOAA и данными о населении из Бюро переписи населения США.

Цель этой статьи — охарактеризовать частоту появления метеотунами в Великих озерах, а также время и причины штормов, связанных с этими событиями.Долгосрочные данные об уровне воды и радиолокационные данные по всему региону анализируются для количественной оценки уровней повторяемости метецунами, связанных типов структур штормов, а также месячного и годового распределения повторяемости. Затем образцы региональных характеристик метецунами в районе Великих озер анализируются в контексте географических, батиметрических и атмосферных условий региона. Это первое исследование, которое дает представление о частоте встречаемости метецунами в районе Великих Лаврентийских озер, а также о механизмах, которые влияют на характеристики метеоцунами в регионе.

Результаты

Чтобы выявить наличие метецунами во всех пяти Великих озерах, мы сначала идентифицировали метецунами по данным уровня воды за период до 20 лет в 32 местах по всему региону. В частности, явления метецунами определяются в этом исследовании как колебания уровня воды с периодом менее 2 часов и высотой более 0,3 м, которые связаны с сильным приземным ветром и / или возмущениями атмосферного давления на близлежащей метеостанции ¹ . Из выявленных высокочастотных колебаний уровня воды, превышающих 0.3 м примерно 87% связаны с сильными атмосферными возмущениями и, следовательно, считаются метецунами. Те колебания, которые не связаны с атмосферными возмущениями, обычно являются либо кажущимися ошибками датчика, которые характеризуют одно мгновенное изменение уровня воды, либо отраженными волнами метецунами, которые уже поразили эту станцию ​​в более раннее время.

Среднее количество метецунами, наблюдаемых в год на каждой станции в Великих озерах, показано на. Гавань Калумет, штат Иллинойс, на озере Мичиган, подвергается наибольшему количеству метецунами (29 в год), за ней следуют Буффало, штат Нью-Йорк, на озере Эри (17 в год) и Алпена, штат Мичиган, на озере Гурон (14 в год).На уровне озера Мичиган наиболее часто встречается метецунами — 51 событие в год, за ним следуют озера Эри (27 событий), Huron (17 событий), Superior (6 событий) и Онтарио (5 событий). События). В целом, во всем районе Великих озер в год происходило в среднем 106 метецунами. На сегодняшний день мало что известно о распространении метецунами в мире. В этом исследовании в отчетах об уровне воды за год выявлялось больше событий, чем сообщалось во всей исторической литературе с 1882 года, что позволяет предположить, что метецунами с потенциально опасной силой встречаются в Великих озерах гораздо чаще, чем ожидалось ранее.

Чтобы рассчитать частоту возникновения экстремальных метецунами, был использован подход «Пиковое превышение порога» (POT), чтобы подогнать распределение Парето типа 1 к данным о размерах метецунами в каждом озере ^{33 , 34} . Полученные распределения нанесены на график с годовой магнитудой метецунами (т. Е. 1 превышение в год) для Великих озер 0,83 м и 10-летним (т. Е. 0,1 превышением в год) уровнем повторяемости 1,3 м. Для справки, самое большое зарегистрированное колебание уровня воды, наблюдавшееся во время смертоносного метецунами в Чикаго в 1954 году, составило приблизительно 1 м ³⁵ , уровень повторяемости, который наблюдается во всем районе Великих озер с интервалом повторяемости 3 года (т.е. 0,33 превышения в год). Таким образом, хотя раньше метецунами такой силы считались редким явлением, анализ уровня воды показывает, что крупные метецунами в Великих озерах довольно регулярны. Тем не менее, колебания уровня воды, связанные с метеотунами, не учитываются при планировании или проектировании вдоль берегов Великих озер, и существующие системы прогнозирования не могут предсказать их возникновение в целях общественной безопасности. ¹¹ . В целом угроза метецунами представляет собой серьезную прибрежную опасность для Великих озер, которая до сих пор недооценивалась.

Наблюдения за высотой метецунами по всему озеру (точки) соответствуют распределению Парето типа 1 (сплошная линия) для каждого озера.

Чтобы изучить происхождение метеотунами в Великих озерах, типы штормов, связанные с идентифицированными событиями, которые превышают высоту уровня отражения за один год, классифицируются на основе изображений радиолокационной отражательной способности. Штормы классифицируются как одна из семи категорий: ^{36 , 37 , 38 , 39} : конвективный кластер, конвективный комплекс, линейная конвекция, носовая конвекция (включая дерехос), внетропический циклон, фронтальный (т.е. фронты, связанные с отдаленными внетропическими циклонами), и возможные атмосферные гравитационные волны (AGW), определяемые в этом исследовании как сильное давление или возмущения ветра в отсутствие соответствующего шторма. По всей территории Великих озер штормы конвективного типа связаны с 78% метеотунами. Сложные (39%) и линейные (33%) структуры конвективных штормов — два наиболее распространенных типа штормов, связанных с метецунами (). Конвективные комплексы связаны с наибольшим количеством метецунами в каждом озере, кроме озера Онтарио, где преобладают линейные конвективные структуры.Что касается неконвективных явлений, то доля метеотунами, связанных с фронтами внетропических циклонов, является наибольшей в озере Онтарио, тогда как на озера Мичиган и озеро Гурон приходится наибольшая доля событий, связанных с внетропическими циклонами. Возмущения давления и ветра без ближайшего шторма, которые, возможно, связаны с АГВ, составляют небольшую часть наблюдаемых метеотунами. Это говорит о том, что, если атмосферные гравитационные волны действительно играют важную роль в метеотунами Великих озер, они обычно связаны с конвективными или фронтальными штормами и не выделяются среди штормов в этом исследовании.В целом, наш анализ показывает, что метецунами в Великих озерах в первую очередь связаны со сложными и линейными конвективными штормовыми структурами, а вторичный вклад вносят структуры типа внетропических циклонов.

( a ) — ( e ) Распределение штормовых структур, связанных с метеотунами, которые превышают годовой уровень повторяемости в каждом озере и ( f ) для всех озер вместе взятых. Штормовые структуры проиллюстрированы на образцах радиолокационных изображений отражательной способности метеотунами, наблюдаемых в озере Мичиган: ( g ) конвективный комплекс, ( h ) линейная конвекция, ( i ) конвективный кластер, ( j ) дуговая конвекция, () k ) фронтальный — обратите внимание, что центр низкого давления находится на расстоянии более 200 км от озера Мичиган, и циклон ( l ) — обратите внимание, что центр низкого давления находится над озером Мичиган.Обратите внимание, что квазикруглые голубые детали на панелях i и j являются неметеорологическими целями, видимыми вблизи радиолокационных станций. Рисунок был создан с использованием MATLAB-2016 edition (http://www.mathworks.com/) с данными радаров из базы данных Iowa Environmental Mesonet NEXRAD Composite.

Чтобы оценить, когда наиболее вероятно возникновение метецунами, были рассчитаны месячные и годовые распределения метецунами. Пиковое время метецунами в течение года рассчитывается как круговое среднее значение месяца наблюдаемых событий.показывает ежемесячное распределение метецунами в Великих озерах. Озера Мичиган и Гурон имеют аналогичное годовое месячное распределение со средним круговым месяцем возникновения 5,5 и 5,4 месяца, соответственно. Сезон метецунами в озере Онтарио наступает весной раньше (4,7 месяца), а в озере Верхнее (6,2 месяца) метецунами появляются чуть позже летом. Интересно, что озеро Эри, безусловно, самое мелкое из Великих озер, демонстрирует продолжительный сезон метецунами, который длится с конца весны до поздней осени, со средним круглым месяцем в конце лета (7.9 месяцев). В совокупности по всему региону () количество метеоцунами резко возрастает в апреле, достигает максимума в мае и постепенно снижается по частоте до октября, в результате чего в конце мая возникает круговой средний месяц появления метецунами (среднее круговое значение составляет 5,8 месяцев). Годовое распределение событий метецунами по станциям, работающим в данный год, показано на графике с пятилетним скользящим средним годовым числом случаев, также нанесенным для визуализации долгосрочных тенденций. Для Великих озер в целом существует бимодальное распределение по годовому распространению с локальными максимумами пятилетнего скользящего среднего в 2000 и 2012 годах и локальным минимумом в 2007 году.Дальнейшее изучение наблюдаемой колебательной модели годовой повторяемости может дать представление о роли крупномасштабных климатических процессов в возникновении метецунами.

( a ) — ( e ) Ежемесячное распределение метецунами, наблюдаемое в каждом озере и ( f ) для всех озер вместе взятых.

Распределение нормализовано для количества активных станций в данном году.Черная линия показывает пятилетнюю скользящую среднюю.

Обсуждение

Впервые долгосрочные записи уровня воды в нескольких водоемах в регионе (например, в Великих Лаврентийских озерах) анализируются для выявления пространственных и временных закономерностей в возникновении метеоцунами. Результаты показывают, что метецунами в Великих озерах — гораздо более распространенное явление, чем свидетельствуют отдельные исторические отчеты. Метеоцунами Великих озер в основном связаны с линейными и сложными конвективными штормами и обычно возникают с конца весны до середины лета.Это время метеоцунами совпадает с началом летнего сезона купания и отдыха, что подвергает многих пользователей озера риску, исходящему от метеоцунами. Эти данные свидетельствуют о том, что на сегодняшний день метецунами представляет собой недооцененную опасность для района Великих озер.

Далее статистика возникновения метецунами рассматривается в региональном масштабе, чтобы выявить закономерности по частоте, причинным штормам и сезонности, которые затем сравниваются с физическими и атмосферными условиями региона.Что касается частоты появления метеоцунами, то водные станции, на которых происходит наибольшее количество метецунами в год, обычно расположены в юго-западной части Великих озер. Эта наблюдаемая картина также верна для каждого озера (), где озеро Мичиган испытывает самые частые и самые большие метецунами, за которым следуют озера Гурон и Эри. Эти закономерности в частоте встречаемости метецунами согласуются с общим распределением наблюдаемых сильных конвективных гроз в регионе, которые наиболее часты в юго-западном районе Великих озер ⁴⁰ .Это открытие указывает на то, что метецунами чаще всего встречается в районах, где наиболее часты конвективные штормы.

Распределение конкретных штормовых структур также согласуется с климатологическими моделями распределения штормов. Конвективные комплексы связаны с наибольшим количеством метецунами в каждом озере, кроме озера Онтарио, где преобладают линейные конвективные структуры. Эти результаты аналогичны пространственному распределению мезомасштабных конвективных комплексов в регионе, которое изменяется в продольном направлении через Великие озера с пиком активности на западе ⁴¹ .Что касается неконвективных явлений, то доля метецунами, связанных с фронтами внетропических циклонов, является наибольшей в озере Онтарио, где наблюдалась самая высокая плотность фронтальных проходов среди пяти озер ⁴² . И озеро Мичиган, и озеро Гурон испытывают наибольшую долю событий, связанных с внетропическими циклонами, что соответствует пространственным пикам частоты возникновения сильных циклонов над Великими озерами ⁴³ .

Интересно, что в то время как метецунами в Великих озерах связаны в основном с конвективными штормами, наблюдаемое время пика метецунами в Великих озерах предшествует пику в середине лета конвективной активности ⁴⁰ .Сезонность метецунами поздней весны — начало лета в Великих озерах хорошо согласуется с распространением сильно устойчивого пограничного слоя над озером ^{39 , 44} , хотя механистическая связь физики пограничного слоя с образованием метецунами была неясной ²⁸ . Другое возможное объяснение разрыва между метецунами и сезоном штормов — сезонные колебания скорости штормов. Ветры на уровне облаков (от 850 гПа до 300 гПа), которые положительно связаны со скоростью конвективного шторма ⁴⁵ , как правило, наиболее сильны в районе Великих озер в начале года и уменьшаются до минимума в середине лета, согласно наблюдаемым данным. климатологические данные зондирования верхних слоев атмосферы, собранные Центром прогнозирования штормов NOAA.Известно, что более высокие скорости распространения шторма требуются для возбуждения резонанса распространения краевых волн над более крутыми склонами дна ²⁰ и волн открытого океана над более глубокими водными глубинами ¹⁹ . Короче говоря, хотя конвективная активность достигает пика в середине лета, более высокие скорости штормов в конце весны и в начале лета могут быть более благоприятными для резонанса распространения с батиметрией озера, чем более низкие скорости штормов в середине лета.

В условиях изменяющегося климата наблюдаемые здесь закономерности в частоте, причине и сезоне метецунами могут измениться.Вклад циклонов в метеотунами Великих озер может уменьшиться в будущем, поскольку, согласно прогнозам, частота тропических и внетропических циклонов будет уменьшаться в условиях изменяющегося климата. ⁴⁶ . С другой стороны, моделирование будущих климатических сценариев над Соединенными Штатами показывает вероятное увеличение количества дней, благоприятных для формирования сильных конвективных штормов над Великими озерами, особенно в весенний сезон. ^{47 , 48 , 49} . Это предполагает, что у конвективно ассоциированных метецунами в этих регионах может наблюдаться увеличение частоты встречаемости или временной сдвиг в более раннее теплое время года.Наблюдается увеличение скорости ветра на высотах над Северной Америкой ⁵⁰ , что может привести к более частым скоростям штормов, благоприятным для образования метеоцунами, и к смене сезона метеоцунами. В целом метеотунами могут стать еще более частыми при изменении климата. На сегодняшний день прибрежные опасности и риски, вызванные метеотунами в Великих озерах, не учитываются!

Методы

Долгосрочные данные об уровне воды получены с 32 станций мониторинга, эксплуатируемых на Великих озерах Национальной океанической службой (NOS) Национального управления океанических и атмосферных исследований (NOAA), при этом расположение датчиков показано желтыми кружками.На каждой станции были записаны 6-минутные данные об уровне воды со средней продолжительностью временного ряда 17 лет. Данные об уровне воды из Канады не включены в исследование из-за ограниченной длины записи при высокочастотном временном разрешении. Тем не менее, данные NOAA / NOS, проанализированные в этом исследовании, охватывают большую ось каждого озера, что дает репрезентативную аппроксимацию распространения метецунами по всему озеру. Временные ряды уровня воды фильтруются с помощью высокочастотной фильтрации с периодом отсечки 6 часов и отдельными волнами с периодом менее 2 часов и высотой более 0.3 м идентифицированы как возможные метеотунами ¹ . Эти возможные метеотунами затем сопоставляются с приземными метеорологическими записями, полученными от близлежащих станций автоматизированной системы приземных наблюдений (ASOS) Национальной метеорологической службы (NWS), чтобы определить, были ли колебания связаны с возмущениями атмосферного давления или скорости ветра. Событие считается метецунами, если близлежащие метеорологические записи указывают на возмущение давления с временным градиентом, превышающим 0.15 гПа / мин (например, изменение на 0,75 гПа за 5 минут) или скорость ветра более 10 м / с, пороговые значения, основанные на анализе метецунами в озере Мичиган ⁵¹ , которые согласуются с наблюдениями во всем мире ^{52 , 53 , 54} . Чтобы учесть возможность отраженных волн метецунами ^{11 , 21} , атмосферное возмущение считается связанным с волной метецунами, если оно произошло в течение периода времени, необходимого для того, чтобы длинная волна в открытой воде прошла через длинную ось. озера (со скоростью волн, основанной на средней глубине), от 3 часов для озера Онтарио до 8 часов для озера Эри.Если атмосферные возмущения не происходили до начала колебаний уровня воды в течение этого зависящего от озера периода времени, волна считалась не возникшей непосредственно метеорологически и исключалась из дальнейшего анализа. Множественные колебания уровня воды, которые соответствуют этим критериям метецунами в течение одного 12-часового периода, объединяются в одно событие, представленное самой большой волной.

Подход статистики экстремальных значений «пиковые превышения порога» (POT) используется для представления данных о частоте экстремальных размеров метецунами в каждом озере ²⁸ .Сначала суммируются высоты волн метецунами на всех станциях в каждом озере. Чтобы учесть условие, при котором один метецунами влияет на несколько станций, метецунами, произошедшие в одном и том же озере в течение одного и того же 12-часового периода, рассматриваются как одно событие, представленное самой большой наблюдаемой волной ²⁸ . События метецунами также объединяются по всем пяти озерам в набор данных «Все озера». Данные соответствуют распределению Парето типа 1 (PT1) ^{33 , 34} , которое обычно соответствует статистике сейсмических высот цунами ³⁴ и описывается параметром формы β и локальным порогом высоты x _м .Чтобы установить x _м , используется метод отказа от отклонения путем сортировки наблюдений за высотой и удаления самых низких значений до тех пор, пока распределение не перестанет отклоняться односторонним тестом согласия Андерсона-Дарлинга ( α = 0,1) ⁵⁵ . Параметр формы β оценивается с помощью оценки максимального правдоподобия. Вероятности событий метецунами представлены в виде средних интервалов повторяемости (RI), обратная величина которых выражает вероятность того, что значения заданного уровня повторяемости (RL) будут превышены в течение любого года.Распределение PT1 было выбрано среди других распределений экстремальных значений, таких как обобщенное экстремальное значение, распределение Вейбулла, мощности и обобщенное распределение Парето на основе критериев согласия Андерсона-Дарлинга, а также стабильности оценок параметров во время отказа от отклонения. процесс выбора порога ³³ . Хотя PT1 действительно демонстрирует неограниченный рост уровней доходности по степенному закону, тест отношения правдоподобия для данных о размере метецунами озера Мичиган ²⁸ не смог отклонить (α = 0.05) PT1 в пользу обобщенного распределения Парето, которое содержит PT1 как частный случай и может иметь ограниченный рост. Из-за неограниченного роста PT1 мы стараемся не рассматривать интервалы повторения, экстраполированные за пределы длины записи данных. Вызовы, связанные с каталогами событий, составленными из нескольких мест, признаны ³⁴ , и эти результаты используются только для изучения разницы в величине метецунами между озерами.

Базовые радиолокационные изображения с отражательной способностью NEXRAD, предоставляемые Iowa Environmental Mesonet с 5-минутными интервалами, используются для классификации структуры штормов, связанных с явлениями метецунами, превышающими годовой уровень повторяемости на каждой станции.Штормы подразделяются на семь категорий: конвективный кластер, конвективный комплекс, линейная конвекция, носовая конвекция, внетропический циклон, фронтальная или атмосферная гравитационная волна (AGW) ^{36 , 37 , 38 , 39} . Подробные описания критериев, используемых для классификации штормовых структур, доступны в ²⁸ . Для ясности мы определяем здесь возможные АГВ как сильные возмущения давления или ветра в отсутствие конвективной или фронтальной бури, условия, которые наблюдались в предыдущих исследованиях метецунами ⁵⁶ .Хотя атмосферные гравитационные волны могут также возникать с конвективными или фронтальными штормами ^{52 , 54} , потребуется дальнейший подробный анализ, чтобы определить относительную важность атмосферных гравитационных волн в этих родительских штормах ⁵⁷ , что выходит за рамки настоящего учиться. Образец радиолокационного изображения NEXRAD предоставляется для каждой категории штормов, кроме AGW, поскольку критерии, используемые в этом исследовании для AGW, не требуют заметных функций, указываемых радаром.

Ежемесячный и годовой график появления метецунами анализируется для каждого озера отдельно.События метецунами объединены в гистограммы по месяцам и годам возникновения. Распределение по месяцам метеоцунами выражается как доля событий в каждом озере, нормированная на общее количество наблюдаемых метецунами в озере. Годовое распределение возникновения метецунами выражается как количество наблюдаемых событий в год, нормированное на количество активных станций контроля уровня воды в каждом году.

Дополнительная информация

Как цитировать эту статью : Bechle, A.J. и др. . Метеоцунами в Великих Лаврентийских озерах. Sci. Реп. 6 , 37832; DOI: 10.1038 / srep37832 (2016).

Примечание издателя: Springer Nature сохраняет нейтралитет в отношении юрисдикционных претензий в опубликованных картах и ​​принадлежности к учреждениям.

Дополнительные материалы

Благодарности

Эта работа была частично поддержана Программой стипендий для аспирантов Национального научного фонда, Долгосрочной стипендией Совместного института лимнологических исследований и исследований экосистем в районе Великих озер, NOAA-программой по прибрежным штормам , Программа исследовательских грантов UW-Madison / UW-Milwaukee Intercampus, Морской институт грантов Университета Висконсина, ISWS / Университет Иллинойса, проект NOAA WE-133R-15-SE-1608 и грант Российского фонда фундаментальных исследований 14- 50-00095.Это номер GLERL 1840. Кроме того, авторы хотели бы поблагодарить связанные агентства, которые предоставляют доступ к данным наблюдений с нескольких общедоступных веб-сайтов: http://www.spc.noaa.gov/exper/soundingclimo/, https: // mesonet .agron.iastate.edu / archive / data /, http://www.ncdc.noaa.gov и http://www.census.gov. И наконец, что не менее важно, мы очень признательны за ценные предложения и комментарии двух анонимных рецензентов и редактора по улучшению статьи. Все мнения принадлежат авторам и не обязательно отражают точку зрения финансирующих агентств или авторских организаций.

Сноски

Вклад авторов A.J.B. провели анализ данных об уровне воды и построили рисунки. А.Дж. и D.A.R.K. сотрудничал для проведения радиолокационного анализа. А.Дж. и C.H.W. инициировал идеи и написал черновик. E.J.A. и D.J.S. переработаны текст и рисунки. A.B.R. предоставил отличные комментарии и отшлифовал текст. C.H.W. и A.J.B. доработал текст и рисунки.

Список литературы

• Монсеррат С., Вилибич И. и Рабинович А.Б. Метеоцунами: разрушительные океанские волны, вызванные атмосферным воздействием, в полосе частот цунами. Опасные природные явления и науки о Земле 6. С. 1035–1051 (2006). [Google Scholar]
• Рабинович А. Б. и Монсеррат С. Метеорологические цунами у Балеарских и Курильских островов: описательный и статистический анализ. Стихийные бедствия 13, 55–90, DOI: 10.1007 / bf00156506 (1996). [CrossRef] [Google Scholar]
• Номицу Т. Теория цунами и сейш, вызванных ветром и барометрическим градиентом.Воспоминания Колледжа науки Императорского университета Киото 18, 201–214 (1935). [Google Scholar]
• Юинг М., Пресс Ф. и Донн В. Дж. Объяснение волны озера Мичиган 26 июня 1954 г. Наука 120, 684–686, DOI: 10.1126 / science.120.3122.684 (1954). [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar]
• Хибия Т. и Каджиура К. Происхождение феномена Абики (разновидность сейши) в заливе Нагасаки. Журнал Океанографического общества Японии 38, 172–182, DOI: 10.1007 / BF02110288 (1982).[CrossRef] [Google Scholar]
• Орлик М., Белушич Д., Янекович И. и Пашарич М. Свежее свидетельство связи большого Адриатического нагона 21 июня 1978 года с мезомасштабным атмосферным воздействием. Журнал геофизических исследований-океанов 115, DOI: 10.1029 / 2009jc005777 (2010). [CrossRef] [Google Scholar]
• Чо К.-Х. и др. Синоптическое исследование колебаний уровня моря, подобных цунами, вдоль западного побережья Кореи с использованием модели океана с неструктурированной сеткой. Журнал прибрежных исследований 678–683, DOI: 10.2112 / си65-115.1 (2013). [CrossRef] [Google Scholar]
• Хаслетт С. К., Меллор Х. Э. и Брайант Э. А. Опасность метео-цунами, связанная с летними грозами в Соединенном Королевстве. Физика и химия Земли 34, 1016–1022, DOI: 10.1016 / j.pce.2009.10.005 (2009). [CrossRef] [Google Scholar]
• Уилсон Р. И. и др. Наблюдения и воздействия цунами в Чили в 2010 г. и Японии в 2011 г. в Калифорнии (США). Чистая и прикладная геофизика 170, 1127–1147, DOI: 10.1007 / s00024-012-0527-z (2013).[CrossRef] [Google Scholar]
• Уилсон Р. И., Денглер Л. А., Легг М. Р., Лонг К. и Миллер К. М. Чилийское цунами на побережье Калифорнии. Письма о сейсмологических исследованиях 2010. Т. 81. С. 545–546. [Google Scholar]
• Андерсон Э. Дж. и др. Реконструкция метецунами в озере Эри 27 мая 2012 г .: роль атмосферных условий в гидродинамической реакции в замкнутых бассейнах. Журнал геофизических исследований-океанов 120, 8020–8038, DOI: 10.1002 / 2015jc010883 (2015). [CrossRef] [Google Scholar]
• Танака К.Волны атмосферного давления вокруг холодного фронта привели к метеоцунами в Восточно-Китайском море в феврале 2009 года. Опасные природные явления и науки о Земле. 10, 2599–2610, DOI: 10.5194 / nhess-10-2599-2010 (2010). [CrossRef] [Google Scholar]
• Mercer D., Sheng J. Y., Greatbatch R. J. & Bobanovic J. Баротропные волны, создаваемые штормами, быстро перемещающимися по мелководью. Журнал геофизических исследований-океанов 107, DOI: 10.1029 / 2001jc001140 (2002). [CrossRef] [Google Scholar]
• Озой О., Хей И. Д., Уэди М. П., Николлс Р. Дж. И Уэллс Н. К. Высокочастотные колебания уровня моря и их последствия для прибрежных наводнений: тематическое исследование Солента, Великобритания. Исследования континентального шельфа 122, 1–13, DOI: 10.1016 / j.csr.2016.03.021 (2016). [CrossRef] [Google Scholar]
• Монсеррат С., Иббетсон А. и Торп А. Дж. Атмосферные гравитационные волны и феномен риссаги. Ежеквартальный журнал Королевского метеорологического общества 117, 553–570, DOI: 10.1002 / qj.49711749907 (1991). [CrossRef] [Google Scholar]
• Вертман К.А. и др .. Мезомасштабные аномалии приземного давления конвективной системы, ответственные за метеотунами вдоль восточного побережья США 13 июня 2013 г. Научные отчеты 4, DOI: 10.1038 / srep07143 (2014). [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar]
• Таппин Д. Р. и др. Ла-Манш «цунами» 27 июня 2011 г. — вероятный метеорологический источник. Погода 68, 144–152, DOI: 10.1002 / wea.2061 (2013). [CrossRef] [Google Scholar]
• Сепик Дж. И Рабинович А. Б. Метеоцунами в Великих озерах и на атлантическом побережье США, порожденные «деречо» 29-30 июня 2012 года.Стихийные бедствия 74, 75–107, DOI: 10.1007 / s11069-014-1310-5 (2014). [CrossRef] [Google Scholar]
• Праудмен Дж. Атмосферное давление и приливы. Ежемесячные уведомления Королевского астрономического общества, геофизическое приложение 2, 197–209 (1929). [Google Scholar]
• Гринспен Х. П. Генерация краевых волн движущимися возмущениями давления. Журнал гидромеханики 1. С. 574–592 (1956). [Google Scholar]
• Бехл А. Дж. И Ву К. Х. Повторное посещение метецунами озера Мичиган 1954 года.Стихийные бедствия 74, 155–177, DOI: 10.1007 / s11069-014-1193-5 (2014). [CrossRef] [Google Scholar]
• Паске С. и Вилибич И. Отражение от края шельфа длинных океанских волн, создаваемых атмосферой, вдоль восточного побережья США. Исследования континентального шельфа 66, 1–8, DOI: 10.1016 / j.csr.2013.06.007 (2013). [CrossRef] [Google Scholar]
• Choi B.-J., Hwang C. & Lee S.-H. Взаимодействие метецунами и приливов и высокочастотные колебания уровня моря в восточной части Желтого моря. Журнал геофизических исследований: океаны 119, 6725–6742, DOI: 10.1002/2013jc009788 (2014). [CrossRef] [Google Scholar]
• Рабинович А. Б. В Справочнике по прибрежной и океанической инженерии (под ред. Я. К. Кима), гл. 9. С. 193–236 (World Scientific Publishing Company, 2009). [Google Scholar]
• Паттиаратчи К. Б. и Виджератне Э. М. С. Является ли метеотунами недооцененной опасностью? Философские труды Королевского общества математических физико-технических наук 373, DOI: 10.1098 / rsta.2014.0377 (2015). [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar]
• ten Brink U.С., Чайтор Дж. Д., Гейст Э. Л., Братья Д. С. и Эндрюс Б. Д. Оценка опасности цунами на окраине Атлантического океана США. Морская геология 353, 31–54, DOI: 10.1016 / j.margeo.2014.02.011 (2014). [CrossRef] [Google Scholar]
• Гейст Э. Л., тен Бринк Ю. С. и Гоув М. Основа для вероятностного анализа метецунами. Стихийные бедствия 74, 123–142, DOI: 10.1007 / s11069-014-1294-1 (2014). [CrossRef] [Google Scholar]
• Бекл А. Дж., Кристович Д. А. Р. и Ву К. Х. Возникновения и причины метецунами в озере Мичиган.Журнал геофизических исследований-океанов 120, 8422–8438, DOI: 10.1002 / 2015jc011317 (2015). [CrossRef] [Google Scholar]
• Донн В. Л. и Юинг М. Краевая волна Стокса в озере Мичиган. Наука 124, 1238–1242, DOI: 10.1126 / science.124.3234.1238 (1956). [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar]
• Donn W. L. Штормовой нагон в районе Великих озер 5 мая 1952 г. Journal of Geophysical Research 64, 191–198, DOI: 10.1029 / JZ064i002p00191 (1959). [CrossRef] [Google Scholar]
• Мурти Т. С. и Фриман Н.G. В 16-я конференция по исследованию Великих озер. 533-548 (Международный партнер по исследованию Великих озер).
• Чэстон П. Р. Необычное погодное явление: Рочестер Сейш. Weatherwise 32, 211 (1979). [Google Scholar]
• Коулз С. Введение в статистическое моделирование экстремальных значений. (Springer-Verlag, 2001). [Google Scholar]
• Гейст Э. Л. и Парсонс Т. Недостаточная выборка степенных распределений размеров: влияние на оценку экстремальных природных опасностей.Стихийные бедствия 72, 565–595, DOI: 10.1007 / s11069-013-1024-0 (2014). [CrossRef] [Google Scholar]
• Харрис Д. Л. Эффект движущегося возмущения давления на уровне воды в озере. Метеорологические монографии 2, 46–57 (1957). [Google Scholar]
• Фаул М. А. и Роббер П. Дж. Краткосрочное (0-48 ч) численное прогнозирование возникновения, режима и местоположения конвекции. Погода и прогнозирование 18, 782–794, DOI: 10.1175 / 1520-0434 (2003) 018 <0782: shnpoc> 2.0.co; 2 (2003). [CrossRef] [Google Scholar]
• Галлус В.А. Младший, Снук Н. А. и Джонсон Э. В. Весенние и летние отчеты о суровой погоде на Среднем Западе в зависимости от конвективного режима: предварительное исследование. Погода и прогнозирование 23, 101–113, DOI: 10.1175 / 2007waf2006120.1 (2008). [CrossRef] [Google Scholar]
• Кункель К. Э. и др. Метеорологические причины вековых вариаций наблюдаемых экстремальных осадков на территории Соединенных Штатов. Журнал гидрометеорологии 13, 1131–1141, DOI: 10.1175 / jhm-d-11-0108.1 (2012). [CrossRef] [Google Scholar]
• Уоркофф Т.Э., Кристович Д. А. Р., Лэрд Н. Ф., Лапланте Р. и Лейнс Д. Влияние пограничного слоя озера Эри на эволюцию глубоких конвективных штормов. Погода и прогнозирование 27, 1279–1289, DOI: 10.1175 / waf-d-11-00076.1 (2012). [CrossRef] [Google Scholar]
• Келли Д. Л. и Шефер Дж. Т. Климатология ненорнадических сильных грозовых явлений в США. Ежемесячный обзор погоды 113, 1997–2014, DOI: 10.1175 / 1520-0493113 <1997: conste> 2.0.co; 2 (1985). [CrossRef] [Google Scholar]
• Эшли У.С. и др. Распределение мезомасштабных конвективных комплексных осадков в США. Ежемесячный обзор погоды 131, 3003–3017, DOI: 10.1175 / 1520-0493131 <3003: domccr> 2.0.co; 2 (2003). [CrossRef] [Google Scholar]
• Пайер М., Лэрд Н. Ф., Малиавко Р. Дж. Мл. И Хоффман Э. Г. Поверхностные фронты, впадины и бароклинные зоны в районе Великих озер. Погода и прогнозирование 26, 555–563, DOI: 10.1175 / waf-d-10-05018.1 (2011). [CrossRef] [Google Scholar]
• Энджел Дж. Р. и Айсард С.А. Частота и интенсивность циклонов Великого озера. Журнал климата 11, 61–71, DOI: 10.1175 / 1520-0442011 <0061: tfaiog> 2.0.co; 2 (1998). [CrossRef] [Google Scholar]
• Грэхем Р., Бентли Дж., Спаркс Дж., Дукешерер Б. и Эванс Дж. В 22-й Ко ссылка на Seve re Lo cal Storms. (Американское метеорологическое общество).
• Корфиди С. Ф., Мерритт Дж. Х. и Фритч Дж. М. Прогнозирование движения мезомасштабных конвективных комплексов. Погода и прогнозирование 11, 41–46, DOI: 10.1175 / 1520-0434011 <0041: ptmomc> 2.0.co; 2 (1996). [CrossRef] [Google Scholar]
• Кристенсен Дж. Х. и др. В разделе «Изменение климата 2007: основы физических наук». Вклад Рабочей группы I в Четвертый оценочный доклад Межправительственной группы экспертов по изменению климата (под ред. С. Соломона и др ..) (Cambridge University Press, 2007). [Google Scholar]
• Трапп Р. Дж. и др. Изменения частоты сильных гроз в окружающей среде в 21 веке, вызванные антропогенно усиленным глобальным радиационным воздействием.Труды Национальной академии наук Соединенных Штатов Америки 104, 19719–19723, DOI: 10.1073 / pnas.0705494104 (2007). [CrossRef] [Google Scholar]
• Диффенбо Н. С., Шерер М. и Трапп Р. Дж. Сильное увеличение в условиях сильной грозы в ответ на воздействие теплицы. Труды Национальной академии наук Соединенных Штатов Америки 110, 16361–16366, DOI: 10.1073 / pnas.1307758110 (2013). [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar]
• Сили Дж.T. & Romps D. M. Влияние глобального потепления на сильные грозы в США. Журнал климата 28, 2443–2458, DOI: 10.1175 / jcli-d-14-00382.1 (2015). [CrossRef] [Google Scholar]
• Вотар Р., Кэттио Дж., Йиу П., Тепо Дж. Н. и Сиаис П. Атмосферное затухание в Северном полушарии частично объясняется увеличением шероховатости поверхности. Природа Геонауки 3, 756–761, DOI: 10.1038 / ngeo979 (2010). [CrossRef] [Google Scholar]
• Linares A., Bechle A. J. & Wu C.ЧАС. Характеристика и оценка опасности метецунами в северной части озера Мичиган. Журнал геофизических исследований: океаны 121 (9), 7141–7158, DOI: 10.1002 / 2016JC011979 (2016). [CrossRef] [Google Scholar]
• Сепик Дж., Вилибич И. и Белусич Д. Источник I-го метецунами 2007 г. (Адриатическое море). Журнал геофизических исследований-океанов 114, DOI: 10.1029 / 2008jc005092 (2009). [CrossRef] [Google Scholar]
• Сепик Дж. И Вилибич И. Разработка и внедрение сети предупреждения о метецунами в Адриатическом море в режиме реального времени.Опасные природные явления и науки о Земле 11, 83–91, DOI: 10.5194 / nhess-11-83-2011 (2011). [CrossRef] [Google Scholar]
• Сепик Дж., Вилибич И. и Махович Н. С. Метеорологические цунами Северной Адриатики: наблюдения, связь с атмосферой и предсказуемость. Журнал геофизических исследований-океанов 117, DOI: 10.1029 / 2011jc007608 (2012). [CrossRef] [Google Scholar]
• Чулакиан В. и Стивенс М. А. Критерии согласия для обобщенного распределения Парето. Технометрика 43, 478–484, DOI: 10.1198/00401700152672573 (2001). [CrossRef] [Google Scholar]
• Монсеррат С. и Торп А. Дж. Наблюдения за гравитационными волнами с использованием набора микробарографов на Балеарских островах. Ежеквартальный журнал Королевского метеорологического общества 118, 259–282, DOI: 10.1002 / qj.49711850405 (1992). [CrossRef] [Google Scholar]
• Белусич Д., Грисогоно Б. и Клаик З. Б. Атмосферное происхождение разрушительного парного явления воздух-море на востоке Адриатики. Журнал геофизических исследований атмосферы 112, DOI: 10.1029 / 2006jd008204 (2007). [CrossRef] [Google Scholar]

Пространственное распределение донной макрофауны в центральной части Северного Ледовитого океана

% PDF-1.4 % 116 0 объект > эндобдж 137 0 объект > поток application / pdf

% PDF-1.6 % 6887 0 объект > эндобдж xref 6887 75 0000000016 00000 н. 0000002513 00000 н. 0000002650 00000 н. 0000002864 00000 н. 0000003081 00000 н. 0000003579 00000 п. 0000003618 00000 н. 0000003871 00000 н. 0000004474 00000 н. 0000005730 00000 н. 0000006022 00000 н. 0000030075 00000 п. 0000030150 00000 п. 0000030265 00000 п. 0000030316 00000 п. 0000030482 00000 п. 0000030567 00000 п. 0000030616 00000 п. 0000030891 00000 п. 0000030940 00000 п. 0000031174 00000 п. 0000031223 00000 п. 0000031397 00000 п. 0000031580 00000 п. 0000031629 00000 н. 0000031748 00000 п. 0000031797 00000 п. 0000031965 00000 п. 0000032014 00000 н. 0000032218 00000 п. 0000032446 00000 п. 0000032662 00000 п. 0000032711 00000 п. 0000033075 00000 п. 0000033330 00000 п. 0000033526 00000 п. 0000033574 00000 п. 0000033727 00000 п. 0000033775 00000 п. 0000033961 00000 п. 0000034111 00000 п. 0000034160 00000 п. 0000034395 00000 п. 0000034444 00000 п. 0000034640 00000 п. 0000034689 00000 п. 0000034833 00000 п. 0000035142 00000 п. 0000035380 00000 п. 0000035429 00000 п. 0000035741 00000 п. 0000035790 00000 н. 0000035839 00000 п. 0000035990 00000 н. 0000036039 00000 п. 0000036088 00000 п. 0000036136 00000 п. 0000036294 00000 п. 0000036474 00000 п. 0000036523 00000 п. 0000036572 00000 п. 0000036621 00000 п. 0000036833 00000 п. 0000036882 00000 п. 0000036931 00000 п. 0000036980 00000 п. 0000037119 00000 п. 0000037168 00000 п. 0000037354 00000 п. 0000037403 00000 п. 0000037683 00000 п. 0000037732 00000 п. 0000037781 00000 п. 0000037830 00000 п. 0000001841 00000 н. трейлер ] / Назад 847871 >> startxref 0 %% EOF 6961 0 объект > поток G

% PDF-1.2 % 411 0 объект > эндобдж xref 411 67 0000000016 00000 н. 0000001691 00000 н. 0000001941 00000 н. 0000001972 00000 н. 0000002041 00000 н. 0000002663 00000 н. 0000002915 00000 н. 0000002982 00000 н. 0000003114 00000 п. 0000003288 00000 н. 0000003577 00000 н. 0000003841 00000 н. 0000004124 00000 п. 0000004273 00000 н. 0000004656 00000 н. 0000004940 00000 н. 0000005239 00000 п. 0000005587 00000 н. 0000005771 00000 н. 0000005980 00000 н. 0000006147 00000 н. 0000006242 00000 н. 0000006335 00000 н. 0000006429 00000 н. 0000006523 00000 н. 0000006617 00000 н. 0000006711 00000 н. 0000006805 00000 н. 0000006899 00000 н. 0000006993 00000 п. 0000007087 00000 н. 0000007181 00000 н. 0000007275 00000 н. 0000007369 00000 н. 0000007463 00000 п. 0000007557 00000 н. 0000007651 00000 н. 0000007745 00000 н. 0000007838 00000 н. 0000007931 00000 н. 0000008098 00000 н. 0000009148 00000 п. 0000009366 00000 п. 0000009584 00000 н. 0000010129 00000 п. 0000010342 00000 п. 0000011396 00000 п. 0000011612 00000 п. 0000011635 00000 п. 0000012756 00000 п. 0000012779 00000 п. 0000013940 00000 п. 0000013963 00000 п. 0000015055 00000 п. 0000015077 00000 п. 0000016104 00000 п. 0000016127 00000 п. 0000017356 00000 п. 0000017379 00000 п. 0000018473 00000 п. 0000018496 00000 п. 0000019622 00000 п. 0000019644 00000 п. 0000020316 00000 п. 0000020391 00000 п. 0000002081 00000 н. 0000002641 00000 п. трейлер ] >> startxref 0 %% EOF 412 0 объект > / PageMode / UseOutlines / Имена 415 0 руб. / Контуры 417 0 R / Метаданные 409 0 R / Страницы 406 0 R / OpenAction [416 0 R / XYZ null null null] / Нитки 413 0 R / StructTreeRoot null / Тип / Каталог >> эндобдж 413 0 объект [ 414 0 руб. ] эндобдж 414 0 объект > >> эндобдж 415 0 объект > эндобдж 476 0 объект > транслировать Hc«f`Pd`c`

Новый глубоководный вид Антигонии (Teleostei, Antigoniidae) из Андаманского моря (северо-восток Индийского океана)

Авторы

• АРТЕМ М.ПРОКОФЬЕВ А.Н. Институт проблем экологии и эволюции им. А.Н. Северцова РАН, Ленинский просп. 33, Москва 119071, Россия, и П. Институт океанологии им. П.П. Ширшова РАН, Нахимовский пр. 36, Москва 117218, Россия
• ПЕТР Н. ПСОМАДАКИС Продовольственная и сельскохозяйственная организация Объединенных Наций, Viale delle Terme di Caracalla, 00153, Рим, Италия Южноафриканский институт водного биоразнообразия, Private Bag 1015, Grahamstown 6140, Южная Африка
• ОФЕР ГОН Южноафриканский институт водного биоразнообразия, Private Bag 1015, Grahamstown 6140, Южная Африка

DOI:

Ключевые слова:

Аннотация

Новый вид кабана, Antigonia emanuela , описан из двух экземпляров, собранных в Андаманском море у побережья Мьянмы во время донных траловых съемок, проведенных НИС Dr Фритьоф Нансен в 2015 и 2018 гг. .Он уникален в своем роде сочетанием глубоко ромбовидного тела (в 1,1–1,2 раза глубже длинного), девяти шипов спинного плавника, сильно изогнутой посередине предчелюстной кости, чешуи с глубоким вершинным гребнем, вооруженной многочисленными шипиками, мягкой спинной и анальной части.