Onderzoekers van de Grote Meren zetten een experimenteel netwerk van luchtdruksensoren op rond de meren Michigan en Erie om te zien of ze potentieel schadelijke "meteotsunami" -golven kunnen detecteren.

Financiering voor het proefproject werd verstrekt door het Cooperative Institute for Great Lakes Research (CIGLR), gevestigd aan de University of Michigan, die financiële steun ontvangt van de National Oceanic and Atmospheric Administration.

De 29 sensoren in het verre netwerk zullen op zoek gaan naar abrupte luchtdrukveranderingen - vaak geassocieerd met een reeks snel bewegende zomeronweersbuien - die meteotsunami-vorming kunnen veroorzaken. Het goedkope systeem maakt gebruik van een mix van nieuw geïnstalleerde sensoren en bestaande instrumenten op onderzoeksboeien en bij weerstations aan de kust.

Meteotsunami's zijn door stormen aangedreven golven die in sommige opzichten lijken op door aardbevingen veroorzaakte tsunami's, hoewel meteotsunami's veel minder destructief zijn dan de grootste seismische tsunami's. Gemiddeld, ongeveer 100 meteotsunami's komen elk jaar voor op de Grote Meren, hoewel de meeste een voet of minder hoog zijn en te klein zijn om op te merken.

Een meteotsunami is anders dan een seiche, een ander type potentieel gevaarlijke golf die voorkomt in de Grote Meren.

In zeldzame gevallen, het is bekend dat grote meteotsunami's van de Grote Meren materiële schade veroorzaken, gewonden en zelfs doden. In juni 1954, een golf van 10 voet waarvan nu wordt aangenomen dat het een meteotsunami is, trof de kustlijn van Lake Michigan in de buurt van Chicago, meerdere mensen van pieren wegvegen en zeven doden.

In het afgelopen decennium is pogingen om een ​​meteotsunami-waarschuwingssysteem te ontwikkelen zijn gehinderd door de noodzaak van realtime, hoogfrequente gegevens. Het nieuwe proefproject pakt die technische uitdaging aan met een netwerk van 29 sensoren, die elk één luchtdrukmeting per minuut uitvoeren.

"Er kan morgen weer een vernietigende meteotsunami plaatsvinden op de Grote Meren, en we zijn er niet klaar voor, " zei de hoofdonderzoeker van het project, Ed Verhamme van LimnoTech, een milieutechnisch en wetenschappelijk bedrijf gevestigd in Ann Arbor. "Met deze snelle-reactiefondsen van CIGLR kunnen we snel handelen om het soort observaties te krijgen dat nodig is om het publiek te waarschuwen voor dit vaak over het hoofd geziene gevaar.

De sleutel tot het spotten van de atmosferische voorlopers van een meteoriet is het vermogen om plotselinge, vluchtige verschuivingen in de luchtdruk die slechts enkele minuten kunnen duren. Maar de luchtdruksensoren op de meeste weerboeien van de Grote Meren en kustweerstations die door de Amerikaanse overheid worden beheerd, rapporteren slechts één keer per 10 tot 15 minuten realtime metingen, zei NOAA natuurkundige Philip Chu, een lid van het onderzoeksteam van het proefproject.

"Eén meting om de 10 minuten of langer is gewoon niet frequent genoeg om de meeste van deze gebeurtenissen te kunnen detecteren, " zei Chu, die werkt bij het Great Lakes Environmental Research Laboratory van het bureau in Ann Arbor. "We hebben hoogfrequente metingen nodig, en de instrumenten moeten in realtime rapporteren om prognosemogelijkheden te bieden."

In het door CIGLR gefinancierde proefproject elke sensor in het netwerk stuurt gegevens in realtime naar een centraal gegevensbeheersysteem. Tien van de sensoren bevinden zich op bestaande boeien van LimnoTech en verschillende universiteiten, en 10 zijn bij bestaande kustweerstations die worden beheerd door WeatherFlow Inc.

Deze zomer zijn er vier nieuwe goedkope sensoren geïnstalleerd langs de kustlijn van Lake Michigan in Wisconsin. en dit najaar zullen er nog vijf worden geïnstalleerd langs de meren Michigan en Erie. De nieuwe sensoren worden toegevoegd op plaatsen zoals bootlanceringen, jachthavens en parken.

"Je hoeft geen $ 800 uit te geven voor een luchtdruksensor als een veel goedkopere sensor hetzelfde doet, "Zei Verhamme. "We kunnen een druksensor op een lichtmast plakken op een parkeerplaats in een jachthaven of een bootlancering. Het eindresultaat van deze inspanning zal zijn dat er één keer per minuut metingen binnenkomen vanaf 29 stations."

Snel reagerende financiering van $ 11, 900 van CIGLR betaald voor de nieuwe sensoren, voor aanpassingen aan computerprogramma's op de boeien, en om het gegevensbeheersysteem te creëren.

Gegevens van veel van de stations worden al verzameld en geanalyseerd. De eerste test van het volledige netwerk van 29 stations begint volgend voorjaar. Waarnemingen op het waterniveau van de Grote Meren en een hydrodynamisch model zullen worden gebruikt om de nauwkeurigheid van de voorspellingen van het netwerk te testen.

"Dit project toont de kracht van coöperatieve instituten als CIGLR, " zei CIGLR-directeur Bradley Cardinale, hoogleraar aan de U-M School for Environment and Sustainability. "We helpen NOAA om partnerschappen met universiteiten te ontwikkelen, particuliere bedrijven en niet-gouvernementele organisaties die belangrijk onderzoek snel kunnen omzetten in toepassingen die de samenleving helpen."

De snelle stijging van het waterpeil tijdens een meteotsunami kan binnen enkele minuten tot een uur plaatsvinden. Plotselinge veranderingen in het waterpeil kunnen mensen overrompelen op pieren en op stranden, schade aan eigendommen aan het water, maritieme activiteiten verstoren, maak sterk, gevaarlijke stromen, en kan zelfs de werking van elektriciteitscentrales aan de kust verstoren, volgens NOAA.

Vroeger, sommige meteoren zijn ten onrechte geïdentificeerd als buitenissige golven, vloedgolven of seiches, zei NOAA's Chu. Een seiche is een ritmische oscillatie van water in een meer of gedeeltelijk omsloten lichaam, als een grotere versie van water dat heen en weer klotst in een badkuip.

Winden en veranderingen in atmosferische druk kunnen bijdragen aan de vorming van zowel seiches als meteotsunami's. Echter, winden zijn doorgaans belangrijker voor de vorming van seiche, terwijl drukveranderingen vaak een substantiële rol spelen bij het ontstaan ​​van meteotsunami's, volgens NOAA.

Als het nieuwe proefproject succesvol blijkt, het doel op lange termijn zou zijn om een ​​meteotsunami-waarschuwing of -waarschuwingsverklaring op te nemen in het bestaande waarschuwingssysteem van de National Weather Service om de ongeveer 30 miljoen mensen die langs de kustlijnen van de Grote Meren leven te beschermen, zei Chu.

"Als we kunnen aantonen dat deze aanpak werkbaar is en dat we meteotsunami's van tevoren kunnen detecteren, dan zou het mogelijk kunnen zijn om instrumenten op de meeste kuststations achteraf aan te passen of te upgraden om een ​​hoge frequentie te krijgen, realtime metingen, " hij zei.