På eftermiddagen den 13 april, 2018, en stor våg av vatten strömmade över Michigan -sjön och översvämmade stranden av den pittoreska strandstaden Ludington, Michigan, skadar hem och båtbryggor, och översvämning av insugningsrör. Tack vare en lokal medborgares foton och annan data, NOAA-forskare rekonstruerade händelsen i modeller och bestämde att detta var den första dokumenterade meteotsunamien i de stora sjöarna orsakad av en atmosfärisk tröghet-gravitation.

En atmosfärisk tröghet-tyngdkraftsvåg är en våg av luft som kan löpa från 6 till 60 mil lång som skapas när en massa stabil luft förskjuts av en luftmassa med väsentligt olika tryck. Detta sätter igång en våg av luft med stigande och fallande tryck som kan påverka vattnet nedanför, som det synkroniseras med vattenrörelse på sjöns yta som två sångare som harmoniserar.

"Den meteotsunamien var utan tvekan fantastiskt, "sa Debbie Maglothin från Ludington som tog bilder av händelsen." Vattnet mellan vågbrytarna gick inte ner som vattnet på utsidan av dem, så det skapade vattenfall som kaskade över vågbrytarna. Hade denna händelse inträffat under sommaren kunde det ha tvättat människor direkt från vågbrytarna. "

Meteotsunamis som genereras av denna typ av atmosfäriskt tillstånd är vanligt runt om i världen, men i de stora sjöarna, de få väldokumenterade meteotsunamierna har drivits av plötsliga kraftiga åskväder där både vindar och lufttrycksförändringar har spelat viktiga roller.

Kombinera vatten- och vädermodeller

Det finns för närvarande inga prognosmodeller som effektivt förutsäger meteotsunamis i USA, ny NOAA-forskning baserad på Ludington-vågen visar att befintliga NOAA numeriska väderprognosmodeller och hydrodynamiska prognosmodeller kan göra det möjligt för forskare att förutsäga dessa meteotsunamidrivande atmosfäriska vågor minuter till timmar i förväg. Forskningen publiceras i en specialutgåva av tidskriften Naturliga faror om meteotsunamis.

"Den goda nyheten med denna typ av meteotsunami är att det är lättare att förutsäga än de som utlöses av åskväder, "sa Eric Anderson, en oceanograf vid NOAA:s Great Lakes Environmental Research Laboratory och huvudförfattare till studien. "Våra kortväga vädermodeller kan hämta dessa atmosfäriska tryckvågor, medan det är svårare att förutsäga åskväder. "

Meteotsunamis är en mindre känd kategori av tsunami. Till skillnad från den mer välkända tsunamin - till exempel den katastrofala tsunamin på boxningsdagen 2004 i Indonesien, som orsakades av en jordbävning på havsbotten, meteotsunamis orsakas av väder, särskilt en kombination av förändrat lufttryck, stark vind och åskväderaktivitet.

"Eftersom sjöarna är relativt små, meteotsunamis behöver vanligtvis mer än ett hopp i lufttrycket för att driva dem, "sade Anderson." Det är där åskväderna och vinden kommer in för att ge dem en knuff. "

Stora sjöarna har meteotsunamis historia

Meteotsunamis förekommer runt om i världen, och är kända för att förekomma i USA främst vid Great Lakes och längs östra och Mexikanska kusten. Meteotsunamivågor i de stora sjöarna kan vara särskilt lömska eftersom de kan studsa från kusten och komma tillbaka igen när himlen är klar. De är relativt sällsynta och vanligtvis små, den största producerar tre till sex fot vågor, som bara inträffar ungefär en gång vart tionde år.

Att förutsäga dessa vågor i förväg skulle ge samhällen potentiellt livräddande varningar och tillåta invånare och företag att vidta åtgärder för att bättre skydda egendom. Ludington meteotsunami resulterade i viss egendomsskada men inga allvarliga skador. Hade meteotsunamin slagit på sommaren när simmare, sportfiskare och semesterfirare flockas till sjöstränderna, parker och vatten, det kan ha varit en annan historia, som var fallet med en meteotsunami som tog livet av åtta personer i Chicago i juni 1954.

"Det är en lucka i vår prognos, "sa Anderson." Med denna studie och annan forskning kommer vi närmare att kunna förutsäga dem i förväg. "