Storm surges in the Gulf of Finland of the Baltic Sea
DOI:
https://doi.org/10.21638/spbu07.2021.408Abstract
The characteristics of storm surges in different regions of the Gulf of Finland in the second half of the XX and the beginning of the XXI centuries were investigated on the basis of tide gauge measurements of sea level, instrumental observations of the wind and data from the reanalysis of meteorological fields. A criterion for identifying storm surges, taking into account spatial changes in their intensity, is proposed. The results indicate that depending on the year and the location of the station, the number of storm surges varies in the Gulf of Finland in a wide range: from 0 - 1 to 16 - 52 cases per year. The average duration of storm surges varies from 6.7 to 9.0 hours, and the maximum reaches 26 to 96 hours. Shown that in recent decades, in most regions, there has been a tendency towards a decrease in the number of storm surges, their dispersion and sea level maximum. The distributions of the probabilities of wind and atmospheric pressure during storm surges are given. Estimates of two-dimensional probability densities indicate that during storm surges, winds blowing from the west and southwest with speeds of 4-13 m / s are most likely. At the northern coast and at the top of the bay, the most probable values of atmospheric pressure during storm surges are 995 hPa. On the southern coast of the Gulf of Finland, atmospheric pressure values of 1005 - 1015 hPa are most likely. The results obtained indicate that the atmospheric pressure over the Gulf of Finland during storm surges is not very low. This is due to the fact that the trajectories of the centers of cyclones causing storm surges pass north of the Gulf of Finland. Analysis of meteorological information also showed the presence of significant negative trends in interannual variations in the dispersion of the horizontal atmospheric pressure gradient, average values and maximums of wind speed. It is concluded that the revealed changes in the characteristics of storm surges are associated with a decrease in the intensity of cyclogenesis in the atmosphere over the Baltic Sea in recent decades.
Keywords:
Baltic Sea, storm surges, level fluctuations, floods, climate
Downloads
References
Аверкиев, А. С., Клеванный, К. А. (2007). Определение траекторий и скоростей циклонов, приводящих к максимальным подъемам воды в Финском заливе. Метеорология и гидрология, 8, 55-63.
Бардин, М. Ю., Полонский, А. Б. (2005). Североатлантическое колебание и синоптическая изменчивость в Европейско-Атлантическом регионе в зимний период. Изв. РАН, 41, 3-13.
Боуден, К. Ф. (1988). Физическая океанография прибрежных вод. Москва: Мир.
Голицын, Г. С., Мохов, И. И., Акперов, М. Г., Бардин, М. Ю., Володин, Е. М. (2007). Оценки гидрометеорологических рисков и функций распределения интенсивности атмосферных вихрей по данным реанализа и моделям климата. Гидрометеобезопасность. Гражданская защита, 1, 27-37.
Гордеева, C. М., Малинин, В. Н. (2014). Изменчивость морского уровня Финского залива. Санкт-Петербург: РГГМУ.
Гордеева, C. М., Малинин, В. Н. (2012). О типизации траекторий циклонов, приводящих к невским наводнениям. Общество. Среда. Развитие, 2 (23), 187-193.
Грушевский, М. С. (1954). Воздействие ветра на распространение длинной волны малой амплитуды. Труды ГГИ, 23, 64-73.
Захарчук, Е. А., Литина, Е. Н., Клеванцов, Ю. П., Сухачев, В. Н., Тихонова, Н. А. (2017а). Нестационарность гидрометеорологических процессов Балтийского моря в условиях меняющегося климата. Труды ГОИН, 218, 6-62.
Захарчук, Е. А., Сухачев, В. Н., Тихонова, Н. А. (2020). О пространственной структуре и распространении волн невских наводнений. Метеорология и гидрология, 4, 42-53.
Захарчук, Е. А., Сухачев, В. Н., Тихонова, Н. А. (2017б). Механизмы опасных подъёмов уровня моря в Финском заливе. Санкт-Петербург.
Захарчук, Е. А., Сухачев, В. Н., Тихонова, Н. А. (2015). О причинах увеличения частоты невских наводнений в последние десятилетия. Метеорология и гидрология, 1, 86-95.
Захарчук, Е. А., Сухачев, В. Н., Тихонова, Н. А. (2014). О влиянии межгодовой изменчивости характеристик атмосферных циклонов на частоту опасных подъемов уровня моря на востоке Финского залива. Проблемы Арктики и Антарктики, 3 (101), 27-36.
Захарчук, Е. А., Тихонова, Н. А. (2011). О пространственно-временной структуре и механизмах формирования невских наводнений. Метеорология и гидрология, 8, 54-64.
Исанин, Н. Н. (ред.) (1986). Морской энциклопедический справочни. Т. 2. Ленинград: Судостроение.
Куликов, Е. А., Медведев, И. П. (2013). Изменчивость уровня Балтийского моря и наводнения в Финском заливе. Океанология, 53 (2), 161-174.
Лабзовский, Н. А. (1971). Непериодические колебания уровня моря. Ленинград: Гидрометеоиздат.
Макринова, О. В. (1954). Природа ленинградских наводнений. Труды ГГИ, 23, 5-36.
Померанец, К. С. (1999). О статистике наводнений в Петербурге. Метеорология и гидрология, 8, 105-110.
Рожков, В. А. (ред.) (1984). Методическое письмо по вероятностному анализу векторных временных рядов скоростей течений и ветра. Ленинград: Гидрометеоиздат.
Терзиев, Ф. С., Рожков, В. А., Смирнова, А. И. (ред.) (1992). Гидрометеорология и гидрохимия морей СССР. Т. 3. Балтийское море. Вып. 1. Гидрометеорологические условия. Санкт-Петербург: Гидрометеоиздат.
Туранов, И. М. (ред.) (1976). Морской гидрометеорологический ежегодник. Балтийское море. Том 1. Ленинград.
Baltic Sea Hydrographic Commission (2013). Baltic Sea Bathymetry Database version 0.9.3. [online] Доступно на: http://data.bshc.pro/2/58.6/16.2 [Дата доступа 10.10.2021].
cds.climate.copernicus.eu. (n. d.). Copernicus Climate Data Store. [online] Доступно на: https://cds.climate. copernicus.eu [Дата доступа 24.12.2021].
Gönnert, G., Dube, S., Murty, T. S. and Siefert, W. (2001). Global storm surges: theory, observations and applications. Kuste, 581-623.
Haines, J. W., Thompson, K. R. and Wiens, D. P. (1991). The detection of coastal-trapped waves. J. Geophys. Res. Ocean, 96. https://doi.org/10.1029/90jc02218
Hersbach, H., Bell, B., Berrisford, P., Hirahara, S., Horányi, A., Muñoz-Sabater, J., Nicolas, J., Peubey, C., Radu, R., Schepers, D., Simmons, A., Soci, C., Abdalla, S., Abellan, X., Balsamo, G., Bechtold, P., Biavati, G., Bidlot, J., Bonavita, M., De Chiara, G., Dahlgren, P., Dee, D., Diamantakis, M., Dragani, R., Flemming, J., Forbes, R., Fuentes, M., Geer, A., Haimberger, L., Healy, S., Hogan, R. J., Hólm, E., Janisková, M., Keeley, S., Laloyaux, P., Lopez, P., Lupu, C., Radnoti, G., de Rosnay, P., Rozum, I., Vamborg, F., Villaume, S. and Thépaut, J. N. (2020). The ERA5 global reanalysis. Q. J. R. Meteorol. Soc., 146. https://doi.org/10.1002/qj.3803
Johansson, M., Boman, H., Kahma, K. K. and Launiainen, J. (2001). Trends in sea level variability in the Baltic Sea. Boreal Environ. Res., 6, 159-179.
Majewski, A., Dziadziuszko, Z. and Wiśniewska, A. (1983). Monografia powodzi sztormowych 1951-1975. Warszawa: Wyd. Kom. Łącz.
marine.copernicus.eu. (n. d.). Home | CMEMS. [online] Доступно на: http://marine.copernicus.eu [Дата доступа 24.12.2021].
meteo.nw.ru. (n. d.). Официальный портал Северо-Западного УГМС, прогноз погоды по Санкт-Петербургу на трое суток. [online] Доступно на: http://www.meteo.nw.ru [Дата доступа 24.12.2021].
Pedlosky, J. (1979). Finite-Amplitude Baroclinic Waves in a Continuous Model of the Atmosphere. J. Atmos. Sci., 36 (10), 1908-1924. https://doi.org/10.1175/1520-0469(1979)036<1908:fabwia>2.0.co;2
Pugh, D. and Woodworth, P. (2014). Sea-Level Science: Understanding Tides, Surges, Tsunamis and Mean Sea-Level Changes. Cambridge: Cambridge University Press. https://doi.org/10.1017/cbo9781139235778
smhi.se. (n. d.). Väder Väderprognoser Klimat- & Vädertjänster i Sverige | SMHI. [online] Доступно на: https://www.smhi.se [Дата доступа 24.12.2021].
Sztobryn, M., Stigge, H. J., Wielbińska, D., Weidig, B., Stanisławczyk, I., Kańska, A., Krzysztofik, K., Kowalska, B., Letkiewicz, B. and Mykita, M. (2005). Storm Surges in the Southern Baltic Sea (Western and Central Parts). Berichte des Bundesamtes für Seeschifffahrt und Hydrographie, 39.
Tylkowski, J. and Hojan, M. (2018). Threshold values of extreme hydrometeorological events on the Polish Baltic coast. Water, 10 (10), 1337. https://doi.org/10.3390/w10101337
WMO (2012).International Glossary of Hydrology. IHP/OHP-Berichte.
Wolski, T., Wiśniewski, B., Giza, A., Kowalewska-Kalkowska, H., Boman, H., Grabbi-Kaiv, S., Hammarklint, T., Holfort, J. and Lydeikaite, Ž. (2014). Extreme sea levels at selected stations on the Baltic Sea coast. Oceanologia, 56 (2), 259-290. https://doi.org/10.5697/oc.56-2.259
Downloads
Published
How to Cite
Issue
Section
License
Articles of "Vestnik of Saint Petersburg University. Earth Sciences" are open access distributed under the terms of the License Agreement with Saint Petersburg State University, which permits to the authors unrestricted distribution and self-archiving free of charge.
