В будущем изменение климата и повышение уровня моря, вероятно, приведут к увеличению частоты, силы и воздействия прибрежных штормов в Нью-Йорке (NYC).
В чем заключается опасность?
Прибрежные штормы случаются, когда сходятся различные метеорологические условия. Прибрежные штормы - это организованные системы, обладающие уникальными характеристиками, но каждый тип может стать смертельно опасным из-за своих опасных последствий - устойчивых разрушительных ветров, проливных дождей, штормовых нагонов, прибрежных наводнений и эрозии.
Нью-Йорк подвергается опасности со стороны двух типов прибрежных штормовых систем:
Типы штормов
Тропические циклоны
Тропические циклоны - это организованные системы гроз, которые формируются над теплыми тропическими водами океана. Эти системы вращаются против часовой стрелки в северном полушарии вокруг центра низкого давления и делятся на три типа:
- Тропическая депрессия - это организованная система облаков и гроз с определенной циркуляцией на поверхности и максимальными устойчивыми ветрами 38 миль в час (миль/ч) или меньше.
- Тропический шторм - это организованная система сильных гроз с определенной приземной циркуляцией и максимальными устойчивыми ветрами от 39 до 73 миль/ч.
- Ураган - это интенсивная тропическая погодная система сильных гроз с четко очерченным центром низкого давления ("глазом") и максимальными устойчивыми ветрами 74 миль/ч или более.1Национальное управление океанических и атмосферных исследований, "Климатология тропических циклонов", Национальный центр ураганов.
Для того чтобы тропические циклоны формировались и сохраняли свою интенсивность, необходимо наличие нескольких условий. Для формирования тропического циклона, как правило, температура воды на поверхности океана должна превышать 80°F в точке зарождения. Тропические циклоны, которые влияют на Нью-Йорк, зарождаются в Североатлантическом бассейне. Условия, вызывающие формирование тропических циклонов, чаще всего возникают у западного побережья Африки, в Карибском море и в Мексиканском заливе.
После формирования тропических циклонов они часто движутся на север или на запад, пока не достигнут средних широт (обычно северной части Мексиканского залива, юго-востока США или северо-западной части Атлантики), где они поворачивают на север или на восток в зависимости от преобладающих ветров. Однако при совпадении определенных метеорологических условий они могут пройти вдоль Восточного побережья США и направиться в сторону Нью-Йорка.
Сезон ураганов в Атлантике длится с июня по ноябрь. По данным Национального центра ураганов (NHC), сезон ураганов в Атлантике начал проявлять повышенную активность в 1995 году - тенденция, которая сохраняется и по сей день. Научные исследования в основном связывают это повышение активности с Атлантическим многодекадным колебанием (AMO) - природным явлением, характеризующимся 20-40-летними циклами потепления и похолодания температур в северной части Атлантического океана.2Национальное управление океанических и атмосферных исследований, "Эпохи высокой активности в Атлантике: Что это значит для сезона ураганов?", Национальное управление океанических и атмосферных исследований, 29 октября 2019 г.
В Североатлантическом бассейне в среднем происходит 14 названных тропических штормов, семь ураганов и три крупных урагана в год.3Национальный центр ураганов и Центрально-Тихоокеанский центр ураганов, "Климатология тропических циклонов", Национальное управление океанических и атмосферных исследований. Нью-Йорк подвергается наибольшему риску в период с августа по октябрь, когда температура воды наиболее теплая, а метеорологические условия в Североатлантическом бассейне благоприятствуют формированию штормов.
Риск ураганов для Нью-Йорка достигает своего пика в середине сентября. Хотя температура воды на севере Нью-Йорка редко достигает 80°F в это время года, вода достаточно теплая, чтобы сильные ураганы могли сохранять высокую энергию при выходе на сушу в районе Нью-Йорка.
Когда тропические системы выходят на сушу, основную опасность представляют проливные дожди, сильные ветры, торнадо и штормовой прилив. Наиболее опасные условия возникают в двух конкретных областях урагана - вблизи центра циркуляции, или глазной стены (области, окружающей глаз), и в правом переднем квадранте урагана, где высокоскоростное поступательное движение урагана ускоряет воздействие сильного ветра и штормового прилива.
Сильные дожди, вызванные тропическими системами, могут идти в течение всего времени шторма. Самый сильный дождь обычно выпадает с левой стороны от глаза шторма. Количество осадков зависит от скорости шторма, его размера и географического положения территории, которую он пересекает, а не от его классификации.
Опасности, связанные с сильным дождем, заключаются в наводнении пресной водой, когда реки и ручьи выходят из берегов, и наводнении внутри страны (ливневом) в низменных районах, если грунт или дренажные системы не в состоянии поглотить необычно большое количество осадков.
Самые сильные ветры от тропических систем обычно возникают с правой стороны шторма. Основными опасностями сильного ветра являются поваленные деревья и линии электропередач, структурные повреждения зданий и имущества, а также летающие обломки.
Торнадо обычно образуются либо в правом переднем квадранте шторма, либо в глазной стене шторма, либо в грозовых очагах, расположенных в полосах дождя далеко от центра шторма. Торнадо, возникающие при тропических циклонах, обычно слабы и недолговечны, но могут представлять смертельную опасность.
Штормовой нагон - это опасность тропического циклона, вызывающая наибольшее количество смертей, согласно исследованию NHC, в котором рассматривались смертельные случаи от тропических циклонов с 1963 по 2012 гг.4Национальное управление океанических и атмосферных исследований, "Обзор штормовых нагонов", Национальный центр ураганов. После проведения исследования Национальная метеорологическая служба (NWS) и NHC усовершенствовали образовательные материалы, чтобы лучше донести до людей информацию об опасности штормовых нагонов: в 2014 г. появились карты штормовых нагонов в режиме реального времени, а в 2017 г. - штормовые наблюдения и предупреждения, подчеркивающие опасность для жизни, связанную со штормовыми нагонами.
В недавнем исследовании, рассматривающем прямые случаи смерти от тропических циклонов с 2012 по 2022 год, больше смертей было связано с затоплением пресной водой (57%) по сравнению со штормовым нагоном (11%).5Эдвард Н. Раппапорт и Б. Уэйн Бланчард, "Смертельные случаи в Соединенных Штатах, косвенно связанные с атлантическими тропическими циклонами", Бюллетень Американского метеорологического общества, 97, № 7, (июль 2016 г.): 1139-1148. Это может быть связано не только с улучшением информирования о рисках, но и с преобладанием недавних штормов, в которых наводнения, вызванные дождями, были сильнее, чем воздействие прибоя. Еще одним заметным увеличением по сравнению с тропическими штормами стало число смертельных случаев, вызванных прибоем/рип-течениями. Прибойные течения - это направленные потоки воды, отходящие от берега на пляжах для серфинга, которые могут уносить людей в сторону от берега и приводить к утоплению.
Прямые смертельные случаи в результате опасных погодных явлений
| Опасности | Процент прямых смертельных случаев 1963 - 2012 гг. | Процент прямых смертельных исходов 2013 - 2022 гг. |
|---|---|---|
| Штормовой нагон | 49% | 11% |
| Пресноводное наводнение | 27% | 57% |
| Ветер | 8% | 12% |
| Прибойные/речные течения | 6% | 15% |
| Морские инциденты в открытом море | 6% | 3% |
| Торнадо | 3% | 2% |
| Другие | 1% | 1% |
Штормовой прилив - это аномальный подъем уровня воды выше обычного астрономического уровня прилива. Штормовой нагон происходит, когда сила ветра и низкое давление шторма толкают воду к берегу. Во время приливов штормовой нагон заставляет средний уровень воды подниматься еще выше, затопляя прибрежные районы. Штормовой нагон измеряется путем вычисления разницы между нормальным астрономическим уровнем прилива и наблюдаемым штормовым уровнем воды, или штормовым приливом.
Интенсивность штормового нагона зависит от нескольких характеристик шторма, включая максимальный устойчивый ветер, скорость движения шторма, размер поля ветра, направление движения шторма при выходе на сушу и географию береговой линии. Наиболее значительный штормовой нагон обычно возникает вблизи глаза и в правом переднем квадранте шторма.
Комбинированное воздействие штормового нагона, прилива и волнового воздействия
Fetch
Разгон волны
Stormtide
Surge
Прилив
Datum
Прогрессирующий прилив в сочетании с обычным приливом создает ураганный штормовой прилив, который может затопить побережье. Штормовой прилив - это совокупность средней высоты прилива в момент выхода шторма на берег и нагона воды, которую шторм толкает к суше.
Значения штормового прилива всегда привязываются к вертикальной точке отсчета, как правило, к среднему нижнему бьефу (MLLW). MLLW - это средняя высота самого низкого прилива (нижнего из двух ежедневных отливов), ежедневно регистрируемого на приливной станции.6Национальное управление океанических и атмосферных исследований, "Датумы приливов и отливов", Национальное управление океанических и атмосферных исследований.
Затопление, вызванное штормовым приливом, можно измерить по высоте (или глубине) воды над уровнем земли. Эта величина рассчитывается путем измерения высоты общего штормового прилива и вычитания высоты местного рельефа (с привязкой к вертикальной точке отсчета). Например, высота штормового прилива 20 футов при высоте суши 5 футов дает 15 футов затопления при штормовом приливе.7Национальное управление океанических и атмосферных исследований, "Обзор штормовых нагонов", Национальный центр ураганов.
Береговые линии в открытом океане подвергаются двум типам опасностей, связанных с тропическими циклонами: затопление неподвижной водой в результате штормового нагона и приливов, а также чрезвычайно мощное воздействие волн, накладывающееся на штормовой прилив. Опасности, возникающие в результате чрезвычайно сильного волнового воздействия, включают в себя повреждение пляжа, местных зданий, имущества и инфраструктуры.
Пасмурные явления
Пасмурный ветер - это тип прибрежного шторма, который в основном обрушивается на штаты Средней Атлантики и Новой Англии в период с октября по апрель. Как и тропические циклоны, норд-осты связаны с обильными осадками и вращением против часовой стрелки вокруг центра низкого давления. В следующей таблице приведены различия между тропическими циклонами и норд-остами.8Национальная метеорологическая служба, "Что такое норд-ост?", Национальное управление океанических и атмосферных исследований.
Характеристики тропических циклонов и пассатов
| Тропический циклон | Пасмурная погода |
|---|---|
| -Борьба в тропиках или субтропиках. -Борьба над водой. -Получает энергию из теплой океанской воды. -Происходит в период с июня по ноябрь -Зачастую связана с полосами сильных гроз и, возможно, торнадо. -Не связана с зимними осадками. (снег, мокрый снег, ледяной дождь) | -Борются за пределами тропиков. -Борются и сохраняют силу над сушей или водой. -Получают энергию от температурных контрастов в атмосфере. -Происходят в период с октября по апрель. -Редко сопровождаются сильными грозами и торнадо. -Зачастую сопровождаются ветреными осадками. (снег, мокрый снег, ледяной дождь). |
В отличие от тропических циклонов, норд-осты формируются за пределами тропиков, обычно над северо-западной частью Атлантического океана, северной частью Мексиканского залива, центральной или западной частью Соединенных Штатов. Нор'эстеры могут зарождаться и сохраняться над сушей и формироваться в прохладные месяцы года.
Когда эти штормы достигают северо-восточного или среднеатлантического побережья, циркуляция против часовой стрелки приносит ветры северо-восточного направления - отсюда и название "норд-осты". Хотя норд-осты обычно слабее ураганов, они могут быть крупнее и иметь продолжительность в несколько приливных циклов, что создает риск более масштабного воздействия. В районе Нью-Йорка норд-осты случаются чаще, чем ураганы. Из-за их частоты риск, связанный с опасностями от норд-остов, можно считать в совокупности большим, чем от ураганов.
Опасность, которую представляют собой норд-осты, заключается в обильных осадках, наводнениях внутри страны и ветрах, обычно достаточно сильных, чтобы повалить деревья и линии электропередач, вызвать массовые разрушения и структурные повреждения зданий. Паводки также могут вызвать прибрежные наводнения из-за штормового нагона и больших волн.
Опасность сильного снегопада, снега и ледяного дождя часто ассоциируется с сильными паводками (см. раздел " Зимние штормы"). Когда зимний норд-ост движется вдоль Атлантического побережья и проходит по маршруту к западу от Нью-Йорка, осадки часто сменяются снегом или снегом с дождем. Если сильные палящие ветры проходят вблизи побережья города, то, скорее всего, выпадет снег или смешанные осадки.
Атрибуты/характеристики прибрежного шторма
Тяжесть
Тропические циклоны
Тяжесть тропического циклона зависит от множества факторов и в первую очередь связана с потенциальными, ожидаемыми или уже испытанными последствиями. Тем не менее, интенсивность тропических штормов формально классифицируется на основе скорости ветра, измеряемой по шкале ураганного ветра Саффира-Симпсона. Эта шкала классифицирует интенсивность урагана по шкале от 1 до 5 в зависимости от максимальной устойчивой скорости ветра. Каждой из пяти категорий соответствует уровень потенциального ущерба имуществу. Ураганы, получившие категорию 3 или выше, считаются сильными ураганами. Эта шкала не указывает на силу нагонной волны или дождя, ожидаемых от урагана, а только на силу ветра.9Национальный центр ураганов и Центрально-Тихоокеанский центр ураганов, "Шкала ураганного ветра Саффира-Симпсона", Национальное управление океанических и атмосферных исследований.
Ураганы 4-й категории в районе Нью-Йорка возможны, но маловероятны. Ураганы 5-й категории не ожидаются в районе Нью-Йорка, поскольку они метеорологически неустойчивы над Атлантическим океаном к северу от Вирджинии.
Хотя шкала ураганных ветров Саффира-Симпсона является практическим способом измерения силы урагана, воздействие урагана на конкретное место зависит от других факторов, включая размер урагана (пропорциональный радиусу максимальных ветров) и скорость его движения вперед. Например, более крупный, медленно движущийся ураган может нанести больший ущерб, чем более мелкий, быстро движущийся ураган с сильными ветрами, потому что одно место может подвергаться ударам ветров от медленно движущегося урагана в течение более длительного периода времени.
Фетч ветра - расстояние, на которое ветер дует по поверхности воды, - и его продолжительность также влияют на силу тропического циклона. Фетч ветра определяется радиусом максимального ветра и скоростью движения тропического шторма. Сила волн и высота штормового нагона напрямую зависят от того, как далеко и как долго ветер конкретного шторма дует по поверхности воды.
Пеленг шторма - направление, в котором он движется, - когда он достигает Нью-Йорка, также влияет на силу его воздействия. Пеленг определяет направление ветра, которое влияет на высоту и силу штормового нагона.
География побережья усиливает штормовой нагон в районе Нью-Йорка. Нью-Йоркская бухта - угол почти в 90 градусов, образованный береговыми линиями Лонг-Айленда и Нью-Джерси - может направить штормовой прилив прямо в Нью-Йоркскую гавань.10Брайан А. Колле и Дэвид Р. Новак, "Струя в Нью-Йоркской бухте: Климатология и динамическая эволюция", Monthly Weather Review 138 no. 6 (июнь 2010 г.): 2385-2404. Штормы, направленные на запад, часто вызывают повышенный риск штормовых нагонов.
Для Нью-Йорка наихудший вариант развития урагана - это шторм, обрушивающийся на юг вдоль побережья Нью-Джерси. При таком сценарии город окажется в правом переднем квадранте урагана, поскольку он направит нагонную волну прямо в залив Раритан и гавань Нью-Йорка.
Именно такой сценарий произошел в 2012 году во время урагана Сэнди, и именно поэтому ураган оказал такое катастрофическое воздействие на Нью-Йорк. Ураган "Айрин" обрушился на Бруклин в 2011 году - но это был совсем другой тропический шторм, чем "Сэнди". В момент выхода на сушу ураган "Айрин" двигался в северо-северо-восточном направлении, что не вызвало такого прямого воздействия наводнения, которое ураган "Сэнди" оказал на Нью-Йорк чуть более года спустя.11NYC Special Initiative for Rebuilding and Resiliency, "Chapter 1: Sandy and Its Impacts," City of New York, June 11, 2013.
Пасмурные явления
У норд-остов нет общепризнанной системы классификации, но на их силу и тяжесть влияют факторы, аналогичные тем, что обсуждались в отношении тяжести тропических штормов.
Когда паводок приносит сильный снегопад, для измерения интенсивности ветреных осадков используется Северо-восточная шкала воздействия снегопадов (NESIS). NESIS характеризует и ранжирует по шкале от 1 до 5 северо-восточные метели с высоким уровнем воздействия - те, в которых на больших территориях выпадает 10 дюймов снега и более.
Национальный центр климатических данных разработал эту шкалу, чтобы определить степень, в которой северо-восточные снежные бури могут повлиять на транспортные системы и экономику региона и тем самым воздействовать на остальную страну. Индекс NESIS включает в себя данные о населении и метеорологические измерения, чтобы оценить общее воздействие шторма "сильного ветра".
Вероятность
Тропические циклоны
NHC прогнозирует высоту штормовых приливов для тропических штормов и ураганов на вероятностной основе (диапазон вероятных уровней штормовых приливов) и регулярно обновляет свои прогнозы по мере приближения конкретных штормов к месту выхода на сушу.
NHC рассчитывает периоды возврата ураганов для различных мест вдоль Восточного побережья США. Эти расчеты периодов возврата представляют собой среднее количество времени между прохождением двух ураганов в радиусе 50 морских миль (57,54 мили) от данного места.12Национальный центр ураганов и Центрально-Тихоокеанский центр ураганов, "Климатология тропических циклонов", Национальное управление океанических и атмосферных исследований.
Согласно этим моделям вероятности NHC, Нью-Йорк может столкнуться с ураганом более низкой категории в среднем раз в 19 лет, а с сильным ураганом (категории 3 или выше) - в среднем раз в 74 года.
Пасмурные явления
Национальное управление океанических и атмосферных исследований (NOAA) предоставляет своевременные прогнозы штормовых приливов для нетропических штормов (включая "норд-осты") на детерминированной основе (одно значение для каждого места расположения мареографа). В Нью-Йорке обычно происходит несколько норд-остов разной интенсивности в год. Большинство из этих норд-остов относительно слабые, но сохраняют потенциал для выпадения значительных осадков в виде дождя или снега, которые могут нанести незначительный или умеренный ущерб по всей территории. Вероятность того, что сильные норд-осты затронут Нью-Йорк, невелика, но время от времени они все же случаются.
Некоторые академические институты, включая Технологический институт Стивенса и SUNY Stony Brook, предоставляют услуги по прогнозированию, аналогичные NOAA. Хотя их прогнозы проводятся исключительно в исследовательских целях, они часто являются ценным дополнением к официальным прогнозам.
Расположение
Тропические циклоны
Уязвимость различных кварталов и районов Нью-Йорка к опасностям, связанным с тропическими штормами, существенно различается. Для прогнозирования штормовых нагонов и планирования действий города в случае прибрежных штормов Управление по чрезвычайным ситуациям Нью-Йорка (NYCEM) использует результаты компьютерной модели NHC под названием SLOSH (Sea, Lake, and Overland Surges from Hurricanes).
Модель SLOSH рассчитывает высоту нагонной волны для штормов, которые движутся в разных направлениях и различаются по силе от Категории 1 до Категории 4. Расчеты основаны на различных скоростях ветра, характерных для штормов Категории 1-4, радиусе максимального ветра, скорости движения шторма вперед, штормовом пеленге и приливах. Модель SLOSH рассчитывает уровни нагонной волны для конкретных мест, предполагая, что каждое место будет поражено наиболее интенсивной частью шторма. Модель SLOSH использует все эти факторы для создания наихудшего сценария штормового нагона в конкретных местах Нью-Йорка - она не связана с вероятностью возникновения.
На карте "Зоны эвакуации при ураганах в Нью-Йорке" показаны районы города, которые могут быть затоплены в результате ураганов различных категорий, на основании расчетов модели SLOSH. Степень затопления и глубина штормового нагона, указанные на карте, отражают наихудший сценарий для ураганов 1-4 категории в различных частях Нью-Йорка.
Зоны эвакуации при урагане в Нью-Йорке
Источник: ГИС NYCEM
Красные области на карте представляют собой районы города, которые могут быть затоплены штормовым нагоном при наихудшем сценарии урагана 1-й категории.
NYCEM использует данные SLOSH для разработки зон эвакуации для Плана прибрежных штормов Нью-Йорка (CSP). Эвакуационные зоны основаны на результатах SLOSH, называемых Максимальным водным пространством (Maximum Envelope of Water, MEOW). MEOW показывает максимальное затопление от гипотетических штормов фиксированного размера в определенных местах выхода на берег с различной интенсивностью, скоростью движения, направлением шторма и аномалией прилива.
В зонах эвакуации CSP используется целый ряд возможных сценариев, полученных с помощью MEOW, в отличие от карт SLOSH, на которых отображается только один наихудший сценарий штормового нагона - MOM (максимальный из MEOW) для каждой категории.
Зоны эвакуации предполагают универсальный наихудший сценарий, как если бы шторм обрушился на все районы города сразу, создав максимальное количество потенциальных нагонных затоплений в каждом месте. Приказы об эвакуации отдаются для всей зоны в связи с неопределенностью прогноза, даже если шторм не вызовет наихудших последствий в каждой части зоны.
Город обновил свои зоны эвакуации в 2021 году. В отличие от набора зон эвакуации, существовавшего на момент урагана Сэнди в 2012 году, теперь пеленг урагана является более значимым фактором для расчета новых зон.
Пасмурные явления
Данные SLOSH не используются для сильных паводков. Тем не менее, NWS предоставляет диапазоны прогноза уровня воды, привязанные к нескольким различным точкам данных, которые указывают на уровень воды в зависимости от фазы прилива. Две наиболее распространенные ссылки на данные о приливах, которые используются для приливных мареографов в районе Нью-Йорка в преддверии надвигающегося прибрежного наводнения, включают среднюю высокую воду (MHHW) и среднюю низкую воду (MLLW). Для определения потенциального воздействия шторма используется программа NOAA's Office for Coastal Management Sea-Level Rise Viewer и каталоги воздействия NWS New York.
Исторические случаи
Чтобы просмотреть записи о прибрежных штормах, обрушившихся на Нью-Йорк с 1785 года, воспользуйтесь базой данных "История опасностей и их последствия"- интерактивным инструментом, разработанным для этого сайта.
За время, прошедшее с момента составления Плана смягчения последствий стихийных бедствий Нью-Йорка на 2019 год, на Нью-Йорк обрушилось несколько заметных тропических или связанных с тропиками систем. Каждая из них привела к различным последствиям:
Тропический шторм "Исайя" обрушился на район Трех штатов 4 августа 2020 г. Самым разрушительным элементом шторма были ветры, пиковые порывы которых достигали 70 миль/ч и были зафиксированы в аэропорту Кеннеди. Юго-восточная составляющая ветра также стала основным фактором, вызвавшим 28 000 аварийных ситуаций с деревьями в Бруклине и Квинсе, поскольку деревья в городе были "обучены" противостоять западно-северо-западным ветрам, которые являются гораздо более распространенным направлением ветра. За два дня до шторма NWS объявило предупреждение о внезапных наводнениях. Однако в конечном итоге "Исайя" прошел по восточной части Пенсильвании в несколько более западном направлении, избавив город от самых сильных дождей: в Центральном парке выпало чуть менее 0,5 дюйма осадков. Прибрежные наводнения также представляли потенциальную угрозу: за день до шторма прогнозировалось затопление от одного до трех футов. К счастью, пик нагонной волны "Исайя" не совпал с астрономическим приливом, что привело лишь к отдельным незначительным наводнениям вдоль береговой линии Нью-Йорка.13Целевая группа "Исайя", 30-дневный отчет о тропическом шторме "Исайя", Long Island Power Authority, 23 сентября 2020 г.
Днем 8 июля 2021 г., за день до того, как тропический шторм "Эльза" прошел к югу и востоку от Нью-Йорка, выпал дождь-предшественник. По оценкам радара, всего за несколько часов на севере Манхэттена и в Бронксе выпало от трех до четырех дюймов осадков. Мезонная станция NYS Mesonet в Бронксе зафиксировала чуть более трех дюймов дождя за один час. Это ливневое наводнение привело к значительным задержкам и повреждениям поезда А на севере Манхэттена и многочисленным спасательным операциям на скоростном шоссе Диган. На следующий день прогнозировалась еще одна порция сильных дождей, так как шторм приблизился к городу. К счастью, 9 июля "Эльза" не принесла осадков в Нью-Йорк.14Джон П. Кангиалози, Сэнди Дельгадо и Робби Берг, Отчет о тропических циклонах Национального центра ураганов: Ураган Эльза, Национальное управление океанических и атмосферных исследований, 10 февраля 2022 г.
Ураган Анри вызвал два витка ливневых наводнений 21 и 22 августа 2021 года. Первым было еще одно предшествующее урагану Анри дождевое событие, произошедшее вечером 21 августа 2021 года. В тот вечер на больших территориях Бруклина, Бронкса, Манхэттена и Квинса всего за несколько часов выпало от двух до пяти дюймов осадков. В Центральном парке выпало почти 4,5 дюйма осадков, большая часть которых пришлась на период между 21:00 и полуночью. Центральный парк также побил свой часовой рекорд по количеству осадков в современную эпоху зондирования, зафиксировав 1,94 дюйма дождя между 22 и 23 часами. На следующий день, когда "Анри" приблизился к городу, а затем вышел на сушу около полудня в Род-Айленде в виде ослабевающего тропического шторма, в Бруклине и Квинсе выпало еще больше осадков - от двух до четырех дюймов. По сравнению с Эльзой, скорость выпадения осадков была немного ниже - от одного до двух дюймов в час; однако охват сильными дождями был гораздо больше: почти весь Бруклин и Манхэттен, а также части Квинса и Бронкса получили от шести до восьми дюймов осадков.15Национальная метеорологическая служба, "22 августа: сильный дождь и наводнения, связанные с Анри", Национальное управление океанических и атмосферных исследований.
Всего через 10 дней, 1 сентября 2021 г., посттропический циклон (ПТЦ) "Ида" затронул территорию Трех штатов. Первоначально ураган обрушился на Луизиану утром 29 августа, но по мере продвижения на северо-восток к Нью-Йорку он быстро ослабел и превратился в тропический шторм, а затем в тропическую депрессию над долиной реки Теннесси. Будучи ПТС, он в конечном итоге взаимодействовал со стационарной границей над Вирджинией, что привело к поистине беспрецедентному и историческому наводнению в Нью-Йорке. Хотя дождь шел почти 12 часов в течение дня, большая его часть выпала всего за три-пять часов вечером. Только юго-восточный Квинс был избавлен от самых сильных дождей, так как почти на каждом квадратном дюйме Нью-Йорка выпало от 4 до 9 дюймов осадков. В Центральном парке вновь была зафиксирована почасовая норма осадков в современную эпоху, когда с 9 до 10 часов вечера выпало 3,15 дюйма осадков. В других местах пиковая скорость осадков составляла от 3,5 до 4 дюймов в час, что было зафиксировано радарами и другими наземными датчиками. Ида также представляла опасность сильных гроз, и в тот вечер в Гарлеме было объявлено предупреждение о торнадо. К счастью, приземления не наблюдалось. Также были зафиксированы порывистые ветры со скоростью 35-40 миль в час, хотя они не привели к значительным последствиям.16Национальная метеорологическая служба, "1 сентября: остатки Иды", Национальное управление океанических и атмосферных исследований.
На карте под названием "Значительные прибрежные штормы Нью-Йорка (1856-2021 гг.)" показаны маршруты прибрежных штормов, которые проходили в радиусе 100 миль от Нью-Йорка в период с 1856 по 2021 гг.
Значительные прибрежные штормы в Нью-Йорке (1856-2021 гг.)
Источник: ГИС NYCEM
В чем заключается риск?
Многие факторы делают Нью-Йорк особенно уязвимым к сильным прибрежным штормам и их вторичным последствиям. По данным моделирования SLOSH, в зонах затопления штормовыми волнами в городе проживает около 2,8 млн. человек, имеется значительное количество чрезвычайно ценной недвижимости и обширная сеть критически важных взаимосвязанных объектов инфраструктуры.
Поскольку Нью-Йорк является мировым финансовым центром и средоточием большой и сложной региональной экономики, ущерб от прибрежных штормов имеет последствия, выходящие за пределы города. Если сильный прибрежный шторм обрушится на северный Нью-Джерси или Лонг-Айленд, близкое расположение Нью-Йорка делает вероятным, что вторичные последствия этих штормов скажутся и здесь.
В следующих разделах рассматриваются последствия сильных прибрежных штормов для Нью-Йорка. Дополнительные, сопутствующие последствия подробно описаны в разделах " Сильный ветер" и " Наводнение".
Социальная среда
Прибрежные штормы могут оказать значительное влияние на население Нью-Йорка. Согласно данным переписи населения 2020 года, почти 2,8 миллиона жителей Нью-Йорка живут в зоне затопления штормовыми волнами, что подвергает их повышенному риску. В случае, описанном в разделе "Что представляет собой опасность " (Расширить местоположение и расширить тропические штормы), для создания зон эвакуации в CSP были использованы наихудшие сценарии затопления - смоделированные с помощью выходных данных SLOSH под названием MEOW. Эвакуационные зоны были разработаны на основе ряда возможных сценариев, полученных с помощью MEOW.
Расчетная численность населения в зонах затопления при штормовых нагонах, полученная с помощью модели SLOSH (по категориям штормов)
| Категория шторма | Предполагаемая численность населения (включая друг друга) |
|---|---|
| Категория 1 | 735,000 |
| Категория 2 | 1,325,000 |
| Категория 3 | 1,904,000 |
| Категория 4 | 2,813,000 |
По данным переписи населения 2020 года, около 3,4 млн. жителей Нью-Йорка живут в зоне эвакуации при штормовом нагоне, и их могут попросить эвакуироваться во время прибрежного шторма.
Расчетная численность населения в зонах затопления при штормовом нагоне, полученная с помощью модели SLOSH (по зонам эвакуации)
| Зона эвакуации | Предполагаемая численность населения (включая друг друга) |
|---|---|
| Зона 1 | 460,000 |
| Зона 2 | 940,000 |
| Зона 3 | 1,310,000 |
| Зона 4 | 1,910,000 |
| Зона 5 | 2,580,000 |
| Зона 6 | 3,430,000 |
Как упоминалось ранее в этом обзоре, штормовой нагон и дождевые паводки представляют наибольший риск для непосредственной безопасности жизни во время прибрежного шторма. Недавнее исследование NHC выявило и другие факторы, приводящие к косвенным смертям в результате прибрежных штормовых явлений. Дорожно-транспортные происшествия (16%) и очистка от мусора во время прибрежных штормов (15%) представляют наибольший риск для безопасности жизни. За ними следуют отравление угарным газом (12%), отсутствие медицинской помощи (11%) и проблемы с электричеством/электротравмы (11%). Пятьдесят семь процентов жертв непрямых смертей были старше 60 лет.17Майкл Бреннан, Дэниел Браун и Лиа Поуп, "Последние тенденции смертности от тропических циклонов в США", The Front Page (блог) Американского метеорологического общества, 8 августа 2023 г.
Жители Нью-Йорка, особенно из группы риска, такие как пожилые люди, люди с ограниченными физическими или умственными возможностями, люди с хроническими заболеваниями, а также те, кому требуется доступ или функциональная помощь, могут подвергнуться значительным рискам для безопасности и здоровья во время шторма и после его окончания. Риски для здоровья могут возникнуть в результате прямого воздействия урагана - люди могут утонуть в поднимающихся водах, получить удар от летящих обломков и падающих деревьев или быть пораженными током от упавших линий электропередач.
Люди также могут быть вынуждены ютиться в неадекватном жилье, где нет тепла или горячей воды. Они могут подвергаться воздействию загрязненной паводковой воды, испорченных продуктов питания или плесени. Кроме того, они могут столкнуться с полным прекращением работы основных служб. Дождь, ветер и стоки могут также способствовать высокому уровню мутности (взвешенных загрязняющих веществ) в местных водоемах, что препятствует дезинфекции питьевой воды.18Чар Адамс, "Женщины в нью-йоркских тюрьмах жалуются на загрязненную воду после урагана Ида", NBC News, 14 сентября 2021 г.
К факторам риска, повышающим уязвимость людей перед прибрежными штормами, относятся недостаточная мобильность, языковые барьеры и отсутствие доступа к медицинским ресурсам. Люди в возрасте 65 лет и старше с большой вероятностью могут быть физически неполноценными или иметь уже существующие медицинские заболевания, которые затрудняют эвакуацию - особенно в лифтовых зданиях во время отключения коммунальных услуг. Люди, которые полагаются на оборудование для поддержания жизни в своих домах, подвергаются повышенному риску, если прибрежные штормы приводят к перебоям в подаче электроэнергии - и не только.
В Нью-Йорке проживает большое количество иммигрантов, среди которых много людей, не говорящих свободно по-английски. Языковые барьеры могут затруднить для этих слоев населения получение и понимание предупреждений о штормах и чрезвычайных ситуациях, а также доступ к ресурсам для восстановления после шторма. Эти барьеры могут помешать им преобразовать эти предупреждения в действия по спасению жизни и получить доступ к помощи по восстановлению (см. "Оценка уязвимости Нью-Йорка"). Анализ, проведенный NYCEM после PTC Ida, показал, что жители районов с наибольшим уровнем ущерба говорят дома не на английском языке. В наиболее пострадавших районах дома гораздо чаще говорят на испанском. За ним следуют показатели носителей "других европейских" и "других" языков. К "другим европейским" языкам относятся индоевропейские языки, такие как урду, хинди, пенджаби, бенгали и непали. К "другим" относится целый ряд неродственных языков, включая сомалийский, ямайский креольский и несколько западноафриканских языков. Напротив, в сообществах с самым низким уровнем ущерба английский язык составляет большинство языков, на которых говорят дома.
Люди с ограниченными возможностями и другими потребностями в доступе и функциональности также подвергаются повышенному риску из-за их непропорциональной зависимости от медицинских учреждений. Больницы, дома престарелых, учреждения по уходу за взрослыми и аптеки могут закрыться или работать с пониженной производительностью во время прибрежных штормов. Пациенты и жители этих типов учреждений подвергаются риску во время прибрежных штормов из-за потери электроэнергии, особенно те, кто полагается на оборудование для поддержания жизни, например, аппараты искусственной вентиляции легких, работающие от электричества. Примерно треть больниц и домов престарелых Нью-Йорка расположены в зонах затопления во время шторма. Если резервные генераторы и другие виды необходимого оборудования расположены на нижних этажах, то в случае затопления нижних этажей оборудование может перестать работать.
Прибрежные штормы могут создать нагрузку на систему здравоохранения в целом. Поскольку учреждения, находящиеся в зонах затопления, эвакуируются или теряют работоспособность по другим причинам, оставшиеся действующие учреждения системы здравоохранения испытывают стресс. Воздействие шторма может привести к увеличению числа пациентов, обращающихся за необходимой медицинской помощью в ограниченное число медицинских учреждений, которые становятся все более переполненными и имеют ограниченное количество мест. В результате некоторые пациенты могут оказаться не в состоянии получить лечение. Во время или после прибрежного шторма медицинским учреждениям и домам престарелых особенно сложно эвакуировать пациентов с критическими заболеваниями или травмами.
Люди, которые не эвакуируются во время прибрежного шторма и предпочитают укрыться на месте, также подвергаются повышенному риску по нескольким причинам. Те, кто укрылся на месте, могут столкнуться с задержкой в получении помощи от медицинского персонала из-за отсутствия транспорта, ограниченного доступа к определенным районам, неработающих медицинских учреждений или большого количества экстренных вызовов. Перебои в подаче электроэнергии могут вывести из строя системы, использующие электрические насосы для подачи воды на верхние этажи высотных зданий, в результате чего люди останутся без питьевой воды или воды для мытья и смыва. Жители высотных зданий также рискуют оказаться в затруднительном положении, если они живут на верхних этажах и лишатся электричества, от которого работают их лифты.
Если шторм выводит из строя или повреждает основные инженерные сети или системы зданий, а также если за этим следует чрезвычайно жаркая или холодная погода, люди подвергаются большему риску из-за отсутствия кондиционеров или тепла. Если жители остаются в затопленных или поврежденных домах после прохождения урагана, они рискуют подвергнуться вторичной опасности для здоровья, такой как загрязненная питьевая вода или рост токсичной плесени. Если люди остаются без электричества в течение длительного времени после шторма, возрастает риск для здоровья, связанный с порчей продуктов.
После сильного шторма или другого стихийного бедствия люди, которые непосредственно и значительно пострадали, также могут испытывать (или усугублять) проблемы с психическим здоровьем, такие как посттравматическое стрессовое расстройство, тревога и расстройства настроения. Такие последствия для психического здоровья наиболее характерны в течение нескольких месяцев сразу после урагана, но потенциально могут продолжаться гораздо дольше в зависимости от силы урагана, характера воздействия, хронических стрессовых факторов, связанных с ураганом (таких как длительное перемещение или отключение электричества), ранее существовавших проблем с психическим здоровьем, а также доступа к адекватному уходу и помощи.
Построенная окружающая среда
Здания и инфраструктура в Нью-Йорке подвержены значительному ущербу во время прибрежных штормов. В этом разделе рассматривается риск для застроенной среды Нью-Йорка, включая его здания, потенциальный риск для зданий из-за прибрежных штормов и инфраструктуру.
Строительные запасы
Уязвимость зданий к штормовому нагону и штормовым повреждениям в Нью-Йорке зависит от высоты здания, типа его конструкции, возраста здания, жилой подповерхностной площади и его местоположения.
Малоэтажные здания, расположенные в зонах затопления в Нью-Йорке, более уязвимы к повреждениям и разрушениям от прибрежного шторма, чем среднеэтажные и высотные здания, по нескольким причинам. Поскольку малоэтажные здания имеют большую площадь этажей, расположенных ближе к земле, чем здания других типов, большая часть этих зданий будет повреждена штормовым нагоном. Малоэтажные здания часто строятся из легких материалов, поэтому они более подвержены структурным повреждениям, чем высотные здания со стальным, каменным или бетонным каркасом.
По мере того, как здания поднимаются выше, их фасады становятся более уязвимыми к повреждениям от экстремальных ветров. Скорость ветра может быть эквивалентна скорости одной категории шторма на каждые 30 этажей высоты здания. В старых зданиях, не спроектированных по современным стандартам, более высокая скорость ветра, связанная с высокими этажами высоких зданий, может привести к разбитым окнам и падению обломков, что подвергает опасности людей, находящихся внизу и внутри здания. Несмотря на то, что высотные здания содержат пропорционально меньше горючих материалов, чем другие типы зданий, они уязвимы из-за другого набора пожарных опасностей, таких как трудности, связанные со сложными операциями по вертикальному реагированию и эвакуации из-за высоты здания.
Восприимчивость построек к ущербу от наводнения зависит от специфических характеристик шторма и расположения зданий. Например, здания, расположенные на открытом побережье, подвержены не только более высокой скорости ветра, но и разрушительной силе волн. Это может привести к более серьезным повреждениям, чем те, которые понесли бы здания, расположенные вдали от побережья и подверженные только затоплению неподвижной водой.
Во время урагана Сэнди, который затопил 9 % городских зданий, большая часть повреждений зданий была вызвана силой нагонной волны и глубиной затопления. Значительная часть повреждений зданий во время урагана Сэнди не была структурной; скорее, они были связаны с затоплением первых этажей и подвалов, где располагались строительные и электрические системы. Возраст здания - важный показатель структурной уязвимости. Старые здания более уязвимы к повреждениям от прибрежных штормов, чем более новые, поскольку они были построены до того, как ужесточились более современные стандарты строительства и зонирования. Например, во время урагана Сэнди строения, построенные до принятия в Нью-Йорке Постановления о зонировании 1961 года - и до введения федеральных стандартов 1983 года, связанных с картами ставок страхования от наводнений (FIRM) Федерального агентства по управлению чрезвычайными ситуациями (FEMA) - получили более серьезные повреждения, чем более новые здания. Многие здания Управления жилищного строительства Нью-Йорка (NYCHA), построенные до введения стандартов 1983 г., получили значительные повреждения от урагана Сэнди.
Здания с подвалами или подповерхностными пространствами также подвержены риску затопления во время тропических циклонов, приносящих обильные осадки. Эта уязвимость усиливается, если помещение используется в качестве жилого. По трагической причине 11 человек погибли, утонув в своих подвальных квартирах во время PTC Ida. Анализ последствий этого урагана показывает, что более половины (55%) пострадавших зданий и домов имели в той или иной форме наблюдаемые подповерхностные пространства. Как показано на карте ниже, большинство этих зданий расположены в Бруклине, Квинсе и некоторых районах Бронкса. Хотя подвальные квартиры не разрешены в пойме реки FEMA, большинство зданий, пострадавших от PTC Ida, находились во внутренних районах Нью-Йорка. Приблизительно 93% пострадавших зданий находились за пределами 100-летней поймы FEMA.19Томпсон, Андреа, "Объяснение наводнений и проливных дождей в Нью-Йорке", Scientific American, 29 сентября 2023 г.
Поврежденные после тропического циклона Ида здания с подповерхностным пространством
Ущерб, нанесенный Нью-Йорку прибрежными штормами, также значителен. С 2011 г. в Нью-Йорке было четыре шторма, которые привели к таким сильным разрушениям, что FEMA отреагировало на них предоставлением грантов на общественную помощь и/или индивидуальную помощь.
Финансовые последствия прибрежных штормов (2011-2022 гг.)
| Дата | Имя бури | Индивидуальная помощь (IA) | Общественная помощь (PA) | Всего |
|---|---|---|---|---|
| 08/27/2011 | Ирен | $20,000,000 | $31,000,000 | $51,000,000 |
| 10/29/2012 | Сэнди | $773,000,000 | $7,600,000,000 | $8,373,000,000 |
| 08/03/2020 | Исайас | Н/Д | $11,000,000 | $11,000,000 |
| 09/01/2021 | Ида | $135,000,000 | Н/Д | $135,000,000 |
Потенциальные потери зданий из-за ветра и штормового нагона прибрежных штормов
Чтобы оценить потенциальные потери зданий и экономический эффект от различных возможных сценариев прибрежного шторма, NYCEM привлек подрядчика (IEM) для запуска нескольких моделей оценки потерь с помощью программного обеспечения Hazards US Multi-Hazard (HAZUS-MH). HAZUS использует демографические данные, данные об объектах, инфраструктуре и зданиях, а также данные о рисках, характерных для каждой опасности, и модели ущерба для оценки потерь на определенной территории. Сценарии для каждой опасности могут быть детерминированными (определяемыми конкретным событием) или вероятностными (определяемыми периодом возврата). Вероятность выражается в процентном соотношении шансов того, что ураган определенной силы произойдет в любой конкретный год. Например, вероятность возникновения урагана с 50-летним периодом возврата составляет 2% в любой год. Для опасности "Прибрежные штормы" IEM проверил вероятностный сценарий урагана для периодов возврата 10, 20, 50, 100, 200, 500 и 1 000 лет.
Период возврата ураганов и вероятность их возникновения
| Период возврата (годы) | Вероятность возникновения в любой год (%) |
|---|---|
| 20 | 5 |
| 50 | 2 |
| 100 | 1 |
| 200 | 0.5 |
| 500 | 0.2 |
| 1,000 | 0.1 |
Опасность прибрежного шторма сочетает в себе сценарий урагана и наводнения в HAZUS для анализа ветра и штормового наводнения. Поскольку программное обеспечение не может выполнить вероятностный анализ воздействия ветра и наводнения, IEM выполнил промежуточный вероятностный анализ, чтобы сгенерировать данные о пути урагана и скорости ветра для использования в пользовательских штормах для шести периодов возврата, а затем выполнил анализ штормового нагона для каждого периода возврата.
Вероятностный запуск ураганов в HAZUS учитывает воздействие тысяч потенциальных прибрежных штормов, которые отражают весь спектр атлантических ураганов. Этот подход подтверждается сравнением статистики ключевых параметров симулированных ураганов, полученных на конкретном объекте, со статистикой, полученной из исторических данных. Определяемый пользователем штормовой след отличается от вероятностного сценария тем, что в нем рассматривается один штормовой след с определенными параметрами урагана, чтобы воспроизвести "реальную" симуляцию отдельного шторма.
Модуль ураганов HAZUS-MH имеет пять классификаций повреждений - нет, незначительные, умеренные, сильные и разрушения. Таким образом, структурные повреждения, вызванные ветром, упрощенно относятся к одной из пяти основных категорий. Таблица под названием "Оценки HAZUS-MH: Здания Нью-Йорка, подверженные повреждениям от ветра и штормовых нагонов прибрежных штормов, описывает, как эти категории повреждений применяются к жилым строениям.20FEMA, Техническое руководство по модели урагана HAZUS: HAZUS 5.1, Федеральное агентство по управлению чрезвычайными ситуациями, июль 2022 г.
Оценки количества зданий в Нью-Йорке, которые могут быть повреждены прибрежными штормами в течение этих временных интервалов, приведены в таблице. Количество поврежденных зданий увеличивается по мере увеличения интервала возврата, но вероятность уменьшается. Например, в течение 50-летнего интервала или с вероятностью 2% 180 зданий в Нью-Йорке могут получить серьезные повреждения из-за ветра и штормового нагона прибрежных штормов, тогда как в течение 1000-летнего интервала или с вероятностью 0,1% 14 580 зданий получат серьезные повреждения.
Оценки HAZUS-MH: Здания Нью-Йорка, подверженные разрушениям от ветра и штормовых нагонов в результате прибрежных штормов
| Сценарий | Minor | Умеренный | Severe | Разрушение | Всего | % от общего количества поврежденных зданий |
| 20 лет | 2,420 | 150 | 5 | 0 | 2,575 | 0.24% |
| 50 лет | 27,730 | 4,570 | 180 | 1 | 32,481 | 3.00% |
| 100 лет | 59,990 | 14,540 | 660 | 170 | 75,360 | 6.95% |
| 200 лет | 130,640 | 61,000 | 1,340 | 240 | 193,220 | 17.82% |
| 500 лет | 206,080 | 72,360 | 4,990 | 1,460 | 284,890 | 26.28% |
| 1000-летний | 327,940 | 144,290 | 14,580 | 4,710 | 491,520 | 45.34% |
HAZUS-MH также использовался для расчета долларовой стоимости убытков от повреждений, нанесенных ветром и штормовыми нагонами в результате прибрежных штормов, обрушившихся на Нью-Йорк в те же временные интервалы. Таблица под названием "Оценки HAZUS-MH: Общая стоимость потерь от комбинированного ущерба от ветра и штормовых нагонов прибрежных штормов по периодам возврата показывает результаты этих оценок, которые включают стоимость ущерба зданиям, содержимому зданий, инвентарю и связанной с этим потерей дохода. Как и количество поврежденных зданий, экономические потери также растут по мере увеличения интервалов между периодами возврата и уменьшения вероятности. Например, в течение 20-летнего интервала или с вероятностью возникновения 10% совокупный экономический ущерб от прибрежного штормового ветра и штормовых нагонов в Нью-Йорке оценивается приблизительно в 389 миллионов долларов. Для события длительностью 1 000 лет или вероятностью возникновения 0,1, ущерб от прибрежных штормовых ветров и штормовых нагонов оценивается в более чем 92 миллиарда долларов совокупных экономических потерь. Обратите внимание, что эти значения являются приблизительными и рассчитаны с точностью до тысячи долларов.
Оценки HAZUS-MH: Значения суммарных убытков от комбинированного воздействия прибрежного шторма, ветра и штормового нагона в зависимости от периода возврата
| Сценарий | Потеря здания | Содержание Утрата | Потеря товарно-материальных ценностей | Всего |
| 20 лет | $357,930,000 | $31,330,000 | $290,000 | $389,560,000 |
| 50 лет | $5,738,860,000 | $750,930,000 | $6,450,000 | $6,496,240,000 |
| 100 лет | $15,358,440,000 | $6,345,680,000 | $126,630,000 | $21,830,750,000 |
| 200 лет | $1,009,320,000 | $1,371,060,000 | $80,670,000 | $2,461,050,000 |
| 500 лет | $53,600,450,000 | $19,570,990,000 | $480,600,000 | $73,652,030,000 |
| 1,000-летний | $74,826,010,000 | $17,323,390,000 | $358,530,000 | $92,507,920,000 |
Следующий набор таблиц и интерактивная карта ниже показывают ущерб, понесенный в результате вероятностных периодов возврата по районам для тех же интервалов возврата (20-летний, 50-летний, 100-летний, 200-летний, 500-летний и 1,000-летний). Как уже упоминалось выше, одно из ограничений программного обеспечения HAZUS заключается в том, что вероятностные расчеты нельзя проводить как для ущерба от ветра, так и для воздействия штормового нагона; поэтому для каждого периода возврата используется свой штормовой трек урагана, который используется для моделирования воздействия штормового нагона перед объединением оценок с оценками ущерба от ветра. Это объясняет, почему ущерб в городе географически различается в зависимости от периода возврата. Например, шторм со 100-летним периодом возврата сильнее всего ударил по Манхэттену, где совокупный ущерб оценивается в 10 миллиардов долларов, в то время как в Бруклине он составил всего 6,4 миллиарда долларов. В то время как шторм с периодом возврата 1 000 лет сильнее всего повлиял на Бруклин - $30 млрд. по сравнению с Манхэттеном - $20 млрд.
Оценки HAZUS-MH: Экономические потери Нью-Йорка от прибрежного штормового ветра и штормового нагона по округам - 20 лет
| Боро | Потеря здания | Содержание Утрата | Потеря товарно-материальных ценностей | Всего |
| Бронкс | $59,140,000 | $4,160,000 | $1,000 | $63,301,000 |
| Kings | $109,540,000 | $8,500,000 | $180,000 | $118,220,000 |
| Нью-Йорк | $103,640,000 | $10,290,000 | $100,000 | $114,030,000 |
| Квинс | $62,190,000 | $7,930,000 | $11,000 | $70,131,000 |
| Ричмонд | $23,430,000 | $450,000 | $1,000 | $23,881,000 |
| Всего | $357,940,000 | $31,330,000 | $293,000 | $389,563,000 |
Оценки HAZUS-MH: Экономические потери Нью-Йорка от прибрежного штормового ветра и штормового нагона по округам - 50 лет
| Боро | Потеря здания | Содержание Утрата | Потеря товарно-материальных ценностей | Всего |
| Бронкс | $998,210,000 | $115,000,000 | $860,000 | $1,114,060,000 |
| Kings | $1,770,060,000 | $214,890,000 | $1,990,000 | $1,986,930,000 |
| Нью-Йорк | $1,081,160,000 | $218,810,000 | $610,000 | $1,300,580,000 |
| Квинс | $1,733,000,000 | $192,010,000 | $1,980,000 | $1,926,990,000 |
| Ричмонд | $90,430,000 | $4,240,000 | $4,000 | $94,674,000 |
| Всего | $5,672,860,000 | $744,950,000 | $5,444,000 | $6,423,234,000 |
Оценки HAZUS-MH: Экономические потери Нью-Йорка от прибрежного штормового ветра и штормового нагона по округам - 100 лет
| Боро | Потеря здания | Содержание Утрата | Потеря товарно-материальных ценностей | Всего |
| Бронкс | $1,241,670,000 | $129,840,000 | $500,000 | $1,372,000,000 |
| Kings | $4,843,150,000 | $1,554,360,000 | $42,730,000 | $6,440,250,000 |
| Нью-Йорк | $6,217,760,000 | $3,793,230,000 | $55,920,000 | $10,066,900,000 |
| Квинс | $1,563,800,000 | $424,840,000 | $6,860,000 | $1,995,500,000 |
| Ричмонд | $1,492,070,000 | $443,420,000 | $20,620,000 | $1,956,110,000 |
| Всего | $15,358,450,000 | $6,345,680,000 | $126,630,000 | $21,830,750,000 |
Оценки HAZUS-MH: Экономические потери Нью-Йорка от прибрежного штормового ветра и штормового нагона по округам - 200 лет
| Боро | Потеря здания | Содержание Утрата | Потеря товарно-материальных ценностей | Всего |
| Бронкс | $187,370,000 | $230,650,000 | $50,050,000 | $468,070,000 |
| Kings | $265,530,000 | $397,900,000 | $9,220,000 | $672,650,000 |
| Нью-Йорк | $336,320,000 | $478,730,000 | $9,300,000 | $824,350,000 |
| Квинс | $194,130,000 | $204,700,000 | $5,480,000 | $404,310,000 |
| Ричмонд | $25,970,000 | $59,080,000 | $6,610,000 | $91,660,000 |
| Всего | $1,009,320,000 | $1,371,060,000 | $80,660,000 | $2,461,040,000 |
Оценки HAZUS-MH: Экономические потери Нью-Йорка от прибрежного штормового ветра и штормового нагона по округам - 500 лет
| Боро | Потеря здания | Содержание Утрата | Потеря товарно-материальных ценностей | Всего |
| Бронкс | $5,729,860,000 | $933,830,000 | $41,550,000 | $6,705,230,000 |
| Kings | $17,662,450,000 | $5,582,600,000 | $142,510,000 | $23,387,560,000 |
| Нью-Йорк | $18,232,260,000 | $9,083,600,000 | $132,140,000 | $27,447,990,000 |
| Квинс | $8,736,340,000 | $2,676,390,000 | $87,350,000 | $11,500,080,000 |
| Ричмонд | $3,239,540,000 | $1,294,870,000 | $77,050,000 | $4,611,460,000 |
| Всего | $53,600,450,000 | $19,571,290,000 | $480,600,000 | $73,652,330,000 |
Оценки HAZUS-MH: Экономические потери Нью-Йорка от прибрежного штормового ветра и штормового нагона по округам - 1,000 лет
| Боро | Потеря здания | Содержание Утрата | Потеря товарно-материальных ценностей | Всего |
| Бронкс | $11,710,460,000 | $2,544,220,000 | $43,530,000 | $14,298,220,000 |
| Kings | $23,911,710,000 | $6,189,090,000 | $122,710,000 | $30,223,510,000 |
| Нью-Йорк | $17,219,390,000 | $2,998,670,000 | $15,030,000 | $20,233,090,000 |
| Квинс | $19,079,290,000 | $4,678,160,000 | $97,840,000 | $23,855,300,000 |
| Ричмонд | $2,902,150,000 | $913,240,000 | $46,410,000 | $3,861,800,000 |
| Всего | $74,823,010,000 | $17,323,390,000 | $325,520,000 | $92,471,920,000 |
Интервалы возврата прибрежных штормов HAZUS
Источник: ГИС NYCEM
Инфраструктура
Большая часть стареющей транспортной и коммунальной инфраструктуры Нью-Йорка также очень уязвима для значительного ущерба от прибрежных штормов. В транспортном секторе особому риску подвергаются тоннели метро, станции метро, тоннели для пассажирских вагонов и автобусные депо, расположенные в низменных, подверженных наводнениям районах. Например, во время урагана "Сэнди" в городе были сильно затоплены тоннели метро, PATH, пригородных поездов и Amtrak, а также автомобильные тоннели Хью Кэри Бруклин-Бэттери и Квинс-Мидтаун. Нарушения в цепочке поставок товаров могут привести к нехватке жидкого топлива в Нью-Йорке. Физическое повреждение или потеря электроэнергии на ключевых распределительных терминалах, как это произошло во время урагана "Сэнди", также представляет собой значительный риск.
К уязвимым коммуникациям относятся наземные телекоммуникации и инфраструктура распределения электроэнергии (линии электропередач и электрические подстанции), которые непосредственно подвержены воздействию ветра, наводнений, падающих деревьев и летящего мусора. Подземные линии электропередач и телекоммуникаций подвержены меньшему воздействию, но все равно могут быть затоплены в уязвимых местах. Приток соленой воды может вызвать коррозию и повредить подземное электрораспределительное оборудование и транспортную инфраструктуру.21Con Edison Media Relations, "Отключение из-за шторма Исайя - второе по величине в многолетней истории Con Edison", Con Edison, 4 августа 2020 г.
Ураганные ветры могут повалить деревья и обрушить линии электропередач, вызвав перебои в подаче электроэнергии. В 2020 году тропический шторм "Исайя" повалил множество линий электропередач, что привело к отключению 257 000 потребителей (Нью-Йорк и округ Вестчестер). Перебои были вызваны в основном сильным ветром, повалившим деревья на воздушные линии электропередач. Это событие вызвало второе по величине отключение в истории компании Con Edison, до этого был ураган Сэнди, который вызвал отключение 1,1 миллиона потребителей.22Отдел надежности и безопасности, Обзор и оценка работы электросетей, Совет коммунальных служб Нью-Джерси, штат Нью-Джерси, 18 ноября 2020 г.
В таблице "Инфраструктура и критически важные объекты, расположенные в зонах затопления штормовыми нагонами" указано, что 35% от общего числа критически важных объектов и ключевых активов в Нью-Йорке расположены в зонах затопления штормовыми нагонами для штормов категорий от 1 до 4 на основе моделирования SLOSH. В последнем столбце указана степень, в которой определенные типы объектов и активов Нью-Йорка подвержены риску штормового нагона и серьезных повреждений во время прибрежных штормов.
Как показано на рисунке, все 26 электростанций города и 14 очистных сооружений расположены в зонах затопления при штормовом нагоне, в том числе 13 очистных сооружений находятся в зоне затопления при штормовом нагоне для категории 1.23NYC Department of Environmental Protection, NYC Wastewater Resiliency Plan: Рабочее резюме, Департамент охраны окружающей среды Нью-Йорка.
Инфраструктура и критически важные объекты, расположенные в зонах затопления от штормовых нагонов
*По периметру аэропорта - только значительное воздействие наводнения.
**Активные паромные посадки в Нью-Йорке (включая острова Эллис и Либерти), предназначенные только для пригородных/коммерческих/рекреационных паромов. Предполагается, что все причалы находятся в зоне затопления штормовым нагоном 1-й категории.
***Решение о том, какие активы включить, принимается NYCEM и DCP.
****Оценивается только. Основано на визуальном обзоре сегментов моста/туннеля с помощью ортофотоснимков. Считается, что мост не находится в зоне, если все подходы к Нью-Йорку полностью свободны от затопления. Основные дороги не включают пролеты мостов/тоннелей.
Источник: ГИС NYCEM
Природная среда
Прибрежные штормы могут оказывать значительное воздействие на природные территории и прибрежные экосистемы. Сильные прибрежные штормы способны размыть и повредить водно-болотные угодья, а также привести к сужению или расколу барьерных островов. Прибрежные штормы также могут вызвать эрозию пляжей и дюн, потерю водно-болотных угодий и разрушение барьерных островов, что повреждает или уничтожает прибрежные места обитания и нарушает миграционные пути наземных животных. Потеря естественных штормовых барьеров также подвергает лесные массивы и парки, расположенные дальше вглубь материка, воздействию ветра и штормового нагона. Например, затопление соленой водой в результате штормового нагона на лесные массивы приводит к гибели деревьев и ухудшению их здоровья в течение многих лет после воздействия. Прибрежные штормы могут непосредственно влиять на здоровье природной среды, способствуя выбросу опасных материалов (HAZMAT) или вызывая переполнение канализаций и очистных сооружений. На протяжении всей истории Нью-Йорка вдоль или рядом с набережной было построено множество промышленных объектов, способствующих морским перевозкам. Даже сегодня многие из этих низменных территорий используются в основном в промышленных целях.
Прибрежные штормы и связанные с ними наводнения повышают риск выброса HAZMAT с этих промышленных объектов, что может привести к загрязнению подземных вод и почвы, которые попадают в близлежащие водоемы и еще больше загрязняют их. Некоторые химические вещества могут быть токсичны для растений, животных и беспозвоночных. Неконтролируемые разливы, особенно те, которые воздействуют на поверхностные воды, могут убить или травмировать растения, рыб и диких животных, а также нанести ущерб их среде обитания и источникам пищи. Восстановление природной среды после выброса токсичных химикатов представляет собой уникальную задачу и часто связано с длительными и дорогостоящими процессами. Большие объемы мусора в местных водных путях, образовавшиеся в результате прибрежных штормов, также могут представлять опасность для местных видов. Кумулятивное воздействие прибрежных штормов может привести к масштабным изменениям в популяции, распределении и миграции морских и водных видов в долгосрочной перспективе.
Окружающая среда будущего
Планируя потенциальное воздействие будущих прибрежных штормов, специалисты по планированию и чрезвычайным ситуациям должны понимать, как изменение климата повлияет на вероятность и силу этих штормов в Нью-Йорке или вблизи него. При рассмотрении риска, связанного с прибрежными штормами, необходимо учитывать влияние трех потенциальных изменений: увеличение прибрежного штормового нагона при повышении уровня моря, увеличение экстремальных ураганных ветров и увеличение частоты наиболее интенсивных штормов.
По прогнозам, температура поверхности океана будет расти по мере дальнейшего потепления глобального климата, что приведет к усилению ураганов. Пока неясно, как именно изменения всех климатических переменных повлияют на поведение ураганов в будущем; однако климатологи предсказывают, что частота наиболее интенсивных ураганов (но не частота ураганов в целом) может увеличиться во всем мире, особенно в Североатлантическом бассейне.
Хотя существует неопределенность в отношении точной природы изменений, влияющих на прибрежные штормовые системы, ученые предсказывают, что в будущем последствия прибрежных штормов будут усугубляться в сочетании с воздействием повышения уровня моря, вызванного изменением климата. Во-первых, при нагревании океанской воды она расширяется и увеличивается в объеме, что приводит к повышению уровня моря. Во-вторых, повышение средней температуры в результате изменения климата приводит к ускоренному таянию сухопутных ледников и полярных ледяных шапок, что увеличивает количество воды в океанах. Уровень моря у побережья Нью-Йорка сейчас на 9 дюймов выше, чем в 1950 г. в Нью-Йорке, что объясняется сочетанием потепления климата и местных факторов, таких как проседание (опускание) суши.24SeaLevelRise.org, "Уровень моря в Нью-Йорке поднялся на 9 дюймов с 1950 года", SeaLevelRise.org.
Нью-Йоркская группа экспертов по изменению климата (NPCC) спрогнозировала степень повышения уровня моря в 30-летних интервалах. На приведенной ниже диаграмме обобщены их выводы для четырех интервалов.25C. Бранеон, Л. Ортис, Д. Бадер и др., "Информация о климатических рисках Нью-Йорка в 2022 году: наблюдения и прогнозы", Нью-Йоркская академия наук, на рассмотрении.
Прогнозы повышения уровня моря в Нью-Йорке на 2030-2150 гг. (базовый уровень 1995-2014 гг.)
| 10-й процентиль | 25-й процентиль | 75-й процентиль | 90-й процентиль | |
|---|---|---|---|---|
| 2030s | 6 дюймов. | 7 дюймов. | 11 дюймов. | 13 дюймов. |
| 2050s | 12 дюймов. | 14 дюймов. | 19 дюймов. | 23 дюйма. |
| 2080s | 21 дюйм. | 25 дюймов. | 39 дюймов. | 45 дюймов. |
| 2100 | 25 дюймов. | 30 дюймов. | 50 дюймов. | 65 дюймов. |
| 2150 | 38 дюймов. | 47 дюймов. | 89 in. | 177 in. |
Повышение уровня моря вокруг Нью-Йорка усилит воздействие прибрежных штормов. Будут нанесены более значительные повреждения, поскольку шторм эквивалентной силы вызовет более сильные штормовые нагоны из-за повышения уровня моря.
Как управлять риском?
В Нью-Йорке применяется комплексный подход к управлению рисками, связанными с прибрежными штормами. Этот подход включает в себя комплексный план, включающий в себя нормативно-правовое регулирование, управление водными ресурсами, землепользование и экологическую политику в дополнение к инициативам по просвещению населения.
В течение нескольких лет создавались государственно-частные партнерства и другие совместные усилия для защиты зданий и инфраструктуры в Нью-Йорке от сильных ветров, связанных с прибрежными штормами. Нью-Йорк также уделяет особое внимание повышению осведомленности населения о рисках, связанных с сильными ветрами и наводнениями во время прибрежных штормов, особенно среди людей, живущих в зонах затопления и в районах наибольшего риска.
В Нью-Йорке создано новое Бюро по прибрежной устойчивости при Департаменте охраны окружающей среды (DEP), как указано в городском плане климатических действий PlaNYC на 2023 год. Новое бюро в DEP обеспечивает централизованную координацию проектов по противодействию наводнениям и предоставляет жителям Нью-Йорка центральное хранилище информации о местных наводнениях.26Город Нью-Йорк, PlaNYC: Getting Sustainability Done, City of New York, апрель 2023 года.
Руководство по проектированию с учетом климатической устойчивости Нью-Йорка (CRDG), которое в настоящее время применяется в рамках пятилетней пилотной программы в 23 городских агентствах, помогает обосновать проектирование и строительство городских объектов с учетом текущего и будущего риска прибрежных наводнений. Согласно Местному закону 41 (2021 г.), начиная с 2027 г. все городские капитальные проекты должны будут оцениваться на основе CRDG.
Чтобы справиться с многочисленными и разнообразными социальными и структурными последствиями этих циклических прибрежных природных явлений и восстановиться после них, используется широкий спектр скоординированных стратегий. Нью-Йорк предоставляет полную, подробную базу данных о текущих и планируемых мероприятиях и проектах по смягчению последствий десятков городских агентств.