潮汐观测预报公开
预测将帮助海湾地区的居民更好地应对沿海洪水
弗吉尼亚海洋科学研究所的研究人员为他们的潮汐观测水位站网络增加了预测功能，为切萨皮克湾下游地区的居民提供了一个新的在线工具，用于测量特定地点沿海洪水的强度，并将其潜在影响降到最低。
潮汐观察预报系统（vims.edu/tidewatch）的公开发布正好赶上大西洋飓风季节的高峰，通常在9月10日达到高峰。近年来，一连串的飓风和强烈的东北风，加上海平面上升，给维吉尼亚的潮水和海湾的其他地区带来了几次严重的洪水。
“潮汐观察”系统的首席开发者、名誉教授约翰·布恩（John Boon）表示，这些预测将为忧心忡忡的市民提供“关于未来三个高潮的时间和高度的及时指导”。他补充说：“他们可以利用这些信息为沿海洪水做准备，无论是收集沙袋，将财产转移到更高的地方，调整船只的系泊线，还是选择疏散路线。”
VIMS院长兼主任约翰·威尔斯（John Wells）称Tidewatch预报系统是“将研究成果转化为造福英联邦公民的产品的杰出典范”。
潮汐观察系统现在为切萨皮克湾内的9个水位站和弗吉尼亚州东海岸的一个水位站提供36小时的公众预报。这些预报每半小时更新一次，以前只是在实验基础上提供的。
测试和改进
布恩和他在vins的同事——副教授约翰·布鲁贝克和助理研究科学家大卫·福雷斯特——在经过测试和改进，提高了他们对预测准确性的信心后，决定向公众公布这些预测。
布恩说：“在过去的三年里，我们与弗吉尼亚海洋基金、国家气象局、应急管理人员和选定的滨水业主合作，测试和完善了这个系统。”“现在我们认为可以走了。”
他们的测试包括在飓风艾琳、热带风暴埃内斯托和2009年11月东北风期间的实时性能检查，以及通过将2003年飓风伊莎贝尔的数据输入到他们的预测模型中进行的“预测”。现在，Tidewatch预测的平均预期误差在36小时内约为3.5英寸，在12小时内约为2.5英寸。然而，在热带风暴或飓风期间，由于风速和风向的迅速变化，误差可能会增加几倍。由于每半小时更新一次最新观测到的水位，可能出现的大误差被抵消了。
布恩、布鲁贝克和福雷斯特与位于马里兰州银泉市的NOAA总部和位于弗吉尼亚州韦克菲尔德的NWS地区办事处的国家气象局研究人员密切合作，开发了潮汐观测预报。事实上，美国国家海洋和大气管理局（NOAA）的SLOSH模型——预报“飓风引起的海、湖和陆地涨潮”的官方工具——的输出是“潮汐观察”预报的三个组成部分之一。第二种是预测天文潮汐——在我们熟悉的每日潮汐图中预测的高水位和低水位。
Boon说，Tidewatch预报的与众不同之处在于它的第三个组成部分：包含了观测到的30天平均水位，表示为m30。当m30与预测的潮汐相加，并从观测到的水位中减去它们的总和时，气象学家和海洋学家称之为“剩余”结果，通过30天的移动窗口在Tidewatch中观察。残余的大小和符号的变化产生了布恩所说的“次潮振荡”，潮汐观察几乎实时地显示了这一点。
布恩说：“潮下振荡主要是由天气锋面穿过我们地区的运动引起的。”“在中纬度地区，通常每4到5天左右就会有一个锋面系统移动一次，这取决于季节，会导致风速、风向和大气压的变化。”这些气象变化影响海平面，使水位有节奏地上升和下降，这在很大程度上与飓风或东北风的逼近无关。
“你可以把这些起起落落想象成‘天气潮汐’，”布恩说，“随着每个锋面的通过，不断变化的风往往会把水带到海湾内外。我们当然在残差中看到了这一点。”他说，当一场大风暴袭击该地区时，“由于‘风暴潮’导致的水位上升可能会导致残留物变得相当大。”
除了描述潮下振荡和风暴潮之外，m30还说明了在更长时间内发生的水位变化，跨越数月、数年和数十年。这些变化包括每隔几年发生的所谓“海平面异常”，以及相对于陆地的海平面持续上升。“如果我们不使用m30，”Boon说，“海平面的长期变化将被折叠到残余物中，与风暴潮和潮下振荡难以区分。”
潮汐观察在参考“最高天文潮汐”的风暴潮汐高度方面也是独一无二的。这个值在Tidewatch中缩写为“HAT83”，是在当前版本的潮汐表中预测的给定位置的最高潮位。“83”指的是1983年，这是美国国家海洋和大气管理局（NOAA）目前用作官方潮汐表基准的19年间隔（1983-2001）的起始年份。（这个基线，即“国家潮汐基准日”，会根据需要定期更新，以反映美国潮汐站观测到的海平面持续变化。）
布恩说，将极端水位与HAT进行比较，最能说明风暴潮将如何影响沿海居民，因为它为人们用来选址码头、船库和住宅等滨水建筑提供了一个自然基准。
布恩说：“在HAT之上的点处于大部分时间看起来干燥的区域。”因此，沿海居民倾向于使用这些土地，增加基础设施，提高其货币价值，并鼓励其使用。因此，潮汐观察预测水位将超过HAT线——我们称之为‘潮外’水位——这是一个特别值得关注的问题，因为这种情况可能会影响到脆弱的财产。”
布恩说，将风暴潮与HAT相结合的另一个好处是，这样做可以消除潮汐差的影响——潮汐差是一个独立的因素，因地而异。他说：“只有在潮汐范围不同的两个地点，潮外高水位才是洪水严重程度的真实指数。”
Boon将于8月23日星期四在VIMS的课后讲座中探讨Tidewatch预报系统的公开发布。讲座于晚上7点开始，地点在位于格洛斯特角的VIMS校园的水工大厅。访问https://events.wm.edu/event/view/vims/9580网上注册。
