Extreme sea levels at selected stations on the Baltic Sea coast

Wolski, T.; Wiśniewski, B.; Giza, A.; Kowalewska-Kalkowska, H.; Boman, H.; Grabbi-Kaiv, S.; Hammarklint, T.; Holfort, J.; Lydeikaite, Ž.

doi:10.5697/oc.56-2.259

Artykuł - szczegóły

Tytuł artykułu

Extreme sea levels at selected stations on the Baltic Sea coast

Autorzy

Wolski T. , Wiśniewski B. , Giza A. , Kowalewska-Kalkowska H. , Boman H. , Grabbi-Kaiv S. , Hammarklint T. , Holfort J. , Lydeikaite Ž.

Wybrane pełne teksty z tego czasopisma

Identyfikatory

DOI

10.5697/oc.56-2.259

Warianty tytułu

Języki publikacji

Abstrakty

The purpose of this article is to analyse and describe the extreme characteristics of the water levels and illustrate them as the topography of the sea surface along the whole Baltic Sea coast. The general pattern is to show the maxima and minima of Baltic Sea water levels and the extent of their variations in the period from 1960 to 2010. A probability analysis is carried out on the annual sea level maxima and minima for 31 water level gauges in order to define the probability of occurrence of theoretical sea levels once in a specific number of years. The spatial distribution of sea levels for hundred-year maximum and minimum water levels is illustrated. Then, the number of storm surges for the accepted criteria are presented: these numbers increased in the 50-year period analysed. The final part of the work analyses some extreme storm events and calculates the static value and dynamic deformation of the sea surface by mesoscale, deep low-pressure systems.

Słowa kluczowe

extreme sea level storm surge fall of sea level Baltic Sea

Wydawca

Polish Academy of Sciences, Institute of Oceanology
Elsevier

Czasopismo

Oceanologia

Rocznik

2014

Tom

No. 56 (2)

Strony

259--290

Opis fizyczny

Bibliogr. 54 poz., rys., tab., wykr.

Twórcy

autor

Wolski T.

natal@univ.szczecin.pl

University of Szczecin, Faculty of Geosciences, al. Wojska Polskiego 107/109, 70-483 Szczecin, Poland

autor

Wiśniewski B.

Maritime University of Szczecin, Faculty of Navigation, Wały Chrobrego 1-2, 70-500 Szczecin, Poland

autor

Giza A.

University of Szczecin, Faculty of Geosciences, al. Wojska Polskiego 107/109, 70-483 Szczecin, Poland

autor

Kowalewska-Kalkowska H.

University of Szczecin, Faculty of Geosciences, al. Wojska Polskiego 107/109, 70-483 Szczecin, Poland

autor

Boman H.

Finnish Meteorological Institute, Erik Palménin aukio 1, FI-00560 Helsinki, Finland

autor

Grabbi-Kaiv S.

Swedish Meteorological and Hydrological Institute, Mustamäe tee 33, EST--10616 Tallinn, Estonia

autor

Hammarklint T.

Swedish Meteorological and Hydrological Institute, Sven Källfelts Gata 15, 42471 Göteborg, Sweden

autor

Holfort J.

Bundesamt für Seeschifffahrt und Hydrographie, Neptunallee 5, 18057 Rostock, Germany

autor

Lydeikaite Ž.

Environmental Protection Agency, Taikos pr. 26, LT--91149, Klaipeda, Lithuania

Bibliografia

[1]. Averkiev A. S., Klevanny K. A., 2007, Determining cyclone trajectories and velocities leading to extreme sea level rises in the Gulf of Finland, Russ. Meteorol. Hydrol., 32 (8), 514-519, http://dx.doi.org/10.3103/S1068373907080067
[2]. Averkiev A. S., Klevanny K. A., 2010, Case study of the impact of cyclonic trajectories on sea-level extremes in the Gulf of Finland, Cont. Shelf Res., 30 (6), 707-714, http://dx.doi.org/10.1016/j.csr.2009.10.010
[3]. Dziadziuszko Z., Jednorał T., 1996, Zagrożenia powodziowe powodowane spiętrzeniami sztormowymi u brzegów Bałtyku i Zalewu Wiślanego, [Flood hazard caused storm surges off the coast of the Baltic Sea and the Vistula Lagoon], Wiad. IMGW, 19 (3), 123-133.
[4]. Ekman M., 2009, The changing level of the Baltic Sea during 300 years: a clue to understanding the Earth, Summer Inst. Hist. Geophys., Åland Islands, 155 pp.
[5]. Encyclopaedia of Coastal Science, M. L. Schwartz (ed.), 2005, Springer, 1211 pp., http://dx.doi.org/10.1007/1-4020-3880-1
[6]. Gönnert G., 1999, The analysis of storm surge climate change along the German coast during the 20th century, Quatern. Int., 56 (1), 115-121, http://dx.doi.org/10.1016/S1040-6182(98)00028-7
[7]. Gönnert G., 2004, Maximum storm surge curve due to global warming for the European North Sea region during the 20th-21st century, Nat. Hazards, 32 (2), 211-218, http://dx.doi.org/10.1023/B:NHAZ.0000031314.21789.f2
[8]. Gönnert G., Dube S. K., Murty T., Seifert W., 2001, Global storm surges: theory, observations and applications, Die Küste, 63, 623 pp.
[9]. Gumbell E. J., 1958, Statistics of extremes, Columbia Univ. Press, New York, 375 pp.
[10]. Gurwell B., 2008, Coastal protection along the Baltic sea coast - Mecklenburg - Vorpommern, Die Küste, 74, 179-188.
[11]. Hammarklint T., 2009, The Swedish Sea Level Network, GLOSS Experts 11th Meeting, May 2009, 1-5.
[12]. Hupfer P., Harff J., Sterr H., Stigge H. J., 2003, Wasserstände an der Ostseeküste, Die Küste, 66, 4-331.
[13]. International Glossary of Hydrology, 1992, WMO, 385, 413 pp.
[14]. Jednorał T., Sztobryn M., Miłkowska M., 2008, Zastosowanie modelu statystyk pozycyjnych do prognozowania ekstremalnych poziomów Morza Bałtyckiego w polskiej strefie brzegowej, [Application of position statistics for prediction of extreme levels of Baltic Sea in Polish coastal zone], Inż. Mors. Geotech., 5, 257-263.
[15]. Jensen J., Müller-Navara S. H., 2008, Storm surges on the German Coast, Die Küste, 74, 92-124.
[16]. Johansson M., Kahma K., Boman H., Launiainen J., 2004, Scenarios for sea level on the Finnish coast, Boreal Environ. Res., 9, 153-166.
[17]. Kaczmarek Z., 1970, Metody statystyczne w hydrologii i meteorologii, [Statistical methods in hydrology and meteorology], Wyd. Kom. Łącz., Warszawa, 270 pp.
[18]. Kowalewska-Kalkowska H., 2012, Rola wezbrań sztormowych w kształtowaniu ustroju wodnego układu Dolnej Odry i Zalewu Szczecińskiego, [Impacts of storm surges on the water level in the water regime of the Lower Odra and the Szczecin Lagoon], Wyd. Nauk. US, 258 pp.
[19]. Lisowski K., 1960, Badania zjawisk hydrometeorologicznych na Bałtyku, [Research of hydrometeorological occurrences on the Baltic], Pomorze Zach., 1-2, 95-108.
[20]. Lisowski K., 1961, Nieokresowe wahania poziomu Bałtyku pod wpływem czynników anemobarycznych, [Aperiodic fluctuations of the level of Baltic under anemobaric factors], Arch. Hydrotech., 8 (1), 17-42.
[21]. Lisowski K., 1963, Zjawiska sztormowe w lutym 1962 i ich skutki, [Storm phenomena in February 1962 and their consequences], Zesz. Nauk. PS, 39, 7-30, (in Polish with Engl. summ.).
[22]. Majewski A., 1986, Skrajne wahania poziomu wody u polskich wybrzeży Bałtyku, [Extreme fluctuations of the water level on the Polish Baltic coast], Inż. Mors., 2, 46-50.
[23]. Majewski A., 1989, Niezwykłe krótkotrwałe wezbrania morza u południowych i wschodnich brzegów Bałtyku, [Unusual short-lived sea water level oscillations on the southern and eastern coasts of the Baltic Sea], Prz. Geofiz., 34 (2), 191-199, (in Polish with Engl. summ.).
[24]. Majewski A., 1998, Katastrofalne sztormy i powodzie u południowych brzegów Morza Bałtyckiego, [Disastrous storms and floods on the southern coasts of the Baltic Sea], Inż. Mors. Geotech., 2, 67-69.
[25]. Majewski A., Dziadziuszko Z., Wiśniewska A.,1983, Monografia powodzi sztormowych 1951-1975, [Monograph of storm floods 1951-1975], Wyd. Kom. Łącz., Warszawa, 216 pp.
[26]. Richter A., Groh A., Dietrich R., 2012, Geodetic observation of sea-level change and crustal deformation in the Baltic Sea region, Phys. Chem. Earth Pt. A/B/C, 53-54, 43-53, http://dx.doi.org/10.1016/j.pce.2011.04.011
[27]. Rosenhagen G., Bork I., 2009, Rekonstruktion der Sturmwetterlage vom 13. November 1872, Die Küste, 75, 51-70.
[28]. Skriptunov N.A., Gorelits O.V., 2001, Wind-induced variations in water level in river mouths, Water Res., 28 (2), 174-179, http://dx.doi.org/10.1023/A:1010379601057
[29]. Stanisławczyk I., 2002, Validation of HIROMB model using an extreme hydrometeorological event, Environ. Chem. Phys., 24, 168-170.
[30]. Stanisławczyk I., Sztobryn M., 2000, Zmiany napełnienia Bałtyku jako wskaźnik oceanicznych wlewów powierzchniowych, [Changes in water volume content in the Baltic Sea as an indicator of surface inflows], [in:] Rola nawigacji w zabezpieczeniu działalności ludzkiej na morzu, XII Międzynarod. Konf. Nauk.-Tech., Wyd. AMW, Gdynia, 250-256, (in Polish with Engl. summ.).
[31]. Sterl A., van den Brink H., de Vries H., Haarsma R., van Meijgaard E., 2009, An ensemble study of extreme storm surge related water levels in the North Sea in a changing climate, Ocean Sci., 5, 369-378.
[32]. Stigge H. J., 1994, Die Wasserstände an der Küste Mecklenburg-Vorpommerns, Die Küste, 56, 1-24.
[33]. Suursaar ü., Kullas T., Kuusik T., 2007, Possible changes in hydrodynamic regime in the Estonian coastal waters (the Baltic Sea) as a result of changes in wind climate, J. Coast. Res., 50 (SI), 247-252.
[34]. Suursaar ü., Kullas T., Otsmann M., Kõuts T., 2003, Extreme sea level events in the coastal waters of western Estonia, J. Sea Res., 49 (4), 295-303, http://dx.doi.org/10.1016/S1385-1101(03)00022-4
[35]. Suursaar ü., Kullas T., Otsmann M., Saaremäe I., Kuik J., Merilain M., 2006, Cyclone Gudrun in January 2005 and modelling its hydrodynamic consequences in the Estonian coastal waters, Boreal Environ. Res., 11 (2), 143-159.
[36]. Suursaar Ü., Sooäär J., 2007, Decadal variations in mean and extreme sea level values along the Estonian coast of the Baltic Sea, Tellus A, 59 (2), 249-260, http://dx.doi.org/10.1111/j.1600-0870.2006.00220.x
[37]. Sztobryn M., Stigge H. J., Wielbińska D., Weidig B., Stanisławczyk I., Kańska A., Krzysztofik K., Kowalska B., Letkiewicz B., Mykita M., 2005, Storm surges in the southern Baltic (western and central parts), Rep. No. 39, Ber. Bundesamtes für Seeschiffahrt und Hydrographie (BSH), Hamburg, Rostock, 74 pp.
[38]. Sztobryn M., Weidig B., Stanisławczyk I., Holfort J., Kowalska B., Mykita M., Kańska A., Krzysztofik K., Perlet I., 2009, Negative surges in the southern Baltic Sea (western and central parts), Rep. No. 45, Ber. Bundesamtes für Seeschifffahrt und Hydrographie (BSH), Hamburg, Rostock, 71 pp.
[39]. Weisse R., von Storch H., 2010, Marine climate and climate change: storms, wind, waves, and storm surges, Springer Praxis Books, Chichester, 219 pp., http://dx.doi.org/10.1007/978-3-540-68491-6
[40]. Wielbińska Z., 1964, Wpływ cyrkulacji atmosfery na poziom morza, [The influence of the atmosphere circulation on the sea level], Pr. PIHM, Zesz. 2.
[41]. Wiśniewski B., 1996, Wezbrania sztormowe na polskim wybrzeżu Bałtyku, [Storm surges on the Polish coast of the Baltic Sea], [in:] Ogólnopolska Konferencja Naukowa - Współczesne Problemy Inżynierii Środowiska Wodnego, 50 lecie Wydziału Budownictwa i Architektury Politechniki Szczecińskiej, Wyd. PS, Szczecin, 233 pp.
[42]. Wiśniewski B., 1997, Zmienność zapasu wody pod stępką statku w czasie wezbrań sztormowych, [Variability of water reserve under a keel of ship during storm surges], Inż. Mors. Geotech., 5, 325-327, (in Polish).
[43]. Wiśniewski B., 2003, The influence of low-pressure systems on water levels in the Odra estuary, Severo-zapadny gosudarstvenny zaochny tiekhnichesky universitet, St. Petersburg, 183-193.
[44]. Wiśniewski B., Holec M., 1983, Zarys oceanografii. Tom 2, Dynamika morza, [An outline of oceanography Vol. 2, the Dynamics of the Sea], Wyd. WSMW, Gdynia, 137 pp.
[45]. Wiśniewski B., Kowalewska-Kalkowska H., 2007, Water level fluctuations in the Odra River mouth area in relation to passages of deep low-pressure systems, Ocean. Hydrobiol. St., 36 (1), 69-82, http://dx.doi.org/10.2478/v10009-007-0009-2
[46]. Wiśniewski B., Wolski T., 2009a, Katalogi wezbrań i obniżeń sztormowych poziomów morza oraz ekstremalne poziomy wód na polskim wybrzeżu, [Catalogues of sea level storm surges and falls and extreme water levels on the Polish coast], Wyd. Nauk. Akad. Mors., Szczecin, 158 pp., (in Polish with Engl. summ.).
[47]. Wiśniewski B., Wolski T., 2009b, Occurrence probability of maximum sea levels in Polish ports of Baltic Sea coast, Polish Marit. Res., 16 (3), 62-69, http://dx.doi.org/10.2478/v10012-008-0035-3
[48]. Wiśniewski B., Wolski T., 2011, Physical aspects of extreme storm surges and falls on the Polish coast, Oceanologia, 53 (1-TI), 373-390, http://dx.doi.org/10.5697/oc.53-1-TI.373
[49]. Wiśniewski B., Wolski T., Giza A., 2014, Adaptacja Europejskiego Wysokościowego Układu Odniesienia (EVRS) dla zobrazowania zmienności powierzchni wód Morza Bałtyckiego, [Adaptation of the European Vertical Reference System (EVRS) to illustrate the variability of the surface waters of the Baltic Sea], Wyd. Nauk. Akad. Mors., Szczecin, (in press).
[50]. Wolski T., Wiśniewski B., 2012, Changes of maximum sea levels at selected gauge stations on the Polish and Swedish Baltic coast, Stud. Prac. WNEiZ, 29, 209-227.
[51]. Woodworth P. L., Flather R. A., Williams J. A., Wakelin S. L., Jevrejeva S., 2007, The dependence of UK extreme sea levels and storm surges on the North Atlantic Oscillation, Cont. Shelf Res., 27 (7), 935-946, http://dx.doi.org/10.1016/j.csr.2006.12.007
[52]. Woth K., Weisse R., von Storch H., 2006, Climate change and North Sea storm surge extremes: an ensemble study of storm surge extremes expected in a changed climate projected by four different Regional Climate Models, Ocean Dynam., 56 (1), 3-15, http://dx.doi.org/10.1007/s10236-005-0024-3
[53]. Wróblewski A., 1975, Occurrence probability of maximum yearly levels of Baltic Sea in Gdańsk Nowy Port, Kołobrzeg and Świnoujście, Oceanology, 6, 37-53, (in Polish).
[54]. Wróblewski A., 1991, Sea level and storm surge forecasting in the Southern Baltic, Oceanologia, 31, 5-23.

Typ dokumentu

Bibliografia

Identyfikator YADDA

bwmeta1.element.baztech-15a878a1-a13d-4bbd-bf4e-4116f4fa4ce3