布鲁克林，高瓦纳斯——超级风暴桑迪的风暴潮在离我家仅一个多街区的地方停了下来，几乎精确地反映了纽约市疏散地图上两个不同附近洪水区域的边界。靠近长岛最西端高瓦纳斯运河的房屋、商店和仓库——由于工业遗产与暴雨中的污水溢流相结合，使其底部的淤泥、水域和邻近土地符合超级基金指定条件，成为美国污染最严重的地区之一——地下室和低层被变成了臭气熏天的水池。即使在第二天，这些污浊的水仍然被沙袋和其他可能的防洪措施困住。
在整个纽约大都会地区以及更南端的新泽西州，桑迪的飓风级大风吹倒了树木和电线，造成了估计200亿美元或更多的损失。但超过每小时74英里的风速最持久的影响可能来自它们推到陆地上的巨大涌水，摧毁了海滩，淹没了木板路，灌满了地铁隧道，破坏了电力基础设施，并摧毁了生命。
尽管可能很难相信，但这次事件本可能造成更大的破坏。“这不是最坏的情况，”美国国家海洋和大气管理局（NOAA）国家飓风中心（NHC）的风暴潮专家杰米·罗姆说。“最坏的情况是，一场强度更大的风暴以完全相同的路径来袭”，同时又在高潮时登陆。“那会造成更大的洪水，”他补充说。
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然而，超级风暴桑迪造成的大规模洪水在近几十年中已经是前所未有的。然而，据专家称，由于当地地理、脆弱的沿海开发以及气候变化导致的海平面上升的综合影响，在未来几十年，这种情况只会变得更有可能发生。未来，不需要像桑迪这样的“科学怪人风暴”来淹没该地区。鉴于这种现实，最好的防御措施可能是接受洪水不可避免的事实，并准备基础设施来承受洪水，就像在其他历史上更容易遭受风暴潮洪水的地区一样。
并非第一次洪水
当然，纽约大都会地区在其历史上遭受过破坏性的风暴潮，尽管大多数都不如这次严重。例如，在1960年，飓风唐娜作为2级热带气旋席卷了整个东海岸，风速超过每小时105英里。尽管唐娜有一些缓解因素——它在退潮时到达，而且这场风暴（像去年的1级飓风艾琳）是平行于海岸移动，而不是正面袭击海岸——但这些风仍然将足够的海水推入纽约港，造成了超过6英尺的风暴潮，同样淹没了曼哈顿的部分地区。
相比之下，桑迪的较大风暴潮是后热带气旋路径的结果，这场超级风暴转向并随后猛烈冲击了新泽西州的海岸，将一道惩罚性的水墙推到花园州的海岸，并向北推入纽约港。
风是如何产生风暴潮的？在热带气旋中，气压在边缘最高，在中心最低。空气以每小时74英里以上的速度流动，以填充那个低压区域。此外，低压本身也有助于提高其下方的海平面，从而在风暴中心登陆的地方加剧风暴潮。波浪作用本身也可以增强这种效果，随着波浪一个接一个地涌入岸边，风暴潮的高度会更高。
风暴潮最终影响还有一个重要因素：沿海地理。“风暴潮就像房地产：位置，位置，位置，”罗姆说。在纽约港，周围的海岸线起到了漏斗的作用，将越来越多的涌入水引导到越来越窄的区域。当大量的水以这种方式被限制时，“它别无选择，只能溢出并淹没周围的土地，”罗姆指出。而且，在海岸线平缓地向海洋倾斜，而不是陡峭地下降的地方，会产生更大的风暴潮。纽约市面积约305平方英里，由于其超过500英里的海岸线具有小海湾、海湾和其他可能引导上涨的海水深入内陆的潜在漏斗，因此特别容易受到风暴潮的影响。
风暴潮预测的艺术
应对此类洪水的一个重要部分是了解它们袭击的可能性，以及它们登陆时的高度。国家飓风中心的风暴潮部门的预测基于将在陆地上移动的水量，称为海平面以上的“湿”线。当然，预测永远不可能完美，罗姆（他也是一位前飓风专家）指出他的部门，因为影响风暴潮的参数每小时都在变化：精确的登陆位置、风力强度、接近海岸的角度、风暴移动的速度、风暴的大小等等。
事实上，国家飓风中心是世界上为数不多的提供多个风暴潮预测以帮助应急计划人员应对的机构之一。它从一个计算机模型开始，该模型考虑了海岸本身的数据，包括其轮廓、深度、自然结构和人造结构，以及河流进入的位置和其他因素。然后，计算机根据输入的风速、风暴本身的速度及其总大小来模拟风暴潮，而这些反过来又基于国家飓风中心的人类飓风专家给出的最佳预测。大多数风暴潮预测到此结束，只给出一个最佳猜测。
但即使是拥有最好的工具和最丰富经验的最佳气象学家也无法精确预测这些事情中的任何一件，因此国家飓风中心会多次运行该模型，并对风暴输入进行多种变化，例如风速或风暴的总面积。风暴潮的水平可能会随着这些因素的相对较小的波动而迅速变化。“这非常棘手，”罗姆说。“气象的细微变化会产生巨大的差异。”
例如，2004年的飓风伊万改变了其路径，其风眼经过莫比尔湾的东部，而不是像基于预报的那样在其西部。根据罗姆的说法，这种小于30英里的方向变化使实际的风暴潮减少了10英尺，将水推离海湾而不是推入海湾。“任何认为他们可以在提前两到三天内预测30英里范围内的登陆点的人都不知道他们在做什么，”罗姆说。
或者以桑迪为例，尽管桑迪在登陆新泽西州之前录得了北卡罗来纳州以北任何风暴的最低气压——仅为943毫巴——但它仍然只是最弱的飓风级别，持续风速超过每小时74英里。相反，超级风暴桑迪的巨大规模——风力分布在超过1000平方英里的巨大区域——产生了巨大的海水涌动。要理解这种差异，可以将较小的风暴想象成用手指划过浴缸——它不会扰动太多水——而较大的风暴就像将整个手臂穿过——你可以产生显着的水涌。
事实上，即使在风暴中心登陆几天后，桑迪蔓延的风场仍然将水位推高到正常水平以上。
创建更好保护措施的成本
地势低洼的纽约市及其所有的沿海开发项目尤其容易受到这些较高水位的影响。在墨西哥湾沿岸和佛罗里达州东部等飓风活动较为频繁的地区，防洪墙、堤坝甚至人工湿地有助于减轻风暴的影响。例如，有人提议扩建加尔维斯顿周围的堤坝，以保护其免受类似2008年飓风艾克那样的大风暴的袭击。
要充分保护曼哈顿，需要一个高、长且连续的防洪墙，环绕岛屿两侧，类似于长16公里、高5米、底部厚度近5米的加尔维斯顿海滨的防洪墙。在1960年飓风唐娜过后，实际上有人提议在康尼岛修建这样的海堤——但从未建成。
这并不是说这样的墙将是万能的。即使建造了这样的防御措施，这堵墙也可能在严重洪水中起到既挡水又挡水的作用，就像飓风艾克过后在加尔维斯顿发生的那样。这种方法在其他方面也不总是受欢迎：它会挡住海景。“你也有一个审美问题，”德克萨斯农工大学的地貌学家克里斯·豪泽指出。
理论上，自然的屏障——湿地、森林和沙洲——可以削弱风暴的影响。“它就像一道海堤，但它是用沙子做的，”Houser 在谈到沙洲及其沙丘时说道，这是他主要的研究领域。与纽约港等凹形海湾和入口的漏斗效应相比，这些沙洲的突出方式——它们的凸形——可以作为风暴潮的屏障。但是，纽约市周围没有足够的可用土地来恢复湿地或森林等自然防御措施。
无论如何，要阻止未来超级风暴的影响，就需要比天然的沙洲更大的沙洲。例如，在路易斯安那州，人造屏障的高度将是天然岛屿的三倍，以保护沿海财产以及石油和天然气基础设施。同样，需要在纽约港建造一个同样巨大的人造沙洲。
这使得一些可能过于昂贵的替代方案成为选择，例如像泰晤士河的潮汐屏障来保护伦敦，或者像荷兰那样的由堤坝、防洪堤和其他水控制结构组成的大型系统。但是，泰晤士河屏障的建造成本近 20 亿美元，每年的运营成本约为 1000 万美元。这种潮汐屏障至少一个世纪以来一直是一些纽约市规划者的梦想。
适应气候变化
似乎所有这些都还不够应对，还有一个额外的难题需要处理，那就是海平面上升。纽约市有两个主要因素在起作用。首先，在冰河时代冰川巨大重量移除后，陆地在更北端反弹，导致曼哈顿岛本身正在缓慢下沉。其次，与此同时，根据美国地质调查局的数据，在 20 世纪，海洋在当地上升了近 3 英寸。这些变化将使创造对风暴潮的长期保护变得更具挑战性。“你正在从一个新的零点开始，”Rhome 说。“完全相同的风暴在未来会产生更严重风暴潮。”
例如，荷兰正在计划到本世纪末海平面上升近一米，尽管这处于科学预测的上限。荷兰的计划既要加强和加高现有的堤坝和防洪堤，也要像数百年来一样，准备某些区域作为安全泄洪区，在必要时准备被淹没。
在未来，为这种不可避免的洪水做好准备将与试图阻止此类事件一样重要，甚至更重要。“曼哈顿再次遭遇风暴潮的机会越来越高，”Houser 指出。基础设施——特别是位于地下的基础设施，例如地铁隧道和重要设备——必须做好防洪准备。例如，地下室的发电机或燃料箱可以重新安置，并且可以保护隧道中的泵，以便它们以后可以完成排水工作。
这将帮助纽约市应对未来可能比桑迪飓风造成更多洪水的超级风暴。幸运的是，对于大都市地区来说，这场后热带气旋没有在倾泻海水的相同地方降雨。当降雨和风暴潮结合时，洪水会更加严重。“有些风暴会在河口处产生巨大的风暴潮，同时降下大量雨水，”Rhome 解释道。“它们可能会同时发生，产生难以置信的破坏性结果。”
事实上，纽约市的洪水区地图，就像美国各地市政当局的类似地图一样，是淡季计算机建模的直接结果，目的是了解在最坏的情况下可能发生的情况。因此，A 区很可能被该地区的任何热带气旋强度风暴淹没，而 C 区则需要风速超过 110 英里/小时的大型飓风。“C 区是最坏的情况，”Rhome 解释道。
在 Gowanus 的 C 区，这里的惨痛经历证实了这一点，即使是典型的东北降雨也会导致污水溢出到运河中，而在大雨中，当地街道可能会变成河流。将这种情况与超级风暴桑迪产生的那种海水涌浪结合起来，将会发生更加灾难性的洪水。这是一个纽约市——以及所有沿海城市——现在应该为之做好准备的未来。正如纽约州州长安德鲁·库莫在万圣节的新闻发布会上指出的那样，超级风暴桑迪的教训是“认识到气候变化是一个现实，极端天气是一个现实。我们很脆弱，这是一个现实。”