science >> Wetenschap >  >> Natuur

Onderzoekers lokaliseren oorzaak van dodelijke muistroom in Lake Michigan

Chin Wu, meteotsunami-onderzoeker aan de Universiteit van Wisconsin-Madison. Krediet:Universiteit van Wisconsin-Madison

De storm op Lake Michigan duurde slechts 15 minuten, maar de voorwaarden die het in gang zette, hebben zeven levens gekost.

Het was 4 juli 2003, in de buurt van Warren Dunes State Park langs de kust van Michigan. Mensen verlieten het water tijdens de storm, maar toen het eenmaal voorbij was en de zon enkele uren later doorkwam, ze dachten dat het veilig was om te zwemmen. Ze gingen terug het water in, hoewel er geen strandwachten aanwezig waren en rode vlaggen hun waarschuwingskleuren over de stranden wapperden.

In een geval, leden van een religieuze groepering reden 80 mijl van Chicago naar het strand. Onder een heldere hemel, velen raakten onmiddellijk het water. Verschillende mannen en jonge jongens gingen diep, hoewel ze binnen de boeimarkeringen van het zwemgebied bleven. Toen voelden ze de sterke stroming hen wegvoeren van de kust.

Nieuwsaccounts noemden destijds de stroom een ​​vloedgolf en onderstroom, maar wetenschappers weten nu dat het een muistroom was. Twee jongens, 12 en 15 jaar, waren in nood en een groep oudere mannen zwom naar buiten om hen te helpen. De mannen trokken de 12-jarige naar de kust, maar konden de 15-jarige niet redden. Twee van de reddingswerkers werden door de stroming weggesleept.

De jonge jongen overleefde, maar de oudere jongen en de twee redders verdronken. Op andere delen van de kustlijn van Lake Michigan in dezelfde periode, vier andere mensen verdronken in afzonderlijke incidenten tijdens de dodelijke vakantie.

Deze incidenten werden onlangs onder de loep genomen door wetenschappers van Wisconsin Sea Grant die een storm-geïnduceerde golf bestuderen die een meteotsunami wordt genoemd (een samentrekking van de term meteorologische tsunami, wat betekent een golf veroorzaakt door het weer).

Hun resultaten werden op 14 februari gepubliceerd in Wetenschappelijke rapporten . Het artikel, "Onverwachte muistromen veroorzaakt door een meteotsunami, detail bevindingen dat de storm een ​​gematigde hoogte (minder dan 10 centimeter) meteotsunami vormde, dat is wat de onverwachte muistromen veroorzaakte.

Hoewel deze aandoeningen misschien niet zeldzaam zijn, dit is de eerste keer dat onderzoekers een meteotsunami-gegenereerde rip-stroom (of meteo-rip, in het kort).

"Niemand ter wereld heeft dit ooit eerder gedocumenteerd, " zei Chin Wu, hoogleraar civiele techniek en milieutechniek aan de Universiteit van Wisconsin-Madison. "Meteotsunami's zijn een nieuwe generatie mechanisme voor muistromen."

Wu legde uit dat muistromen gevormd door de eenmalige golf van een meteotsunami urenlang kunnen aanhouden. Strandgangers moeten voorzichtig zijn, zelfs nadat een storm voorbij is. "Ga alsjeblieft niet terug naar het strand, want dat is de gevaarlijkste tijd. Het water kan er kalm uitzien, maar onder, er is een verborgen gevaar, ' zei Wu.

Erik Anderson, fysisch oceanograaf bij het Great Lakes Environment Research Laboratory van de National Oceanic and Atmospheric Administration (NOAA), maakt deel uit van het onderzoeksteam. Het team werd geleid door Wu's Ph.D. student lvaro Linares. "Het was niet eerder uitgelegd wat er die dag precies gebeurde om al deze verschillende zwemmers samen te brengen tot één evenement, Anderson zei. "Mensen wisten misschien niet eens dat er een paar uur eerder een storm was gepasseerd, en ze besloten naar het strand te gaan omdat alles was opgeklaard. Ze gingen het water in en dit overrompelde hen. Als je een heldere hemel en kalme omstandigheden ziet, je verwacht geen gevaarlijke omstandigheden aan de kustlijn.

"In deze krant, we zien hoe een relatief kleine golfhoogte van de meteotsunami zich vertaalt in gevaarlijke stromingen. Het komt doordat de golflengte zo lang is. De golf is misschien kort, maar als hij een kilometer lang is, dat is veel water dat naar de kust komt en zich dan in een paar minuten terugtrekt. Als zoveel water zo snel beweegt, je krijgt gevaarlijke stromingen, "Zei Anderson. Het water dat door de golf werd voortgestuwd, ontsnapte aan de kust door muistroomkanalen te vormen.

Om de meteo-rip-formatie te documenteren, Linares, die onlangs is afgestudeerd aan UW-Madison en nu werkt voor een adviesbureau in het Verenigd Koninkrijk, verrichtte staaltjes van forensisch computergebruik. Door krachtige hydrodynamische modellering, hij kon onthullen wat er op de stranden gebeurde ten tijde van de incidenten in 2003, gaande van een rasterschaal van enkele kilometers tot een meter. Hij gebruikte ook ooggetuigenverslagen van de gebeurtenissen.

De National Weather Service (NWS) geeft momenteel strandgevarenverklaringen af, die voorwaarden bevatten voor muistromen, maar niet voor meteotsunami's. Dit tijdschriftartikel heeft voorspellers die overwegen hoe dit nieuwe type gevaar kan worden opgenomen.

"Als operationeel voorspeller voor de National Weather Service, mijn gedachte is, hoe kan ik dit in praktijk brengen met een waarschuwing voor mensen vóór het evenement?" zei Robert Dukesherer, senior voorspeller voor de NWS in Grand Rapids, Michigan. "Meteotsunami-geïnduceerde muistromen zijn iets dat een educatieve inspanning vereist en dan hebben we gegevens in realtime nodig om te proberen ze te voorspellen terwijl ze aan de gang zijn."

Megan Dodson, een NWS-meteoroloog in het noorden van Indiana, zei deze studie, "Geeft ons groen licht om te zeggen, 'Ja, we zijn er vrij zeker van dat meteorieten de huidige ontwikkeling beïnvloeden en we zouden een waarschuwing moeten geven.' "

De gebeurtenissen in 2003 leidden tot Dodsons passie voor het bestuderen van muistromen. Zowel zij als Dukesherer zijn betrokken bij het Great Lakes Water Safety Consortium, die werkt om mensen bewust te maken van muistromingen en andere gevaren op het strand. Ze vindt de resultaten van het onderzoek valide.

"We dachten niet eens dat muistromen op de Grote Meren zouden kunnen optreden tot het einde van de jaren negentig, "Zei Dodson. "Het was het onderwerp van debat helemaal door de vroege jaren 2000. Zelfs nadat we de voorspellingswaarschuwingen begonnen te doen, niet iedereen was er helemaal van overtuigd dat het muistromen waren. Veel mensen zeiden dat het gewoon golven waren. Dus deze studie ondersteunt wetenschappelijk speculatie van muistromen in de Grote Meren. Nu weten we dat er iets anders aan de hand was!"

Openbaar onderwijs is ook nodig over het onderwerp, zei Wu. "Ik vind dat iedereen met zijn ouders moet praten, aan hun mensen, hierover. Na een storm is het de tijd dat we veel aandacht moeten besteden aan muistromen. Het grootste risico ontstaat wanneer mensen niet opletten."

Statistieken uit 2018 bevestigen de noodzaak van voorlichting over waterveiligheid. Met 117 verdrinkingen, afgelopen zomer was de dodelijkste ooit voor de Grote Meren, volgens het Great Lakes Surf Rescue Project.

Anderson denkt dat het publieke begrip van meteotsunami's is gevorderd, maar staat nog steeds voor uitdagingen. "Veel mensen stellen zich die grote tsunami-golven voor uit een Hollywood-film, en zo zien deze dingen er niet uit."

Dukesherer zei dat veel mensen meteotsunami's verwarren met seiches. "Het zijn twee heel verschillende dingen. Een seiche is een ritmisch klotsen in een badkuip. Er is een stijging en daling aan elk uiteinde. Een meteotsunami is als je je hand in een badkuip steekt en hem gewoon van de ene kant naar de andere kant ramt. ander, ' zei Dukesherer.