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TitreA modeling study of the impact of major storms on waves, surface and near-bed currents on the Grand Banks of Newfoundland
AuteurLi, M Z; Wu, Y; Prescott, R H; Tang, C C L; Han, G
SourceJournal of Geophysical Research: Oceans vol. 120, issue 8, 2015 p. 5358-5386, https://doi.org/10.1002/2015jc010755
Année2015
Séries alt.Secteur des sciences de la Terre, Contribution externe 20150204
ÉditeurAmerican Geophysical Union
Documentpublication en série
Lang.anglais
DOIhttps://doi.org/10.1002/2015jc010755
Mediapapier; en ligne; numérique
Formatspdf
ProvinceRégion extracotière de l'est; Terre-Neuve-et-Labrador
Lat/Long OENS -58.0000 -45.0000 50.0000 42.0000
Sujetsétablissement de modèles; onde de marée; propagation des ondes; marées; courants dirigés vers le large; courants littoraux; courants; tempêtes; transport des sediments; géologie des dépôts meubles/géomorphologie; géologie marine
Illustrationslocation maps; tables; graphs; models
ProgrammeRisques géo marines, Géoscience pour la sécurité publique
Résumé(disponible en anglais seulement)
Wave and current processes and seabed stresses during major storms on the Grand Banks of Newfoundland have been simulated using integrated wave model, 3D tidal and ocean current models with an aim to estimate the sediment transport over the Banks. Most of the storms track southwest to northeast and pass to the north or northwest of the Grand Banks. Significant wave heights can reach up to ~14 m and are predominantly to the northeast at the peaks of storms. Extreme surface currents reach approximately 1 m s-1 and are largely to the southeast with nearly uniform spatial distribution. Patterns of bottom currents are more complex. The strongest bottom currents up to 0.8 m s-1 occur on St. Pierre Bank and are dominantly to the south and southeast. Maximum bottom currents range from 0.3 to 0.5 m s-1 on other parts of the model domain and often form counter-clockwise gyres on northeastern or over the entire Grand Bank. While there is an overall trend of increasing wave height and wind-driven current with increasing storm wind speed, storm paths closer to the Grand Banks, shorter distance between storm center and model domain and slower storm translation speed also contribute to stronger wind-driven currents. Surface and near-bed wind-driven currents both rotate clockwise and decrease in strength as the storm moves across the Grand Banks. While the storm impact on the surface currents is largely uniform, bottom currents show significant spatial variation of current magnitude and direction and the time of peak current conditions. On bank tops with shallower depths (~70 m), the direction of the wind-driven current is similar from the surface to the bottom but current speed decreases significantly. For areas with deeper depths, the bottom wind-driven currents not only decrease significantly in magnitude but their direction could also be opposite from the surface wind-driven currents. It is shown that the spatial patterns and vertical variations of the speed and direction of wind-driven currents are controlled by the changes of bathymetry and mixed layer depth over the model domain. Our model predictions establish that storm-generated currents can be 7 to 10 times higher than the background mean currents. These strong currents interact with wave oscillatory flows to produce shear velocities up to 10 cm s-1 and cause wide occurrences of strong sediment transport over nearly the entire Grand Banks.
Résumé(Résumé en langage clair et simple, non publié)
Les violentes tempêtes hivernales provoquent d'énormes vagues et de forts courants de fond qui ont des répercussions sur le fond marin et qui mettent en jeu des figures sédimentaires de grande taille sur les Grands Bancs de Terre-Neuve. Nous avons étudié les processus des vagues et des courants ainsi que les contraintes exercées sur le fond marin pendant de grandes tempêtes sur les Grands Bancs au moyen d¿une méthode de modélisation numérique. Les vagues d'une hauteur significative peuvent atteindre environ 14 m, tandis que les courants de surface atteignent environ 1 m s-1 au cours de grosses tempêtes. Les plus forts courants générés par des tempêtes près du fond marin atteignent 0,8 m s-1. Ils sont observés sur le banc de Saint-Pierre suivant des directions dominantes vers le sud et le sud-est. Tandis que la hauteur des vagues et les courants de vent augmentent en fonction de l'augmentation de la vitesse du vent, l'incidence d'une tempête est également déterminée par sa trajectoire, la distance entre le centre de la tempête et les Grands Bancs, et la rapidité avec laquelle la tempête se déplace. Les courants de surface et les courants proches du fond effectuent une rotation dans le sens horaire et diminuent en intensité à mesure que la tempête se déplace sur les Grands Bancs.
GEOSCAN ID296906