Des chercheurs des Grands Lacs établissent un réseau expérimental de capteurs de pression atmosphérique autour des lacs Michigan et Érié pour voir s'ils peuvent détecter des vagues de « météotsunami » potentiellement nocives.

Le financement du projet pilote a été fourni par le Cooperative Institute for Great Lakes Research (CIGLR) de l'Université du Michigan, qui reçoit le soutien financier de la National Oceanic and Atmospheric Administration.

Les 29 capteurs du réseau lointain rechercheront des changements brusques de pression atmosphérique, souvent associés à une ligne d'orages estivaux rapides, pouvant déclencher la formation de météotsunami. Le système à faible coût utilise un mélange de capteurs nouvellement installés et d'instruments existants sur des bouées de recherche et dans des stations météorologiques côtières.

Les météotsunamis sont des vagues provoquées par les tempêtes similaires à certains égards aux tsunamis générés par les tremblements de terre, bien que les météotsunamis soient beaucoup moins destructeurs que les plus grands tsunamis sismiques. En moyenne, environ 100 météotsunamis se produisent chaque année sur les Grands Lacs, bien que la plupart mesurent un pied ou moins et soient trop petits pour être remarqués.

Un météotsunami est différent d'une seiche, un autre type de vague potentiellement dangereuse qui se produit dans les Grands Lacs.

En de rares occasions, les grands météotsunamis des Grands Lacs sont connus pour causer des dommages matériels, blessures et même des morts. En juin 1954, une vague de 10 pieds maintenant considérée comme un météotunami a frappé la rive du lac Michigan près de Chicago, balayant plusieurs personnes des jetées et en tuant sept.

Durant la dernière décennie, les efforts pour développer un système d'alerte aux météotsunami ont été entravés par le besoin de temps réel, données à haute fréquence. Le nouveau projet pilote relève ce défi technique avec un réseau de 29 capteurs, chacun prenant une mesure de pression d'air par minute.

"Un autre météotsunami destructeur pourrait se produire sur les Grands Lacs demain, et nous ne sommes pas prêts pour ça, " a déclaré le chercheur principal du projet, Ed Verhamme de LimnoTech, une société d'ingénierie et de science de l'environnement basée à Ann Arbor. "Ces fonds de réponse rapide de la CIGLR nous permettront d'agir rapidement pour obtenir le type d'observations nécessaires pour alerter le public sur ce danger souvent négligé.

La clé pour repérer les précurseurs atmosphériques d'un météotunami est la capacité de détecter des changements fugaces de la pression atmosphérique qui peuvent ne durer que quelques minutes. Mais les capteurs de pression barométrique de la plupart des bouées météorologiques des Grands Lacs et des stations météorologiques côtières exploitées par le gouvernement américain ne rapportent des mesures en temps réel qu'une fois toutes les 10 à 15 minutes, a déclaré le physicien Philip Chu de la NOAA, membre de l'équipe de recherche du projet pilote.

"Une mesure toutes les 10 minutes ou plus n'est tout simplement pas assez fréquente pour pouvoir détecter la plupart de ces événements, " dit Chu, qui travaille au Great Lakes Environmental Research Laboratory de l'agence à Ann Arbor. "Nous avons besoin de mesures à haute fréquence, et les instruments doivent produire des rapports en temps réel pour offrir une capacité de prévision. »

Dans le projet pilote financé par la CIGLR, chaque capteur du réseau envoie des données en temps réel à un système central de gestion des données. Dix des capteurs se trouvent sur des bouées existantes appartenant à LimnoTech et à diverses universités, et 10 sont dans des stations météorologiques riveraines existantes exploitées par WeatherFlow Inc.

Quatre nouveaux capteurs à faible coût ont été installés le long de la rive du lac Michigan dans le Wisconsin cet été, et cinq autres seront installés le long des lacs Michigan et Érié cet automne. Les nouveaux capteurs sont ajoutés à des endroits comme les rampes de mise à l'eau, marinas et parcs.

"Vous n'avez pas besoin de dépenser 800 $ pour un capteur de pression d'air alors qu'un capteur beaucoup moins cher fera la même chose, " a déclaré Verhamme. "Nous pouvons coller un capteur de pression sur un poteau d'éclairage sur un parking de marina ou sur une rampe de mise à l'eau. Le résultat final de cet effort sera des mesures venant une fois par minute à partir de 29 stations. »

Financement d'intervention rapide de 11 $, 900 de la CIGLR payés pour les nouveaux capteurs, pour les modifications de programmes informatiques sur les bouées, et créer le système de gestion des données.

Les données de nombreuses stations sont déjà collectées et analysées. Le premier test du réseau complet de 29 stations débutera au printemps prochain. Les observations du niveau d'eau des Grands Lacs et un modèle hydrodynamique seront utilisés pour tester l'exactitude des prévisions du réseau.

« Ce projet montre la puissance des instituts coopératifs comme la CIGLR, " a déclaré le directeur de la CIGLR Bradley Cardinale, professeur à la U-M School for Environment and Sustainability. "Nous aidons la NOAA à développer des partenariats avec des universités, des entreprises privées et des organisations non gouvernementales capables de transformer rapidement des recherches importantes en applications utiles à la société. »

La montée rapide des niveaux d'eau lors d'un météotunami peut se produire en quelques minutes à une heure. Les changements soudains de niveau d'eau peuvent surprendre les gens sur les quais et sur les plages, endommager les propriétés riveraines, perturber les activités maritimes, créer fort, courants dangereux, et peut même perturber le fonctionnement des centrales électriques à terre, selon NOAA.

Autrefois, certains météotsunamis ont été identifiés à tort comme des vagues anormales, raz de marée ou seiches, dit Chu de la NOAA. Une seiche est une oscillation rythmique de l'eau dans un lac ou un corps partiellement clos, comme une version à plus grande échelle de l'eau qui va et vient dans une baignoire.

Les vents et les changements de pression atmosphérique peuvent contribuer à la formation de seiches et de météotsunamis. Cependant, les vents sont généralement plus importants pour la formation des seiches, alors que les changements de pression jouent souvent un rôle important dans la génération de météotsunamis, selon NOAA.

Si le nouveau projet pilote s'avère fructueux, l'objectif à long terme serait d'incorporer une alerte ou un avertissement de météotunami dans le système d'alerte du Service météorologique national existant afin de protéger les quelque 30 millions de personnes vivant le long des côtes des Grands Lacs, dit Chu.

"Si nous pouvons montrer que cette approche est réalisable et que nous pouvons réellement détecter les météotsunamis à l'avance, alors il pourrait être possible de moderniser ou de mettre à niveau les instruments sur la plupart des stations côtières pour obtenir de la haute fréquence, mesures en temps réel, " il a dit.