Le tempeste legate all’uragano Ian continuano a minacciare le aree costiere degli Stati della Georgia, della Virginia e della Carolina del Sud negli Stati Uniti.

Qui mostriamo le previsioni in tempo reale del livello del mare dal sistema di modellazione S-WITCH (Savannah – Water Integrated Tool for ocean, Coastal and river Hydraulics forecasting, https://savannah.cmcc.it) per il caso dell’uragano Ian che ha colpito le coste della Georgia. Il sistema, sviluppato dal CMCC in collaborazione con il Georgia Institute of Technology (Atlanta, GA, USA), fornisce campi idrodinamici costieri ad alta risoluzione (fino a una risoluzione spaziale di metri) lungo le acque costiere della Georgia, con particolare attenzione al continuum fiume-mare del fiume Savannah. Le capacità del sistema di modellazione sono già state testate nelle mareggiate indotte dagli uragani Matthew (2016) e Dorian (2019) (Park et al., 2022), utilizzando un approccio di downscaling dal sistema di previsione globale Copernicus Marine Service (CMEMS, https://marine.copernicus.eu/).

Per l’uragano Ian, il sistema operativo ha previsto il livello massimo del mare il 30 settembre alle ore 15:00 UTC lungo le coste della Georgia, come mostrato in Fig. 1 e 2. La mappa del livello del mare in Fig. 1 mostra un modello spaziale dell’ondata che si estende dalla parte meridionale dell’isola di Ossabaw all’area del Savannah, con un picco locale alla foce del fiume. Questa evidenza è chiara anche nella Fig. 2, dove sono riportate le serie temporali del livello del mare nel punto di Fort Pulaski, situato alla foce del fiume Savannah come indicato nella Fig. 1. La massima ondata e il massimo livello totale dell’acqua previsti dal sistema di previsione globale CMEMS e dal sistema di previsione costiera S-WITCH sono compresi tra le 15:00-16:00 UTC. Il livello totale dell’acqua evidenzia una co-occorrenza molto stretta tra l’ondata massima e il flusso crescente della marea.

L’evidenza del passaggio dell’uragano, che assorbe il calore dall’oceano, è evidente anche nel raffreddamento delle acque oceaniche superficiali di circa 3,5°C davanti alla costa sud-orientale (il 2 ottobre, Fig. 3b) rispetto alla condizione precedente alla tempesta (il 28 settembre, Fig. 3a), come previsto dal Global Ocean Forecasting System del CMCC (GOFS16, disponibile su http://gofs.cmcc.it). La Fig. 3c mostra il rapido calo della temperatura superficiale in un punto costiero della Carolina del Sud (SC1 in Fig. 3a).

Il modello globale GOFS16, grazie alla sua alta risoluzione spaziale (1/16°), è in grado di riprodurre anche le mareggiate locali nelle insenature costiere, come riportato nella Fig. 4a per la Long Bay nella parte settentrionale della Carolina del Sud. Le serie temporali in Fig. 4b per SC2 mostrano la risposta ad alta frequenza (meno di 6 ore, dalle 20:00 del 30 settembre alle 02:00 del 1° ottobre) del livello del mare al passaggio dell’uragano e la tipica risposta ad effetto rimbalzo nel periodo successivo all’uragano.

L’esperimento di previsione qui descritto sottolinea come uno sforzo congiunto tra una modellazione a scala trasversale (da quella globale a quella costiera e fluviale) possa migliorare la comprensione dei processi e supportare i decisori politici nella gestione dei rischi indotti dagli uragani.

Figura 1: Livello del mare previsto dal sistema S-WITCH il 30 Settembre 2022 alle 15:00 UTC per le coste della Georgia.

Figura 2: Serie temporale del livello del mare previsto da S-WITCH a Fort Pulaski, situato alla foce del fiume Savannah, come indicato nella Fig. 1. Il livello del mare di riferimento è riportato in mean lower low water (MLLW) – acqua bassa media come indicato nel datum verticale di NOAA (https://tidesandcurrents.noaa.gov/datums.html?id=8670870).

Figura 3: Temperatura superficiale del mare prevista dal Global Ocean Forecasting System del CMCC il 28 settembre 2022 alle 16:00 UTC (a) e il 2 ottobre 2022 alle 15:00 UTC (b). Temperatura superficiale per il punto costiero della Carolina del Sud SC1.

Figura 4: Altezza della superficie del mare prevista dal Global Ocean Forecasting System del CMCC il 30 settembre 2022 alle 20:00UTC (a). Serie temporale dell’altezza della superficie del mare per il punto costiero SC2 nella Long Bay nella Carolina del Sud (b).