VIMS教授研究海平面变化的“中间地带”
“季节内”变率影响预报和生态系统
飓风桑迪在大西洋中部海岸造成灾难性的登陆后，风暴潮和海平面上升的影响已经成为人们每天谈论的话题。
弗吉尼亚海洋科学研究所的约翰·布鲁贝克教授正在进行的研究正在揭示另一个鲜为人知的海平面变化因素——“季节性”变化，它介于与风暴有关的海平面快速上升和全球气候变化导致的海平面长期上升之间。
布鲁贝克说：“这些都是水位‘上涨’的情况，但不是暴风雨的明显直接原因。”这并不一定是风，只是水位升高，没有明确的原因。”
季节内变化——布鲁贝克说，这种变化发生在10到90天的时间尺度上，可以使预测的潮汐增加或减少一英尺或更多——可能是由于洋流的变化和沿海水团的大规模运动。在海平面趋势的讨论中，它经常被忽视，但它在水位预测、沿海活动和生态系统健康中发挥着重要作用。
布鲁贝克说：“季节内的变化有重大影响。”“例如，意识到这些非潮汐、非风暴异常对预测非常重要。如果你在风暴接近期间经历了相对较高的水位，水位已经比预测的潮汐高出一英尺或更多，这可能会对风暴潮和沿海洪水产生很大影响。”实际上，布鲁贝克的联合顾问、研究生卡丽莎·威尔克森（Carissa Wilkerson）正在研究季节性异常如何与风暴潮结合起来，这是她在VIMS硕士研究的一部分。
布鲁贝克说，他与研究人员约翰·布恩和大卫·福雷斯特合作VIMS Tidewatch预报系统他说，通过使用最近30天的海平面测量的移动平均值作为起点，Tidewatch的预测至少可以部分解释季节内的变化。其他预测使用平均海平面，a潮汐基准面NOAA将其定义为1983-2001年的平均值。
布鲁贝克指出，季节性变化也会影响海洋生物，最明显的是水下草。2011年5月，VIMS海草监测和恢复项目的负责人JJ·奥斯（JJ norths）在异常高的水位期间提出了担忧，他指出：“水位高于预期，这意味着海草的光照不足，而随着深度的增加，光照呈指数级下降，这可能意味着草床较深边缘的植物面临更大的压力。”
布鲁贝克说，异常低水位的时期也会影响海草和其他海洋生物，但这种影响可能不那么显著，因为海平面的长期上升缓和了它们的影响。
2009年夏季活动
布鲁贝克对季节性变化的兴趣在2009年夏天被激发了，当时长时间的高水位影响了美国东海岸，而在2011年5月，他在VIMS位于海边村庄瓦查普雷格的东海岸佳博体育教授一门课程时，他又亲身经历了短时间的异常高水位。
布鲁贝克说：“2009年的活动最终得到了很多关注。”“它并不引人注目，花了很长时间才引起人们的注意，但在某个时候，NOAA发布了关于它的通知，以回应公众的问题和担忧，他们一周又一周地注意到异常的涨潮。”
三位NOAA的科学家，Bill Sweet， Chris Zervas和Stephen Gill随后发布了一份技术报告来描述和解释2009年的事件。他们注意到，在从北卡罗来纳州到新泽西州的地区，水位比预测的潮汐高出0.6到2.0英尺，持续了长达6周的时间，南至佛罗里达州，北至缅因州的海拔略低。
如果海平面的季节性变化不是由常规潮汐、风暴潮、季节性加热或冷却或长期海平面上升引起的，那么它们的原因是什么？斯威特、泽瓦斯和吉尔将2009年的事件归结为两个因素的共同作用——从遥远的近海测得的持续的东北风，以及墨西哥湾流的减速。
布鲁贝克说，由于“埃克曼运输”，东北风导致了沿海的高水位，这种现象是由于科里奥利力，地表水开始向盛行风的右侧移动。布鲁贝克说：“与这些风相关的埃克曼运输将把水推向海岸。”2011年5月还测量到持续的东北近海风。
墨西哥湾流的减速通过海洋学家所说的“地转坡”的重新定位，促成了2009年持续的高水位。布鲁贝克说：“墨西哥湾流造成了一个与洋流速度有关的地转斜坡。”“如果电流加速，坡度就会变得更陡，如果电流减慢，坡度就会趋于平稳。我们在东海岸处于地转斜坡的低侧，所以当2009年夏天墨西哥湾流减速时，斜坡变平，水位上升。”
初步结果
布鲁贝克对季节性变化的兴趣集中在利用美国东海岸过去15年的潮汐记录，以更好地了解该地区高水位事件的频率、强度和持续时间。他还对这些事件如何通过切萨皮克湾等沿海水体在空间上传播感兴趣。
布鲁贝克说：“目前我们的研究结果还很初步，但有几件事很突出。其一，就季节性高潮事件而言，7月和8月通常相对平静。另一个原因是每年的变化很大。就这些事件而言，似乎有更活跃的年份，然后是多年的相对平静期。”
他说，这些数据还表明，高水位事件和厄尔尼诺Niño在太平洋的出现之间存在着有趣的关联，这是用“海洋Niño指数”衡量的，这是一种常用的厄尔尼诺Niño-La Niña活动指标。
“你不能不注意到，”他说，“高水位事件持续时间的高峰似乎与1997-98年非常强烈的厄尔尼诺Niño事件相对应，2009-10年再次出现，这是下一个最大的厄尔尼诺Niño峰值。”很明显，这些年来没有直接的联系，但厄尔尼诺Niño以其远距联系和远距离效应而闻名。所以认为两者之间存在某种联系并不是没有道理的。这是我们一直在关注的事情。”
切萨皮克湾的季节内变化
布鲁贝克对高水位脉冲如何在切萨皮克湾传播的研究也产生了一些有趣的初步结果。布鲁贝克说：“在海湾的中下游和上游，非潮汐水位的峰值幅度是相当一致的。”“但由于这些地区的潮汐范围不同，它们的影响可能会大不相同。”
布鲁贝克指出，切萨皮克湾的潮汐是由河口的潮起潮落驱动的。布鲁贝克说：“海湾入口处的潮差较高，海湾中部的潮差下降到较低的水平，然后在海湾上游再次回升。”“正因为如此，在季节性事件期间，水位的连续峰值将对潮差最低的海湾中部产生最大的影响。”
进一步解释，Brubaker引入了术语“最高天文潮或HAT，这是任何特定潮汐站预测的最高高潮。布鲁贝克说：“在切萨皮克湾大桥隧道的海湾口附近，海平面比平均海平面高2.5英尺，但在海湾中部的所罗门岛，海平面只比平均海平面高1.1英尺，所以差别很大。”2009年6月至7月，切萨皮克湾所有潮汐站的水位升高约6周，但在大桥隧道，水位超过HAT的时间只有24小时，累计2天。相比之下，在所罗门群岛，几乎每次涨潮时，水位都超过了HAT。事实上，有一段时间，整个潮汐周期，从高潮到低潮，都保持在HAT之上。从6月到7月，所罗门的水位总共有15天超过了上限。
布鲁贝克说：“最重要的是，同样的水位上升在海湾的不同地方会产生不同的影响。即使水位均匀上升，相对影响也会因地点和最高天文潮汐的水平而异。HAT是生态系统的重要数据，它也应该是人类的重要数据。城市规划者、滨水物业所有者和土地使用决策者不应该在离他们居住的HAT太近的地方建房。当他们这样做时，他们可能会遇到麻烦。”
