scholarly journals THE ASH WEDNESDAY EAST COAST STORM, MARCH 5-8, 1962 A HINDCAST OF EVENTS, CAUSES, AND EFFECTS

1964 ◽  
Vol 1 (9) ◽  
pp. 41
Author(s):  
Charles L. Bretschneider
Keyword(s):  
Storm Surge ◽  
Water Waves ◽  
East Coast ◽  
Time History ◽  
Beach Erosion ◽  
Wind Speeds ◽  
Recorded Data ◽  
Run Up ◽  
Over The Top ◽  
Gust Factors

Hmdcasts were made for winds, waves and tides for several east coast locations for the storm of 5-8 March 1962. A limited amount of recorded data and a considerable amount of other observations were available from near-by and remote stations. The data were analyzed for correlation or "calibration" purposes m order to improve the "state of the art" of wave and storm surge hindcastmg for locations where recorded data were not available. Wind records were analyzed to obtain sustained wind speeds, average gust factors, and probability distribution of gust factors. Isobaric patterns were used to determine sustained wind speeds over the water fetch for deep and shallow water waves and storm surge hmdcasts. Wave run-up calculations were made to determine the wave activity on the beach and the dunes and -were used to estimate the probable rate of beach erosion and dune evolution. The off-water wind speeds were modified to determine wind speeds over the beach and over the top of the dunes. Finally, by summarizing the time-history of the various meteorological, oceanographic, and coastal engineering events, a very interesting scientific and engineering evaluation of the causes and effects can be made.

East Coast Cool-Weather Storms in the New York Metropolitan Region

2009 ◽  
Vol 48 (11) ◽  
pp. 2320-2330 ◽  
Author(s):  
H. Salmun ◽  
A. Molod ◽  
F. S. Buonaiuto ◽  
K. Wisniewska ◽  
K. C. Clarke
Keyword(s):  
New York ◽  
Storm Surge ◽  
East Coast ◽  
Reanalysis Data ◽  
Coastal Environment ◽  
Meteorological Conditions ◽  
Beach Erosion ◽  
Metropolitan Region ◽  
Wide Range ◽  
The Impact

Abstract New York coastal regions are frequently exposed to winter extratropical storm systems that exhibit a wide range of local impacts. Studies of these systems either have used localized water-level or beach erosion data to identify and characterize the storms or have used meteorological conditions from reanalysis data to provide a general regional “climatology” of storms. The use of meteorological conditions to identify these storms allows an independent assessment of impacts on the coastal environment and therefore can be used to predict the impacts. However, the intensity of these storms can exhibit substantial spatial variability that may not be captured by the relatively large scales of the studies using reanalysis data, and this fact may affect the localized assessment of storm impact on the coastal communities. A method that uses data from National Data Buoy Center stations in the New York metropolitan area to identify East Coast cool-weather storms (ECCSs) and to describe their climatological characteristics is presented. An assessment of the presence of storm conditions and a three-level intensity scale was developed using surface pressure data as measured at the buoys. This study identified ECCSs during the period from 1977 through 2007 and developed storm climatologies for each level of storm intensity. General agreement with established climatologies demonstrated the robustness of the method. The impact of the storms on the coastal environment was assessed by computing “storm average” values of storm-surge data and by examining beach erosion along the south shore of Long Island, New York. A regression analysis demonstrated that the best storm-surge predictor is based on measurements of significant wave height at a nearby buoy.

scholarly journals A typical wave wake from high-speed vessels: its group structure and run-up

2013 ◽  
Vol 20 (1) ◽  
pp. 179-188 ◽  
Author(s):  
I. Didenkulova ◽  
A. Rodin
Keyword(s):  
Weibull Distribution ◽  
Water Waves ◽  
High Speed ◽  
Group Structure ◽  
High Amplitude ◽  
Beach Erosion ◽  
Strong Impact ◽  
Wave Heights ◽  
Run Up ◽  
The Baltic

Abstract. High-amplitude water waves induced by high-speed vessels are regularly observed in Tallinn Bay, the Baltic Sea, causing intense beach erosion and disturbing marine habitants in the coastal zone. Such a strong impact on the coast may be a result of a certain group structure of the wave wake. In order to understand it, here we present an experimental study of the group structure of these wakes at Pikakari beach, Tallinn Bay. The most energetic vessel waves at this location (100 m from the coast at the water depth 2.7 m) have amplitudes of about 1 m and periods of 8–10 s and cause maximum run-up heights on a beach up to 1.4 m. These waves represent frequency modulated packets where the largest and longest waves propagate ahead of other smaller amplitude and period waves. Sometimes the groups of different heights and periods can be separated even within one wave wake event. The wave heights within a wake are well described by the Weibull distribution, which has different parameters for wakes from different vessels. Wave run-up heights can also be described by Weibull distribution and its parameters can be connected to the parameters of the distribution of wave heights 100 m from the coast. Finally, the run-up of individual waves within a packet is studied. It is shown that the specific structure of frequency modulated wave packets, induced by high-speed vessels, leads to a sequence of high wave run-ups at the coast, even when the original wave heights are rather moderate. This feature can be a key to understanding the significant impact on coasts caused by fast vessels.

scholarly journals MODELLING STORM SURGE WAVE OVERTOPPING OF SEAWALLS WITH NEGATIVE FREEBOARD

2011 ◽  
Vol 1 (32) ◽  
pp. 52
Author(s):  
David K Jones ◽  
Qingping Zou ◽  
Dominic E Reeve
Keyword(s):  
Boundary Condition ◽  
Storm Surge ◽  
Laboratory Data ◽  
Time History ◽  
Wave Model ◽  
Navier Stokes ◽  
Direct Wave ◽  
Wave Overtopping ◽  
Experimental Laboratory ◽  
Recorded Data

A Reynolds-averaged Navier-Stokes based wave model (RANS) is used to simulate storm surge wave overtopping of embankments. The model uses a wave generating boundary condition that accepts a wave time history as an input and reproduces the time history in the model. This allows a direct wave by wave simulation of recorded data. To investigate the success of the model at reproducing the wave generation, transformation and overtopping processes the model is compared with experimental laboratory data. A wave-by-wave comparison is performed for overtopping parameters such as discharge, depth and velocity. Finally the overtopping discharge predicted by the model is compared against design formulae.

scholarly journals Head-on collision between capillary–gravity solitary waves

2020 ◽  
Vol 2020 (1) ◽  
Author(s):  
Marin Marin ◽  
M. M. Bhatti
Keyword(s):  
Surface Tension ◽  
Solitary Waves ◽  
Water Waves ◽  
Free Parameter ◽  
Order Approximation ◽  
Third Order ◽  
Boussinesq Model ◽  
Run Up ◽  
Physical Features ◽  
Third Order Approximation

AbstractThe present study deals with the head-on collision process between capillary–gravity solitary waves in a finite channel. The present mathematical modeling is based on Nwogu’s Boussinesq model. This model is suitable for both shallow and deep water waves. We have considered the surface tension effects. To examine the asymptotic behavior, we employed the Poincaré–Lighthill–Kuo method. The resulting series solutions are given up to third-order approximation. The physical features are discussed for wave speed, head-on collision profile, maximum run-up, distortion profile, the velocity at the bottom, and phase shift profile, etc. A comparison is also given as a particular case in our study. According to the results, it is noticed that the free parameter and the surface tension tend to decline the solitary-wave profile significantly. However, the maximum run-up amplitude was affected in great measure due to the surface tension and the free parameter.

scholarly journals Statistics of Simulated Storm Waves over Bathymetry

2021 ◽  
Vol 9 (7) ◽  
pp. 784
Author(s):  
Arnida Lailatul Latifah ◽  
Durra Handri ◽  
Ayu Shabrina ◽  
Henokh Hariyanto ◽  
E. van Groesen
Keyword(s):  
Water Waves ◽  
Open Water ◽  
Storm Events ◽  
Extreme Waves ◽  
Marine Structures ◽  
Wave Statistics ◽  
Storm Waves ◽  
Different Types ◽  
Run Up ◽  
Good Agreement

This paper shows simulations of high waves over different bathymetries to collect statistical information, particularly kurtosis and crest exceedance, that quantifies the occurrence of exceptionally extreme waves. This knowledge is especially pertinent for the design and operation of marine structures, safe ship trafficking, and mooring strategies for ships near the coast. Taking advantage of the flexibility to perform numerical simulations with HAWASSI software, with the aim of investigating the physical and statistical properties for these cases, this paper investigates the change in wave statistics related to changes in depth, breaking and differences between long- and short-crested waves. Three different types of bathymetry are considered: run-up to the coast with slope 1/20, waves over a shoal, and deep open-water waves. Simulations show good agreement in the examined cases compared with the available experimental data and simulations. Then predictive simulations for cases with a higher significant wave height illustrate the changes that may occur during storm events.

Γεωμορφολογική – περιβαλλοντική μελέτη και εκτίμηση γεωμορφολογικών κινδύνων στην ευρύτερη περιοχή των Πιερίων ορέων

2017 ◽  
Author(s):  
Κωνσταντίνος Τσανάκας
Keyword(s):  
Storm Surge ◽  
Run Up

Η παρούσα διατριβή υπό τον τίτλο «Γεωμορφολογική – Περιβαλλοντική μελέτη της ευρύτερης περιοχής των Πιερίων Ορέων» αποτελεί μια προσπάθεια δημιουργίας μιας ολοκληρωμένης γεωμορφολικής μελέτης (Integrated Geomorphological Study) της οποίας ο σκοπός εντοπίζεται σε δύο άξονες έρευνας. Την κατανόηση και ερμηνεία όλων των παραγόντων που συνετέλεσαν στην δημιουργία και εξέλιξη του αναγλύφου, και την εφαρμογή και αξιοποίηση της πληροφορίας αυτής στην εκτίμηση των γεωμορφολογικών κινδύνων.Η ευρύτερη περιοχή των Πιερίων Ορέων αποτελεί έναν χώρο στον οποίο συναντιόνται ετερόκλητα γεωμορφολογικά περιβάλλοντα στο όριο της επαφής των γεωτεκτονικών ζωνών της Πελαγονικής και της Αλμωπίας. Αρχικά πραγματοποιήθηκε γεωμορφολογική χαρτογράφηση σε κλίμακα 1:50.000 και σε επιλεγμένες θέσεις 1:5.000, σε μια περιοχή έκτασης 1600 km2. Η χαρτογράφηση πραγματοποιήθηκε ακολουθώντας ημι-αυτοματοποιημένη μεθοδολογία προσανατολισμένη σε εφαρμογές ΣΓΠ, πιστοποιώντας όμως τα αποτελέσματα με επιτόπιες παρατηρήσεις παραδοσιακών μεθόδων χαρτογράφησης. Το υπόμνημα δομήθηκε σε 6 επίπεδα πληροφορίας ενώ η γεωμορφολογία που ήταν και το κύριο ζητούμενο ομαδοποιήθηκε σε 9 κατηγορίες καλύπτοντας έτσι το σύνολο των γεωμορφών που αναγνωρίστηκαν κατά την εργασία υπαίθρου.Το χερσαίο τμήμα της περιοχής μελέτης διακρίνεται σε τρεις τμηματικές ενότητας διακεκριμένων σύμφωνα με την τοπογραφία τους. Το ανάγλυφο του ορεινού τμήματος των Πιερίων και του Ολύμπου είναι αποτέλεσμα των ανυψωτικών κινήσεων που υπέστη η περιοχή κατά το γεωλογικό παρελθόν με την επακόλουθη κατά βάθος διάβρωση των κοιτών και την δημιουργία οξύληκτων ραχών στις μεσοποτάμιες περιοχές. Παράλληλα στην περιοχή του Ολύμπου μεγάλο ρόλο στην διαμόρφωση του αναγλύφου έπαιξαν οι κλιματικές συνθήκες του παρελθόντος με την δημιουργία παγετωνικών γεωμορφών. Στο ημιορεινό λοφώδες τμήμα της περιοχής μελέτης εντοπίστηκε μια υπολειμματική μορφή δελταϊκού ριπιδίου νεογενούς ηλικίας ενώ παράλληλα στην περιοχή του Μοσχοποτάμου εντοπίστηκε και δεύτερη εκβολή το ίδιου υδρογραφικού δικτύου νεογενούς ηλικίας (πρότερος Αλιάκμονας). Το χαμηλό ανάγλυφο της πεδιάδας της Κατερίνης είναι αποτέλεσμα των προσχώσεων από τα κλαστικά υλικά προερχόμενα από τα υδρογραφικά δίκτυα της περιοχής.Το παράκτιο τμήμα της περιοχής μελέτης διακρίνεται στο βόρειο όπου απαντούν παράκτιοι κρημνοί με ίζημα και το νοτιότερο αυτού που αποτελείται από μια εκτεταμένη προσχωσιγενή πεδιάδα με την παρουσία μεγάλου πλάτους εκτεταμένου αιγιαλού. Κατά την παράκτια γεωμορφολογική μελέτη χαρτογραφήθηκαν όλες οι γεωμορφές που εντοπίστηκαν στον παράκτιο χώρο ενώ ιδιαίτερη έμφαση δόθηκε στην αποτύπωση των ανυψωμένων θαλάσσιων αναβαθμίδων στην περιοχή μεταξύ του οικισμού της Μεθώνης και των Αλυκών Κίτρους. Συνολικά χαρτογραφήθηκαν πέντε ομάδες αναβαθμίδων σε υψόμετρα 5-110 m. Από την σχετική χρονολόγηση των ακουλουθιών προέκυψε ένας μέσος ρυθμός ανύψωσης της τάξης των 0.05 mm/yr για τα τελευταία 100.000 χρόνια. Στην περιοχή της λιμνοθάλασσας των Αλυκών Κίτρους πραγματοποιήθηκαν δύο δειγματοληπτικές γεωτρήσεις μέγιστου βάθους 4.5 m. Στα δείγματα που συλλέχθηκαν έγινε κοκκομετρική και μικροπαλαιοντολογική ανάλυση με σκοπό την αναγνώριση των παλαιοπεριβαλλόντων απόθεσης των ιζημάτων και την ανασύσταση της παλαιογεωγραφική εξέλιξης της λιμνοθάλασσας κατά το Ολόκαινο. Η αρχή δημιουργίας της λιμνοθάλασσας τοποθετείται χρονικά τα τελευταία 6000 χρόνια όπου λοβοειδείς αμμώδεις προελάσεις της ακτογραμμής περιέκλεισαν την λιμνοθάλασσα η οποία σταδιακά πήρε την σημερινή της μορφή. Από την ραδιοχρονολόγηση κελυφών οστράκων προέκυψαν δύο ρυθμοί ιζηματογένεσης ήτοι 0,9 mm/yr για τα βάθη 440 - 260cm και 0.6 mm/yr για βάθη 260 – 0 cm. Η διαφοροποίηση αυτή αποδίδεται στην σταδιακή μείωση του ρυθμού ανόδου της στάθμης της θάλασσας στο Ολόκαινο, σε πιθανή διαφοροποίηση της στερεοπαροχής των χειμάρρων ενώ θεωρείται επισφαλές να αποδοθεί στην τεκτονική δεδομένουν ότι τα χρονολογηθέντα δείγματα δεν υποδηλώνουν αυστηρώς επίπεδο στάθμης θάλασσας.Στην υδρογραφική λεκάνη του ρέματος Ξηρολάκι πραγματοποιήθηκε προσομοίωση της επιφανειακής απορροής με την εφαρμογή μοντέλου βροχόπτωσης – απορροής. Σε περιβάλλον ΣΓΠ χρησιμοποιήθηκαν μετεωρογικά και χωρικά δεδομένα από τα οποία προέκυψε το μοναδιαίο υδρογράφημα του πλημμυρικού γεγονότος που έλαβε χώρα στην περιοχή τον Οκτώβριο του 2009 το οποίο υποδεικνύει άμεση απόκριση της λεκάνης στη μεγάλης ραγδαιότητας βροχόπτωση της ίδια ημερομηνίας. Παράλληλα έγινε προσπάθεια αποτίμησης των φυσικών παραμέτρων του δικτύου που καθιστούν την λεκάνη επιδεκτική σε πλημμυρικά φαινόμενα. Από την ποσοτική μελέτη της μορφής του δικτύου προέκυψαν ανωμαλίες στην ιεραρχική κατά τάξη απορροή (μεταξύ των κλάδων 3ης και 5ης τάξης), και υψηλές τιμές δείκτη διακλάδωσης Rb μεταξύ των κλάδων πρώτης και δεύτερης τάξης καθώς και υψηλές τιμές κλίσεων στον άνω ρου του δικτύου με επακόλουθη την αύξηση της ταχύτητας ροής στα ανάντη και της αδυναμίας παροχεύτεσης των υδάτων από την κεντρική κοίτη στην έξοδο του ρέματος από τον ορεινό όγκο του Ολύμπου.Τέλος στον παράκτιο χώρο της περιοχής μελέτης έγινε εκτίμηση των ελάχιστων ωκεανογραφικών συνθηκών, ικανών να προκαλέσουν παράκτια πλημμύρα. Συγκεκριμένα συνεκτιμήθηκαν η αναρρίχηση (run up) για μέγιστες συνθήκες κύματος από Νοτιοδυτικό άνεμο, σε συνδυασμό με την ανύψωση της στάθμης της θάλασσας λόγω καταιγίδας (storm surge), και την αστρονομική παλίρροια. Τα αποτελέσματα αντιπαρεβλήθησαν στην σημερινή μορφολογία του μετώπου της παραλίας σε 7 επιλεγμένες θέσεις και εντοπίστηκαν οι περιοχές στις οποίες οι προαναφερθείσες συνθήκες μπορούν δυνητικά να υπερκεράσουν τα φυσικά εμπόδια της παράκτιας ζώνης και να προκαλέσουν παράκτια πλημμύρα. Οι θέσεις S6 και S5 αποδείχθηκαν ως οι πιο ευάλωτες σημειώνοντας την μεγάλη κοινωνικο-οικονομική τους σημασία λόγω γειτνίσασης με τον οικισμό της Παραλίας Κατερίνης στον οποίο συγκεντρώνεται η πλειονότητα των οικονομικών δραστηριοτήτων του παράκτιου χώρου της περιοχής. Στην παράκτια ζώνη μεταξύ των Αλυκών Κίτρους και της εκβολής του Μαυρονερίου έγινε διερεύνηση της πιθανής μεταβολής της ακτογραμμής λόγω της αναμενόμενης ανόδου της στάθμης της θάλασσας για δύο πιθανά σενάρια 0.38 m και 1.0 m. Από την εφαρμογή συστοιχίας τριών δυναμικών και δύο στατικών μοντέλων προκύπτει ότι η οπισθοχώρηση της ακτογραμμής κυμαίνεται από 7.9m -27.3m για άνοδο της στάθμης της θάλασσας κατά 0.38m έως το 2100 και από 23.5m-70.0m για άνοδο στάθμης θάλασσας κατά 1.0m για την ίδια χρονική περίοδο. Σε όλα τα σενάρια ανόδου της στάθμης της θάλασσας η μικρότερη οπισθοχώρηση παρατηρείται στην θέση S7 (εκβολές Μαυρονερίου) κατά 7.9m και 23.5m για SLR 0.38m και 1.0m αντίστοιχα. Παράλληλα οι μεγαλύτερες τιμές οπισθοχώρησης παρατηρούνται στην θέση S5 (παραλία Κατερίνης) κατά 27.3m και 70.0m για SLR 0.38m και 1.0m αντίστοιχα με μεγάλες κοινωνικο-οικονομικές επιπτώσεις. Στο πρώτο σενάριο ανόδου της στάθμης θάλασσας κατά 0.38m η θέση S4 εμφανίζεται ως η πιο ευάλωτη με ποσοστό καταστροφής της υφιστάμενης παραλίας κατά 100%. Άλλες ευάλωτες θέσης είναι οι S1, S5 και S7 με ποσοστά 50.4%, 43.3% και 52.6% αντίστοιχα ενώ στην πλειονότητα των θέσεων η καταστροφή της παραλίας θα είναι ολοσχερής (100%) σε ενδεχόμενη άνοδο της στάθμης θάλασσας κατά 1.0m.

A Coupled-Mode Technique for the Run-Up of Non-Breaking Dispersive Waves on Plane Beaches

2006 ◽  
Author(s):  
K. A. Belibassakis ◽  
G. A. Athanassoulis
Keyword(s):  
Shallow Water ◽  
Water Waves ◽  
Wave Equations ◽  
Neumann Boundary ◽  
Breaking Waves ◽  
Numerical Results ◽  
Coupled Mode Theory ◽  
Mode Theory ◽  
Coupled Mode ◽  
Run Up

A coupled-mode model is developed and applied to the transformation and run-up of dispersive water waves on plane beaches. The present work is based on the consistent coupled-mode theory for the propagation of water waves in variable bathymetry regions, developed by Athanassoulis & Belibassakis (1999) and extended to 3D by Belibassakis et al (2001), which is suitably modified to apply to a uniform plane beach. The key feature of the coupled-mode theory is a complete modal-type expansion of the wave potential, containing both propagating and evanescent modes, being able to consistently satisfy the Neumann boundary condition on the sloping bottom. Thus, the present approach extends previous works based on the modified mild-slope equation in conjunction with analytical solution of the linearised shallow water equations, see, e.g., Massel & Pelinovsky (2001). Numerical results concerning non-breaking waves on plane beaches are presented and compared with exact analytical solutions; see, e.g., Wehausen & Laitone (1960, Sec. 18). Also, numerical results are presented concerning the run-up of non-breaking solitary waves on plane beaches and compared with the ones obtained by the solution of the shallow-water wave equations, Synolakis (1987), Li & Raichlen (2002), and experimental data, Synolakis (1987).

Wind-generated gravity-capillary waves: laboratory measurements of temporal growth rates using microwave backscatter

1975 ◽  
Vol 70 (3) ◽  
pp. 417-436 ◽  
Author(s):  
T. R. Larson ◽  
J. W. Wright
Keyword(s):  
Growth Rates ◽  
Water Waves ◽  
Friction Velocity ◽  
Capillary Waves ◽  
Spectral Amplitude ◽  
Bragg Scattering ◽  
Laboratory Measurements ◽  
Wind Speeds ◽  
Tightly Coupled ◽  
Microwave Backscatter

The growth rates of wind-induced water waves at fixed fetch were measured in a laboratory wave tank using microwave backscatter. The technique strongly filters out all wavenumber component pairs except for a narrow window at the resonant Bragg scattering conditions. For these waves the spectral amplitude was measured as a function of the time after a fixed wind was abruptly started. The radars were aligned to respond to waves travelling in the downwind direction at wavelengths of 0·7-7 cm. Wind speeds ranged from 0·5 to 15 m/s. Fetches of 1·0, 3·0 and 8·4 m were used. In every case, the spectral amplitude initially grew at a single exponential rate β over several orders of magnitude, and then abruptly ceased growing. No dependence of the growth rate on fetch was observed. For all wavelengths and wind speeds the data can be fitted by \[ \beta (k,u_{*},{\rm fetch})=f(k)\,u^n_{*}, \] with n = 1·484 ± 0·027. Here u* is the friction velocity obtained from vertical profiles of mean horizontal velocity. For each wind speed, f(k) had a relative maximum near k = kn ≃ 3·6 cm−1. Rough estimates of β/2ω, where ω is the water wave frequency, and of the wind stress supported by short waves indicate that the observed growth rates are qualitatively very large. These waves are tightly coupled to the wind, and play a significant role in the transfer of momentum from wind to water.

Sign in / Sign up

Export Citation Format

Share Document