9月下旬,飓风丽塔即将猛烈袭击路易斯安那州海岸前不久,来自路易斯安那州拉斯特市的美国地质调查局(USGS)的一组水文学家想出了一个新奇的主意,即如何在飓风发生时追踪风暴潮水位。

这个想法是在路易斯安那州和得克萨斯州沿海可能被风暴潮淹没的地区部署通常用于地下水监测的水位数据记录仪。

“自USGS在路易斯安那州成立以来,我们一直试图记录飓风对路易斯安那州海岸的影响,”USGS的监督水文学家本·麦吉(Ben McGee)说。“在此之前,风暴潮数据总是在风暴过后生成。我们基本上是在事后进入受风暴影响的地区,寻找指示风暴潮的高水位标记。卡特里娜飓风过后,我们拉斯特市的一群人感叹,面对重大飓风,我们在数据收集方面无法更主动。我们讨论了一些想法,开始考虑部署记录设备。”

许多联邦和私人机构出于各种原因对风暴潮水位数据感兴趣。例如,联邦紧急事务管理局(FEMA)对风暴潮高程数据感兴趣,这些数据用于洪水区标记和建筑规范。USGS则出于科学目的对这些数据感兴趣,例如了解风暴潮对水质的影响及其对生态系统的影响。此外,受影响的州和城市对这些数据感兴趣,因为它与救济资金以及重建地点的决策有关。

该团队的想法很快成为现实。在72小时内,麦吉和他的团队获得了USGS对拟议监测项目的批准和资金,从马萨诸塞州的Onset公司购买并收到了46台HOBO®水位数据记录仪,然后赶往250英里外的路易斯安那州海岸将计划付诸实施。

在那里,团队在一个风雨交加、漆黑的夜晚,将记录仪安装在路易斯安那州沿海的桩柱、桥梁和其他能在飓风中幸存的结构上。

“一旦确定了所需的仪器,我们就必须迅速行动,”麦吉解释道。“那是9月20日,飓风预计几天后登陆。我们在9月21日订购了数据记录仪,知道需要一天时间才能收到。在此期间,我们为所有记录仪建造保护外壳,整理采样计划,夜以继日地忙碌着把一切准备就绪。22日早上,我们去当地的UPS办公室从卡车上取到记录仪,下午1点从拉斯特的办公室出发前往海岸。”

为了确定监测覆盖区域,团队分析了数字高程模型,并绘制了飓风预计登陆的区域。覆盖区域约为4000平方英里,从得克萨斯州的博蒙特/阿瑟港地区到路易斯安那州的拉斐特。麦吉表示,监测区域的大小迫使团队寻找经济的数据记录解决方案,以便在给定预算下实现最多的监测点。

尽管麦吉使用HOBO记录仪并不意味着USGS的认可,但他这样描述使用这些设备的决定:“为了获得足够的覆盖范围,我们认为需要大约50个监测点。HOBO记录仪的价格约为我们查看的其他设备的一半。它们没有其他一些设备的花哨功能,但那些功能并不是我们完成工作真正需要的。更昂贵的解决方案无法提供我们认为需要的覆盖范围。”

图像
Hurricane Storm Surge Graph

记录仪在运行HOBOware®软件的笔记本电脑上进行设置,并编程为全天候每30秒测量和记录一次水位。保护外壳由1.25英寸外径的钢管制成。

一旦记录仪准备好部署,麦吉和其他人通宵工作,将记录仪固定在防飓风结构上。

“我记得午夜时分在萨宾湖,丽塔飓风在几英里外的海上,”麦吉说。“4到6英尺每秒的驻波被推入湖中。那是一个非常黑暗的夜晚,所以我们不得不使用头灯工作。那景象相当壮观。”

所有记录仪部署完毕后,已是周五下午,团队撤离该地区,驱车返回拉斯特。丽塔飓风于周六清晨猛烈袭击海岸。

“我们基本上在最后一刻完成了所有事情,”麦吉说。“过程非常紧张。”

一周后,开始了回收记录仪的工作。大约80%的记录仪被找回,团队目前正在进行数据卸载和分析。

“我们正在建立一个数据库来存储收集到的所有数据,通过以时间序列的方式显示数据,USGS科学家将能够直观地了解记录仪所报告的洪水淹没情况,”麦吉说。

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