A tengerparti közösségek világszerte az óceán erőteljes és gyakran pusztító fenyegetésével szembesülnek: a viharhullámokkal. Ez a jelenség, a vihar által okozott rendellenes tengerszint-emelkedés eláraszthatja a part menti és alacsonyan fekvő területeket, jelentős károkat okozva, és komoly veszélyt jelentve az életre és a vagyonra. A viharhullámok hátterében álló erők megértése kulcsfontosságú a felkészüléshez és az enyhítéshez. Ezek összetett események, amelyeket a légköri és óceáni tényezők kombinációja okoz.
Mi hajtja a viharhullámot
A viharhullám kialakulásához és magasságához számos tényező járul hozzá:
- Szélterhelés: Ez általában a legnagyobb tényezőnek számít. A viharból eredő erős szél a felszíni vizet maga előtt tolja. Ahogy ez a víz közeledik a partvonalhoz, különösen a sekély területeken, nem tud máshová menni, mint felfelé, a szárazföld belsejébe, és a parthoz torlódik. A szél sebessége és időtartama, valamint a szélnyírás (az a távolság, amelyen keresztül a szél a vízen átfúj) jelentősen befolyásolja ennek a hatásnak a nagyságát.
- Légköri nyomás: Az alacsony légnyomás a vihar középpontjában szintén szerepet játszik, bár a legtöbb esetben ez kevésbé jelentős tényező, mint a szél. Az óceán felszínén uralkodó alacsonyabb nyomás lehetővé teszi, hogy a vízszint kissé emelkedjen, mivel kisebb erő nyomja lefelé. Ezt néha "fordított barométerhatásként" emlegetik.
- A partvonal alakja és a batimetria (víz alatti topográfia): Ezek a földrajzi adottságok döntő hatással vannak arra, hogy a viharhullám milyen súlyos lesz.
- A sekély, enyhén lejtő kontinentális talapzatok lehetővé teszik, hogy a víz könnyebben felhalmozódjon, ahogy a part felé tolódik, ami nagyobb árhullámokhoz vezet.
- A homorú partvonalak (például az öblök) tölcsérszerűen terelik a vizet, koncentrálják az árhullámot, és magasabbra emelik azt.
- A szűk bejáratok és torkolatok szintén felerősíthetik a viharhullámot, mivel a víz kisebb területre kényszerül.
- Vihar mérete és haladási sebessége: A nagyobb viharok az óceán nagyobb területére hatnak szeleikkel, és potenciálisan nagyobb árhullámot generálnak. A vihar haladási sebessége is befolyásolhatja az árhullámot; egy gyorsabban mozgó vihar nagyobb árhullámot okozhat a közvetlen partvonalnál, míg egy lassabban mozgó vihar beljebb tolhatja a vizet a szárazföld belsejébe, különösen az öblökbe és a torkolatokba.
- Megközelítési szög: A partot merőlegesen érő vihar általában nagyobb valószínűséggel okoz nagyobb viharhullámot, mint a parttal párhuzamosan vagy ferde szögben haladó vihar.
- Hullámok: Bár technikailag elkülönülnek a viharhullámtól, a vihar szelei által keltett hullámok a hullámhullám tetején haladnak, és a hullámok felfutása révén jelentősen megnövelhetik a teljes vízszintet és a pusztító erőt a part mentén.
Hogyan befolyásolja a Föld forgása a viharhullámokat?
A Föld forgása által okozott Coriolis-hatás az északi féltekén jobbra, a déli féltekén balra tereli a mozgó tárgyakat (beleértve a vizet és a levegőt). A viharhullámok esetében a Coriolis-hatás befolyásolhatja a vihar szelei által vezérelt vízmozgás irányát. Ez azt eredményezheti, hogy a víz a vihar pályájának egyik oldalán a partvonalhoz képest jobban felhalmozódik, ami bizonyos területeken növelheti a hullámok magasságát. A parttal párhuzamosan fújó szelek esetében a Coriolis-hatás a víz áramlását a part felé vagy a parttól távolabb terelheti, ami hatással lehet a hullámverésre.
A pozitív és negatív túlfeszültségek megértése
Amikor viharhullámról beszélünk, általában "pozitív" hullámra gondolunk, de az éremnek van egy másik oldala is:
- Pozitív viharhullám: Ez a leggyakrabban tárgyalt típus, amikor a tengerszint a normál előre jelzett dagály fölé emelkedik. Ez okozza a part menti árvizeket.
- Negatív viharhullám: Ez akkor következik be, amikor az erős tengeri szél vagy a parttal párhuzamosan, egy adott irányban fújó szél (a Coriolis-hatás hatására) a vizet a partvonaltól távolabb tolja, ami a szokásosnál alacsonyabb tengerszintet eredményez. Bár nem okoz árvizet, a negatív viharhullámok mégis veszélyesek lehetnek, különösen a hajózás szempontjából, mivel a kikötőkben és a part menti csatornákban jelentősen alacsonyabb vízmélységet eredményezhetnek.
Ezek alapvetően ellentétes jelenségek, amelyeket hasonló viharerők, de a parthoz viszonyított eltérő szélirányok mozgatnak, és a part közelében vízfelhalmozódást vagy vízcsökkenést eredményeznek.
Milyen magas és széleskörű viharhullámok lehetnek
A viharhullámok jelentős magasságot érhetnek el, és a szárazföld belsejébe is kiterjedtek lehetnek, különösen az alacsonyan fekvő, sekély part menti lejtőkkel rendelkező tengerparti területeken.
- Magasság: A viharhullám magasságát a vízszintnek a normál csillagászati árapály feletti emelkedéseként mérik. Néhány lábtól a szélsőséges esetekben jóval több mint 20 láb (kb. 6 méter) magasságig terjedhet.
- Méret/országhatár: A viharhullám által érintett terület akár több száz kilométeres partvonalat is átfoghat, és a víz több kilométert is benyomulhat a szárazföld belsejébe, különösen sík terepen.
Példák a jelentős viharhullámokra
- Katrina hurrikán (2005, Egyesült Államok): Egyes területeken a normál árhullám szintje fölött 25-28 lábra (kb. 8-8,5 méter) becsült árhullámok keletkeztek. Az áradás sok helyen messze a szárazföld belsejébe is kiterjedt.
- Mahina ciklon (1899, Ausztrália): Bár a pontos mérésről viták folynak, a történelmi beszámolók szerint a Bathurst-öbölben rendkívül magas, körülbelül 13 méteres (44 láb) viharáradat (viharhullám és csillagászati árhullám) alakult ki, bár ennek jelentős része valószínűleg a meredek terepen felszálló hullámok miatt alakult ki.
- Bhola ciklon (1970, Banglades): Ez a pusztító ciklon több mint 10 méteresre becsült viharhullámot okozott, ami katasztrofális áradásokhoz vezetett az alacsonyan fekvő Gangesz folyó deltájában, és hatalmas emberéleteket követelt.
- Haiyan tájfun (2013, Fülöp-szigetek): A Haiyan hatalmas viharhullámot generált, amely a part menti területeken pusztított, és becslések szerint egyes helyeken elérte a 15 láb (kb. 4,5 méter) magasságot, ami jelentősen hozzájárult a széles körű pusztításhoz és a halálos áldozatok számához.
A hurrikánokon kívül más viharok is okozhatnak viharhullámokat?
Míg a hurrikánok, tájfunok és ciklonok a leggyakoribb és gyakran a legerősebb viharhullámok előidézői az intenzív szelek és az alacsony nyomás miatt, más erős alacsony nyomású rendszerek is okozhatnak viharhullámokat. Figyelemre méltó példák erre:
- Nor'easters: Ezek az Észak-Amerika keleti partvidékét érintő extratrópusi ciklonok jelentős viharhullámokat produkálhatnak, különösen akkor, ha leállnak vagy lassan mozognak a partok közelében.
- Egyéb intenzív extratrópusi ciklonok: Az erős téli viharok és más mély alacsony nyomású rendszerek a középső szélességi területeken szintén jelentős viharhullámokat hozhatnak létre a part menti területeken.
A kulcs az erős, tartós szél, amely a vizet a partok felé sodorja, valamint a légköri nyomás jelentős csökkenése, amely feltételek számos intenzív viharban előfordulhatnak, nem csak trópusi ciklonokban.
