Blog

May 12, 2023

L'utilité des enregistrements historiques pour l'analyse des risques dans une zone d'influence marginale des cyclones

Communications Terre & Environnement

Communications Terre & Environnement volume 4, Numéro d'article : 193 (2023) Citer cet article

629 accès

6 Altmétrique

Détails des métriques

Le parc marin de Shark Bay est un bien du patrimoine mondial de l'UNESCO situé dans une région d'influence marginale des cyclones tropicaux. La gestion durable de cet environnement unique face aux changements climatiques nécessite une compréhension quantifiée de sa vulnérabilité aux aléas naturels. Ici, nous décrivons une analyse structurée de nouvelles informations d'archives historiques qui ont révélé des rapports d'une onde de tempête extrême associée à un cyclone tropical en 1921 qui a généré un écoulement de surface remarquable qui a laissé des poissons et des requins bloqués jusqu'à 9,66 km (6 miles) à l'intérieur des terres. Les informations pondérées des archives historiques sont placées dans un nouveau cadre et alimentent la modélisation de cet événement qui améliore la compréhension de son ampleur et fournit des enregistrements des impacts de ce qui s'est passé ce jour-là et notamment aussi dans les années suivantes. La suite de pistes plausibles qui reproduisent les données historiques contextualisent la tempête comme une tempête marginale de catégorie 4 ou 5 et son intervalle de retour comme équivalent ou légèrement supérieur au niveau de planification local actuel pour les inondations côtières dans la région. Le résultat souligne l'importance globale d'examiner l'événement maximal probable pour la gestion des risques dans les zones d'influence marginale des cyclones où se trouvent des écosystèmes vulnérables ou des infrastructures régionales vitales d'importance économique clé, et la nécessité de prendre en compte le risque de CT dans la conservation et la planification marines dans le bien du patrimoine mondial de Shark Bay.

Les cyclones tropicaux (TC) présentent un risque considérable à l'échelle mondiale et l'examen des changements dans le risque de cyclone et la détermination des facteurs de causalité de ces changements sont essentiels aux mesures d'adaptation aux événements cycloniques1. On pense traditionnellement que l'augmentation des intensités de TC est associée à un réchauffement climatique2. Cependant, la confiance dans cette association est diminuée dans les sites d'influence marginale des cyclones ou dans les zones où les observations de cyclones ont été mal enregistrées ou là où les données instrumentales disponibles sont inhibées par une mauvaise résolution spatiale et temporelle3. De telles limitations entraînent des difficultés à détecter l'importance de toute tendance d'intensité dans les observations car celles-ci sont intrinsèquement liées aux hétérogénéités dans les enregistrements instrumentaux passés relativement courts des TC. Des travaux récents ont renforcé la confiance dans les projections d'augmentation de l'intensité du TC dans le cadre d'un réchauffement continu1,2,4.

Les cyclones tropicaux sont susceptibles de se déplacer vers les pôles dans un climat qui se réchauffe5,6,7 et certains suggèrent que cette tendance est particulièrement évidente dans l'hémisphère sud8. Des preuves des déplacements vers les pôles des trajectoires des tempêtes ont été trouvées à la fois dans les réanalyses des enregistrements instrumentaux9,10 et dans les projections de modèles numériques, y compris des modèles avec des concentrations de gaz à effet de serre accrues1,5,8,11,12,13,14. Par exemple, Chang et al.8 suggèrent que les trajectoires des tempêtes pourraient probablement se déplacer vers les pôles entre 1° et 2° de latitude en moyenne si les émissions de CO2 doublaient. Un doublement du niveau de CO2 peut sembler peu probable, mais 10 ans après Chang et al.8, les niveaux de CO2 sur papier ont déjà augmenté à plus de 420 ppm et le taux d'émissions continue d'augmenter à l'échelle mondiale15. Alors que plusieurs mécanismes ont été mis en avant pour expliquer le déplacement vers les pôles, il y a eu peu ou pas de consensus sur les processus dominants qui sont à l'origine d'une telle tendance16. Quel que soit le mécanisme causal, la migration vers les pôles des TC est susceptible d'affecter des zones situées au-delà des points chauds traditionnels des TC. Cette probabilité souligne la nécessité de constituer des registres solides et longs de l'activité cyclonique dans les zones à risque cyclonique peu fréquent que l'on trouve dans les bassins océaniques sujets aux cyclones.

Shark Bay se trouve sur la côte ouest de l'Australie à une latitude de 26°S, à la limite sud de l'influence de TC sur la marge orientale de l'océan Indien. Shark Bay est reconnue comme un bien du patrimoine mondial de l'UNESCO car elle abrite les assemblages d'herbiers marins les plus vastes et les plus diversifiés au monde17. La zone de Shark Bay fournit également des habitats favorables pour la faune marine à haute valeur de conservation, notamment les dugongs et les tortues marines18,19. Il possède également les stromatolites et les tapis microbiens les plus diversifiés au monde20. Le parc marin de Shark Bay (SBMP) fait partie du bien du patrimoine mondial. Connue localement sous le nom de Gathaagudu (Two Bays), Shark Bay est la plus grande baie marine d'Australie et se compose de deux golfes peu profonds d'une profondeur moyenne inférieure à 10 m (Fig. 1). Les modèles de cycle de marée de Shark Bay sont mixtes diurnes et semi-diurnes avec une amplitude de 1,4 m et la baie est orientée dans la direction nord-sud et a une bathymétrie peu profonde et complexe21. La morphologie allongée nord-sud de la baie présente des caractéristiques susceptibles d'amplifier l'amplitude de l'onde de tempête lors du passage des rares TC saisonniers.

Dossiers historiques des impacts de 1921 TC, Shark Bay, Australie. A Indique l'emplacement de Shark Bay sur la côte ouest de l'Australie ainsi que les trajectoires des cyclones de 1980 à 2005 à partir de la base de données International Best Track Archive for Climate Stewardship (IBTrACS)102. Les données de terrain des sites I à IV (B) ont été utilisées pour contraindre la reconstruction du modèle inverse de l'onde de tempête et de ses impacts. La meilleure piste27 du Bureau of Meteorology pour le probable cyclone de 1921 est indiquée par une ligne pointillée jaune dans les deux panneaux A et B. Les panneaux A et B utilisent Google Earth avec des données de SIO, NOAA, US Navy, NGA, GEBCO et des images de Landsat / Copernicus.

Actuellement, les recherches dans le cadre du SBMP se concentrent principalement sur les impacts environnementaux des événements extrêmes tels que la canicule marine de 2010/1122,23,24,25. En revanche, les TC et le risque d'onde de tempête restent relativement peu étudiés malgré la menace que les TC font peser sur le statut des valeurs du patrimoine mondial, la sécurité des infrastructures côtières, les valeurs culturelles autochtones et les moyens de subsistance locaux dans une économie régionale fortement dépendante du tourisme axé sur la nature20. Cette ignorance est probablement due à la survenue relativement rare d'événements de TC dans la région, car aucun événement d'onde de tempête dommageable n'a été enregistré depuis la création du SBMP en 1994.

Des observations satellitaires fiables des cyclones tropicaux en Australie occidentale ont commencé au cours de la saison 1969/7026. Au cours de l'ère satellitaire, une moyenne d'environ un TC capable de générer des vents dépassant la force coup de vent ou 34 nœuds se produit tous les cinq ans dans la principale ville régionale de Denham (Fig. 1)27. Les enregistrements récents de cyclones tropicaux dans la région de Shark Bay incluent TC Seroja (2021), TC Hazel (1979) et TC Herbie (1988)28,29,30,31,32,33. Les archives historiques indiquent que plusieurs événements graves de TC ont été observés à Shark Bay, notamment les 28 février et 1er mars 1839, le 25 février 1893, le 24 janvier 1898 et le 11 février 1937, en plus de l'événement des 17 et 18 février 1921 rapporté ici. Au-delà des archives historiques, des études géologiques menées près de Hamelin Pool, dans le sud de la baie Shark (Fig. 1) estiment une fréquence de TC sévère de 190 à 270 ans au cours de l'Holocène, sur la base de crêtes de coquillages parallèles à proximité34.

Les ondes de tempête sont des événements extrêmes au niveau de la mer provoqués par une combinaison de vents forts accumulant de l'eau contre le littoral et une surélévation du niveau local de la mer au large par une pression atmosphérique plus basse. Les ondes de tempête peuvent produire un écoulement de surface important et des inondations côtières sur les côtes vulnérables35,36. Le risque d'onde de tempête est généralement caractérisé par la période de retour ou l'intervalle de récurrence moyen (ARI), qui est simplement exprimé comme le temps moyen entre les événements d'une hauteur d'onde de tempête particulière. Le développement côtier sur la côte ouest de l'Australie nécessite la prise en compte d'un ARI de 500 ans pour les inondations côtières. Cependant, il est difficile d'estimer ce niveau à partir de mesures en raison de l'historique limité des ondes de tempête induites par les cyclones, tant dans le temps que dans l'espace37. Des événements historiques limités, ainsi que la rareté des enregistrements de marégraphes remontant au début du XXe siècle, compromettent considérablement les données disponibles pour effectuer une analyse précise de l'ARI et limitent donc l'exactitude de ces valeurs. La plupart des analyses ARI utilisent des cadres de modélisation stochastique qui génèrent une climatologie synthétique des TC et des ondes de tempête basée sur la climatologie historique des événements de TC38,39. L'évaluation de la qualité de cette climatologie historique sous-jacente fait donc partie intégrante de l'amélioration de la précision de l'analyse ARI.

Les enregistrements historiques peuvent jouer un rôle important dans l'évaluation de nombreux dangers, car ils répondent à une limitation inhérente des données posée par des enregistrements instrumentaux relativement courts, spatialement limités et fragmentés40,41,42. Ici, nous examinons des enregistrements historiques uniques d'un cyclone intense ayant touché terre sur la côte de Shark Bay les 17 et 18 février 1921. Nous proposons un cadre de validation pour l'utilisation d'observations historiques et décrivons une méthodologie pour reconstruire des tempêtes historiques dans des contextes d'influence cyclonique marginale.

Dans cette étude, nous comparons un enregistrement historique d'un impact de cyclone majeur avec le meilleur ensemble de données de suivi du Bureau australien de météorologie (BOM). Les ensembles de données les plus performants sont largement utilisés dans les applications météorologiques et climatiques et ils s'accompagnent intrinsèquement d'un niveau d'incertitude en termes de position et d'intensité des TC43,44. En règle générale, l'incertitude de position et d'intensité diminue à mesure que les cyclones deviennent plus intenses, car l'émergence d'un œil cyclonique dans les ensembles de données satellitaires permet une plus grande précision pour déterminer le centre de circulation43. L'incertitude quant à la position et à l'intensité de la meilleure piste n'est pas triviale et les ensembles de données sur la meilleure piste doivent être réexaminés lorsque de nouvelles observations issues des ensembles de données historiques ou instrumentales sont mises au jour ou que des progrès sont réalisés sur la manière d'intégrer différentes sources d'informations dans les ensembles de données sur la meilleure piste.

Des efforts de recherche considérables ont été déployés pour intégrer les archives préhistoriques et paléo aux évaluations régionales des risques de cyclones dans seulement quelques endroits dans le monde45,46,47, y compris quelques études sur la côte ouest de l'Australie34,48. Les dépôts de sédiments laissés par le débordement des tempêtes sont sans doute le proxy le plus fréquemment utilisé pour la reconstruction des tempêtes passées45,46 et ils peuvent fournir des enregistrements d'une durée centenaire à millénaire pour examiner la fréquence des inondations causées par les ondes de tempête. Cependant, ces enregistrements indirects dépendent fortement de la géomorphologie côtière, des conditions hydrodynamiques et des caractéristiques des tempêtes49 et n'enregistrent que les événements les plus percutants sur un site, car seules les ondes de tempête les plus intenses laissent des signatures sédimentaires dans les environnements côtiers.

Récemment, les enregistrements à haute résolution capables d'une résolution annuelle sont devenus populaires et ceux-ci proviennent généralement d'études géochimiques des rapports isotopiques mesurés dans les spéléothèmes50 ou les cernes des arbres51,52. Les cernes des arbres ont également l'avantage supplémentaire d'appliquer des mesures dérivées de la largeur des cernes pour produire des estimations des précipitations des cyclones tropicaux53,54. La mise en évidence des enregistrements historiques détaillés des tempêtes passées comme celle présentée ici fournit des références croisées précieuses pour les enregistrements à haute résolution et contribue à la création d'enregistrements proxy plus robustes.

Dans l'histoire du climat, les observations historiques du temps et du climat comblent une lacune critique entre les enregistrements instrumentaux et les ensembles de données paléoscientifiques à long terme55. Les enregistrements historiques peuvent fournir des détails sur les événements TC pour reconstruire l'événement grâce à la modélisation numérique56,57,58,59. Les résumés des cyclones tropicaux en Australie-Occidentale pour l'ère pré-satellite ont indiqué que l'événement de 1921 a entraîné deux décès et environ 10 000 £ d'infrastructures perdues et endommagées, affectant principalement l'industrie perlière locale60,61.

Grâce à une étude approfondie des archives du State Records Office of Western Australia et des articles de journaux via la base de données «Trove» de la Bibliothèque nationale d'Australie, nous avons découvert des preuves supplémentaires des impacts de 1921 TC. Notre enquête a localisé un témoignage écrit à la main détaillé du TC de 1921 par un inspecteur de Pearling, M. Wally Edwards, qui a été témoin du cyclone et de ses conséquences. Le témoignage constituait des observations des impacts du cyclone dans les zones les plus touchées du golfe occidental de Shark Bay, couvrant une période de plus de 6 semaines après l'événement.

La qualité des informations historiques intégrées dans la modélisation numérique a été quantifiée via un nouveau cadre de données historiques quantifiés (QHDF) où les récits historiques ont été examinés à l'aide d'une évaluation en cinq dimensions selon les axes de « proximité », « immédiateté », « précision », « impartialité » et « provenance » (voir méthodes) qui ont reçu une pondération égale en termes d'importance. Le récit d'Edwards se distingue comme incroyablement détaillé, cohérent et robuste et en particulier, il a noté que les marées de tempête étaient respectivement d'environ 3,0 m (10 pieds) et d'environ 6,1 m (20 pieds) au-dessus de la marée la plus élevée à Denham (Site I) sur la rive est de Freycinet Reach et à Useless Inlet (Site II) sur la rive ouest. Il convient également de noter, Edwards, a constaté que les inondations et les inondations terrestres ont culminé à environ 2,1 m (7 pieds) au-dessus du niveau du sol sur le site III à l'extrémité sud de Freycinet Reach près de la station Tamala (Fig. 1). Près du site III, Edwards a également trouvé des requins et des poissons échoués jusqu'à 9,66 km (6 miles) à l'intérieur des terres - une note claire sur l'étendue probable de l'écoulement de surface dans la région. En outre, Edwards a observé des échouements de navires, des puits côtiers inondés, des inondations et une géomorphologie côtière altérée à d'autres endroits de Freycinet Reach et de l'estuaire de Freycinet (figure 1 et tableau supplémentaire 1). Des preuves d'impacts socio-économiques et environnementaux à plus long terme ont également été rassemblées à partir de sources d'archives (tableau supplémentaire 2) pour faciliter la comparaison avec les impacts documentés d'événements TC plus récents.

Les rapports météorologiques publiés après l'événement indiquent qu'au moins trois navires ont probablement fait des observations du cyclone de 1921 au large de la côte ouest de l'Australie. Le SS Toromeo, au sud-ouest de Fremantle, le 19 février ; et le SS Great City et le SS Carignano, à l'ouest de Shark Bay les 18 et 19 février62. Ces navires sont la source probable des observations météorologiques instrumentales extraites de l'International Comprehensive Ocean-Atmosphere Data Set (ICOADS; Fig. 1 supplémentaire). Il convient de noter qu'une pression de surface minimale de 988,5 hPa a été observée par un navire (nom non indiqué) à environ 300 km à l'ouest du TC déduit à 01 UTC le 18 février 1921. Cela implique en outre que la tempête était d'une intensité et d'une taille beaucoup plus grandes que précédemment suggéré.

Nous avons utilisé des modèles numériques pour reconstruire le TC de 1921 et avons cherché à savoir si les niveaux d'eau élevés et les inondations décrits dans les archives historiques pouvaient être reproduits. Nous utilisons une approche de modélisation inverse non linéaire semblable à un modèle de recherche de grille avec des éléments de force brute selon les données historiques. Les niveaux des ondes de tempête dans les estuaires et les baies semi-fermées sont très sensibles aux changements des paramètres TC tels que la pression centrale, l'angle d'approche de la côte, la vitesse d'avancement et le rayon des vents maximaux (RMW)63,64,65,66. Par exemple, un changement de l'angle d'approche de la côte de 10 à 15° a été signalé comme entraînant une variation >0,5 m de la magnitude de l'onde de tempête67. Si l'angle d'approche du cyclone de 1921 s'alignait sur l'orientation NNO-SSE de l'axe longitudinal de Shark Bay, cela amplifierait probablement l'onde de tempête à l'extrémité sud de la baie (Fig. 1). L'objectif de l'exercice de modélisation est d'estimer les combinaisons probables de paramètres de trajectoire du TC qui ont abouti aux observations historiques d'inondation par marée de tempête, et ainsi d'établir l'intensité et la catégorie probables du TC de 1921 sur la base d'une suite de sorties de modèle qui correspondent aux données de terrain (Fig. 2).

Figure schématique résumant la méthodologie pour reconstruire les cyclones historiques qui ont touché terre. Le QFHD permet une évaluation détaillée de l'ensemble de données historiques et une occasion d'examiner la cohérence et la qualité des données historiques utilisées dans les reconstructions.

Un ensemble de 225 simulations numériques a été réalisé, en utilisant d'abord la trajectoire spécifiée par le Bureau australien de météorologie (BOM) Previous Tropical Cyclones: The Australian Tropical Cyclone Database27 du TC de 1921 (Fig. 1B et Tableau 1). Ensuite, nous modélisons un ensemble de trajectoires de cyclones avec différentes vitesses d'avancement, RMW, angles d'approche et positions de trajectoire (Fig. 2 supplémentaire et Tableau supplémentaire 4). Cet exercice peut être considéré comme une approche de modélisation inverse, non linéaire et guidée par des experts (Fig. 2), dans laquelle la distribution sous-jacente de chaque paramètre de trajectoire de cyclone est d'abord informée par la trajectoire de cyclone archivée, puis variée dans des plages de faisabilité limitées par les observations historiques.

L'ensemble de test de pistes de cyclone représentant le TC de 1921 se compose de 225 pistes (tableau supplémentaire 4), qui sont constituées de combinaisons construites à partir de ; cinq pressions centrales, trois rayons de vents maximaux (RMW), trois orientations différentes de la trajectoire à l'atterrissage et cinq positions de trajectoire (décalant vers l'ouest de 0,1 ° par rapport à la position de la meilleure trajectoire de la BOM). L'œil du cyclone a également été déplacé vers l'arrière le long de la trajectoire pour refléter les changements de RMW tout en maintenant le moment de l'apparition des vents du nord-est à Denham noté dans le dossier historique d'Edwards. Les observations à bord des navires à partir de récits historiques indiquent des coups de vent étendus au large, de sorte que les rayons des coups de vent ont été fixés à 400 km pour toutes les pistes d'essai.

Nous avons simulé le vent cyclonique et les champs de pression à l'aide d'un modèle paramétrique68. Le modèle utilise les informations de trajectoire de TC telles que les pressions centrale et ambiante et les rayons des vents maximaux et des coups de vent. Pour la modélisation des ondes de tempête, nous avons appliqué le modèle océanique du sud-ouest de l'Australie de Baird69,70 qui est construit dans le modèle hydrodynamique vertical 2D open source à maillage non structuré Delft3D-FM71,72,73 (voir la section "Méthodes" ; Fig. 2A, B supplémentaire). Le modèle de Baird a déjà été calibré pour la marée astronomique et validé pour 35 événements historiques d'ondes de tempête TC à l'échelle de l'Australie, et il a pu reproduire les résidus de marée de pointe mesurés avec un ajustement linéaire de 0,9957 (R2 = 0,96)70. Nous notons que notre étude ne tient pas compte de la contribution des vagues aux niveaux élevés des eaux côtières via la formation des vagues en tant que composante des processus de run-up. L'environnement des vagues du golfe de Shark Bay serait limité en profondeur en raison des eaux peu profondes où le déferlement des vagues dans de telles conditions énergétiques se produit au large et limiterait ainsi la contribution des vagues aux hauteurs des inondations côtières notées. La configuration des vagues résultant du déferlement des vagues dans la baie est susceptible d'augmenter les niveaux d'eau aux emplacements des marégraphes de l'ordre de 0,1 à 0,2 m, comme cela a été constaté pour des environnements et des conditions cycloniques similaires (par exemple, à proximité de Mermaid Sound, Australie occidentale (Churchill et al.73), ainsi que de Moreton Bay, Queensland74,75).

La qualité des informations historiques intégrées dans la modélisation numérique a été quantifiée à l'aide de l'évaluation en cinq dimensions de notre QHDF. À l'aide du QHDF, les observations d'Edwards et d'autres observateurs à Denham ont été classées par ordre de priorité, suivies des observations faites par Edwards à la station de Tamala (Site III), et suivies des comptes rendus d'inondation à Useless Inlet (Site II) et à d'autres endroits (tableau supplémentaire 5).

Notre simulation numérique de la meilleure trajectoire de 1921 TC BOM (Fig. 1 et Fig. 2D supplémentaire) ne reproduit pas l'onde de tempête extrême autour de Shark Bay qui a été observée dans les archives historiques. L'onde de tempête maximale simulée à l'aide de la meilleure trajectoire de la nomenclature TC de 1921 n'était que de 0,86 m à Denham et de 1,28 m à l'emplacement d'atterrissage, ce qui est inférieur de plus de 50 % aux données d'observation (tableau 1).

Les résultats de la simulation numérique de 225 scénarios indiquent qu'il existe une variabilité considérable de l'amplitude des ondes de tempête lorsqu'elles sont soumises à des variations des paramètres de trajectoire de TC à Denham (Site I) et à l'atterrissage (Fig. 3). Sur les 225 scénarios simulés, 29 satisfont aux contraintes des observations historiques à Denham uniquement, y compris les vents de pointe du quadrant nord-est dépassant la force coup de vent (34 m/s) et le niveau d'eau de pointe à la marée de vive-eau > 3 m (10 pi ; Fig. 3). L'ajout des contraintes à Useless Loop (Site IV) et à l'atterrissage au nord de Tamala Station (Site III) réduit le nombre de scénarios de tempête qui correspondent au record historique à cinq (Tableau 1).

Sorties du modèle de la vitesse maximale du vent par rapport à l'onde de tempête maximale à Denham (site I) pour les variantes de la meilleure trajectoire de la nomenclature TC de 1921 : pression centrale, rayon des vents maximaux, orientation à l'atterrissage, position de la trajectoire. Collectivement, 29 scénarios correspondent aux enregistrements historiques de Denham.

Les résultats de notre modélisation numérique indiquent une pression centrale probable pour le TC de 1921 dans la plage de 930-945 hPa correspondant à un TC de catégorie 4 ou à la limite de la catégorie 5. Celle-ci est d'une intensité bien supérieure à celle qu'implique le BOM Best Track record avec un Pc de 989 hPa (tableau 1). Cela suggère également que l'onde de tempête de TC de 1921 est à égalité avec le cyclone Vance qui a traversé le golfe d'Exmouth à environ 450 km au nord de Denham en 199976,77,78 mais il n'était probablement pas d'une telle intensité (Vance était de 910 hPa)30. La tempête de 1921 était également probablement d'une intensité et d'un impact similaires à ceux du cyclone Yasi, qui a frappé le centre du Queensland sur la côte nord-est de l'Australie en 201178.

Une conclusion clé est que cela classe cette tempête comme l'événement le plus intense enregistré dans la région de Shark Bay par rapport aux archives BOM Best Track33 et l'événement TC le plus intense enregistré en Australie occidentale au sud de 25°S. En Australie-Occidentale, 25°S est une frontière géographique importante, car c'est là que le code du bâtiment de l'État concernant les vents passe à la région C (risque plus faible) de la région D au nord79. Cela implique que le risque posé par les vents cycloniques au sud de 25°S peut également être sous-estimé.

La figure 4 montre les résultats du modèle pour l'exécution 180, l'une des 5 exécutions du modèle les plus cohérentes (tableau 1) avec les observations historiques. Cet exemple (exécution 180) reproduit une onde de tempête à Denham de 3,2 m + 0,8 m à marée haute, ce qui donne un niveau d'eau total au-dessus du MSL de 4,0 m - cohérent avec la hauteur d'inondation observée comprise entre 2,1 m (7 pi) et 3,05 m (10 pi), avec une très faible élévation de 2 à 3 m MSL sur l'estran côtier bas de Denham. Tous les scénarios présentés dans le tableau 1 sont cohérents avec le récit d'Edwards, qui rapporte que l'inondation s'est produite au sommet de la marée vive. L'œil du cyclone dans les 5 scénarios du modèle n'a pas traversé Denham, ce qui est encore une fois cohérent avec les récits historiques.

Résultats du modèle pour l'exécution 180. Ce modèle est l'un des cinq cohérents avec les observations historiques, à Denham, d'un niveau d'eau supérieur à 3 m du niveau moyen de la mer et cohérent avec l'inondation observée entre 2,1 m (7 pi) et 3,05 m (10 pi) sur terre. Le modèle reproduit également les ondes de tempête extrêmement élevées à Useless Loop (Site IV) et à l'atterrissage au nord de la station Tamala (Site III).

Une contrainte notable est les observations historiques d'écoulement de surface et de poissons échoués s'étendant sur 6 miles à l'intérieur des terres à la station Tamala à l'extrémité sud de Shark Bay (Fig. 1 et tableau supplémentaire 1). Le paysage autour de la station de Tamala est dominé par un champ de dunes à faible relief orienté nord-sud, comme indiqué par les stries sur l'imagerie satellitaire et décrit par Playford et al. 31. Une analyse rapide de l'imagerie satellitaire de la topographie STRM et de GoogleStreetMap (Fig. 3 supplémentaire) indique que les zones de terres basses avec des élévations <6 m pourraient être connectées bien à l'intérieur des terres au-delà de la station Tamala. Nous n'avons pas modélisé l'écoulement de surface en raison du manque de données d'altitude de qualité dans cet endroit très éloigné. Cependant, nos résultats montrent que le niveau d'eau élevé était probablement d'environ 6 m au-dessus du niveau moyen de la mer près de la côte à l'extrémité sud du golfe près de la station Tamala (site III). Actuellement, nous n'avons pas été en mesure de modéliser si une marée de tempête de cette ampleur pourrait propager la distance observée à l'intérieur des terres, car cela dépasse la portée de ce projet et cela est noté comme une limitation et une voie de recherche future. Cependant, nous interprétons à partir de la géomorphologie qu'étant donné l'orientation normale nord-sud du rivage du champ de dunes à faible relief, il est probable qu'une onde de tempête dépassant 5 m puisse se propager aussi loin à l'intérieur des terres (Fig. 3 supplémentaire). De plus, l'ampleur de l'onde de tempête a probablement causé une modification considérable des reliefs côtiers mous par des processus de transport de sédiments, détruisant des dunes et creusant de nouveaux canaux. La modélisation couplée hydrodynamique - transport des sédiments dépasse également le cadre de cette étude pour cet événement historique compte tenu des données d'observation très limitées.

Nous contextualisons la sévérité du TC de 1921 par rapport aux niveaux de planification actuels pour Denham où le niveau ARI sur 100 ans pour le développement existant est de 3,6 m au-dessus du système de référence australien (AHD) (qui comprend une allocation d'élévation du niveau de la mer de 0,9 m), et le niveau ARI sur 500 ans pour le nouveau développement en pleine propriété est de 4,2 m AHD, comme l'exige la politique de planification de l'État 2.6. Ces niveaux ont été déterminés via la simulation de 1000 ans de traces synthétiques de TC (154 événements) impactant Shark Bay sur la base de la climatologie de TC depuis 196080. La soustraction de l'allocation d'élévation du niveau de la mer donne une marée de tempête ARI de 3,3 m sur 500 ans, ce qui est équivalent ou légèrement inférieur aux niveaux d'eau observés à partir du TC de 1921. Ce résultat implique soit que la climatologie du TC et donc le niveau de planification sont sous-estimés, soit que l'événement du TC de 1921 était une valeur aberrante extrême en termes d'intervalle de récurrence. Ceci est probablement important pour les risques de surtension et de vent et peut être testé en élargissant la climatologie TC sous-jacente à l'ensemble de trajectoires TC synthétiques, qui ne couvre actuellement que l'ère des satellites (après 1969/70).

Le TC de 1921 était clairement plus intense qu'un événement de catégorie 1 ou 2 indiqué dans les archives du Bureau de météorologie. Notre modélisation numérique indique que le TC de 1921 était probablement un événement limite de catégorie 4-5. L'événement TC de 1921 à Shark Bay est probablement comparable à un TC Yasi d'intensité similaire qui a traversé la côte nord du Queensland en 2011. TC Yasi avait une pression centrale minimale de 929 hPa et a généré une onde de tempête de 5,3 m à Cardwell sur la côte du Queensland78. Notre modélisation du TC de 1921 indique une onde de tempête probable à Denham d'environ 3,0 m au-dessus d'une marée de vive-eau à un niveau d'eau d'environ 4,0 m. Ce chiffre dépasse de loin les inondations enregistrées lors des CT Hazel (~1,9 m AHD) et Herbie (~2,4 m AHD)80. L'onde de tempête modélisée de 1921 de TC est également comparable à l'onde de tempête subie dans le golfe d'Exmouth (Fig. 1) lors du passage de TC Vance en 1999, où un niveau d'eau maximal de 3,6 m au-dessus du niveau de référence local a été enregistré à l'intérieur de la marina de la ville77. Une répétition de l'événement de 1921 aujourd'hui aurait probablement des conséquences dévastatrices compte tenu du développement substantiel de l'estran à Denham depuis 1988 et, dans le contexte des risques élevés du changement climatique pour les valeurs clés du patrimoine mondial au sein du SBMP20,81.

L'objectif principal de la modélisation des ondes de tempête entreprise dans cette étude est d'aider à l'interprétation de la gamme d'intensités probables de l'événement TC de 1921, et non de reproduire entièrement les processus complexes de transport hydrodynamique des vagues et des sédiments qui se sont probablement produits. Une modélisation plus détaillée et plus complexe des processus couplés est laissée à la recherche future. Les sources d'incertitude dans l'ampleur de l'onde de tempête maximale et la relation avec l'intensité du cyclone sont discutées dans la section des méthodes et résumées dans le tableau 2. L'impact cumulatif de ces sources d'incertitude n'influence pas fortement la conclusion de cette étude, car l'erreur de chaque source serait distribuée de manière aléatoire et pourrait s'annuler, et il est très peu probable que toutes les sources d'erreur au cours de cet événement aient contribué à leur étendue maximale (environ 1 m au total). Une RMSE combinée de 0,2 à 0,3 m est plus probable, ce qui ne changerait pas considérablement l'estimation de l'intensité de l'événement à cet égard.

Notamment, le TC de 1921 a également eu des implications socio-économiques et environnementales considérables à long terme, qui ont été signalées jusqu'à 30 ans après l'événement82. Par exemple, Denham a connu une inondation saline de ses puits d'eau douce, qui sont demeurés salins jusqu'au début des années 1950 dans un contexte où la disponibilité de l'eau douce constituait un obstacle majeur au développement économique régional81. Les stations pastorales de la péninsule de Peron (Fig. 1) ont subi des pertes de bétail en raison de l'inondation des puits côtiers (forages). L'industrie perlière a été touchée par le déclin à court terme des populations de Pinctada albina, et à plus long terme, par le lent rétablissement des stocks (tableau supplémentaire 2). À Shark Bay, P.albina est parsemé d'assemblages d'herbiers marins dominants82. Une source contemporaine suggère que les dugongs ont également été rencontrés moins fréquemment dans les années qui ont suivi le TC de 1921 (tableau supplémentaire 2).

Les dommages à l'écosystème notés par le TC de 1921 sont cohérents avec les rapports ailleurs sur les événements récents. Par exemple, TC Yasi en 2011 fournit un exemple contemporain de l'impact des TC sur les herbiers et les populations de dugongs. Yasi a endommagé 98 % des herbiers marins intertidaux tropicaux dans les eaux du nord du Queensland83,84, et a provoqué une baisse de la biomasse et de la densité des pousses dans les herbiers survivants85. Les herbiers marins du Queensland étaient principalement classés comme des espèces colonisatrices, dont on s'attendrait à ce qu'elles aient une persistance plus faible mais un taux de récupération plus rapide après des événements de perturbation que les herbiers marins persistants qui dominent Shark Bay86. La perte d'habitat d'herbiers due aux cyclones a coïncidé avec le déclin de la population estimée de dugongs dans la région sud de la Grande Barrière de Corail87, et des schémas similaires ont été observés dans la baie Shark suite à la perte d'herbiers due au climat88. La perte d'herbiers liée au cyclone dans la baie Shark aurait des répercussions considérables à long terme sur les fonctions et les services écosystémiques, d'autant plus que les herbiers marins de la baie Shark contribuent à plusieurs valeurs du patrimoine mondial.

En comparant la magnitude de l'onde de tempête à la topographie locale dans une approximation de premier ordre de l'étendue de l'inondation, une onde de tempête dépassant 2 m à Denham aujourd'hui inonderait probablement la rue principale le long de l'estran et inonderait les infrastructures critiques, y compris le siège social du comté, les principaux bureaux du gouvernement de l'État, un centre de découverte du patrimoine mondial, la plupart des épiceries, stations-service et restaurants de la ville, les hébergements touristiques et la jetée de la ville ainsi que l'installation de mise à l'eau des bateaux81. Cela serait dévastateur pour l'économie touristique régionale qui rapporterait 64 millions de dollars par an en dépenses des visiteurs20. Une installation de sel solaire à Useless Inlet, qui rapporte environ 40 millions de dollars par an20 à l'économie régionale, serait également menacée par une tempête d'une ampleur similaire à celle de 1921.

Une autre considération importante est l'impact du changement climatique sur le SBMP et la région environnante. Le réchauffement progressif des températures de surface de la mer (SST) et les événements météorologiques extrêmes épisodiques tels que les vagues de chaleur marines augmenteront le stress thermique et renforceront la vulnérabilité des herbiers tempérés (Amphibolis antarctic et Posidonia australis) qui existent déjà à la limite de température élevée de leurs limites de tolérance thermique dans Shark Bay23. Les espèces formant des habitats comme les herbiers marins sont particulièrement vulnérables aux facteurs de stress synergiques se produisant au même moment et au même endroit. Cela a été illustré dans le SBMP lors de la vague de chaleur marine de 2011, où les prairies adjacentes à la rivière Wooramel qui coule (Fig. 1) ont été parmi les plus touchées en raison de la combinaison de températures élevées et de faibles disponibilités de lumière dues aux inondations de la rivière et à l'apport de sédiments fins dans la zone environnante23. La menace combinée posée par les vagues de chaleur marines, les tempêtes de plus en plus fréquentes et intenses et l'élévation du niveau de la mer a conduit Shark Bay à recevoir la cote de vulnérabilité la plus élevée selon l'indice de vulnérabilité au changement climatique, une méthodologie récemment développée pour évaluer les impacts du changement climatique sur les sites du patrimoine mondial89.

La climatologie régionale des TC est susceptible de changer avec le changement climatique (GIEC 2021) avec un déplacement vers les pôles de la latitude d'intensité maximale du développement des cyclones tropicaux à mesure que les SST se réchauffent et que la durée des TC augmente90,91. Kossin et al. 90. ont constaté que le bassin sud de l'océan Indien a connu un changement de 18 % par décennie de la probabilité de dépassement de l'intensité majeure de TC (catégories Saffir Simpson 3 à 5) sur la base de l'analyse d'un enregistrement satellite mondial homogène de 39 ans de 1979 à 2017. En utilisant une réduction d'échelle dynamique comparant la période historique (1965-2014) avec RCP8.5 (2045-2094), Cattiaux et al. 7, ont étudié les changements potentiels de la climatologie TC dans le sud de l'océan Indien. Ils ont constaté une diminution de 20 % de la fréquence et un déplacement de l'intensité maximale à vie des catégories inférieures vers les catégories supérieures. Ils ont également trouvé une légère extension vers le pôle des trajectoires du TC d'environ 1° sur 80 ans. Leur découverte d'un changement possible du calendrier de la saison TC vers la seconde moitié de la saison (février-avril) pourrait également signifier que les événements TC ont une plus grande probabilité de coïncider avec les événements de marée les plus élevés (royaux).

Les gestionnaires de l'environnement doivent tenir compte des CT dans une série de facteurs de stress climatiques potentiels pour les herbiers marins et le plus grand écosystème marin au sein du SBMP. L'importance de l'écosystème marin signifie que tout grand cyclone aura probablement un fort potentiel d'érosion de la résilience écologique et d'impact direct sur les valeurs du patrimoine mondial.

Cette étude met en évidence le risque posé aux communautés en marge de l'influence de TC où les événements cycloniques rares dans la plage ARI de 100 à 500 ans, et au-delà, sont difficiles à évaluer. Nous démontrons la valeur évidente de l'amélioration des méthodes quantitatives de gestion des risques avec de multiples sources de preuves offertes par les archives historiques pour comprendre la climatologie des cyclones tropicaux à long terme et les risques d'ondes de tempête. Une telle approche a des implications importantes pour l'aménagement du territoire, la gestion des urgences et la gestion environnementale de ce bien unique du patrimoine mondial et d'autres sites d'influence marginale des cyclones. Les observations historiques fournissent une ressource clé pour la planification et la gestion et une extension de la climatologie de TC qui devrait être utilisée pour les programmes de planification et de durabilité dans la mesure du possible.

Pour les études météorologiques et climatiques, les données historiques comblent une lacune critique entre les enregistrements instrumentaux et les ensembles de données paléoscientifiques à long terme55. Les enregistrements historiques peuvent fournir des détails sur les événements de TC pour reconstruire l'événement grâce à la modélisation numérique59. Les résumés des cyclones tropicaux en Australie-Occidentale pour l'ère pré-satellite ont indiqué que l'événement de 1921 avait fait 2 morts et environ 10 000 £ d'infrastructures perdues et endommagées60. Nous avons examiné les archives du State Records Office of Western Australia et les articles de journaux via la base de données "Trove" de la Bibliothèque nationale d'Australie et découvert des preuves supplémentaires des impacts de TC de 1921 qui n'avaient pas été notés auparavant. Notre enquête a localisé des récits de témoins oculaires sous forme de lettres, d'entrées de journal, de mémoires et d'entretiens d'histoire orale, à plusieurs endroits de Shark Bay. Les informations historiques intégrées dans la modélisation numérique ont été quantifiées via un QHDF, en s'appuyant sur des méthodes, des concepts et des découvertes clés en climatologie historique et en tempestologie historique. Les observations historiques sont produites par des individus et leur interprétation est spécifique au contenu ; « Pour évaluer et interpréter ces sources, « les chercheurs doivent savoir qui les a produites, pourquoi et comment ils ont enregistré les conditions météorologiques et leurs conséquences humaines »55. Une approche « source critique » pour identifier les préjugés humains, recouper les données provenant de diverses sources et éviter la répétition d'erreurs dans les sources secondaires est donc généralement appliquée en climatologie historique92. En tant que phénomène météorologique singulier, les cyclones et les ondes de tempête soulèvent des questions supplémentaires de fiabilité des enregistrements d'observation. Dans leur évaluation des preuves disponibles concernant TC Mahina (Qld, 1899), Nott et al. 93 démontrent la véracité d'observations de première main par des individus connus au moment de l'événement lui-même, sur des témoignages de seconde main ou anonymes produits après l'événement. D'autre part, Christensen61 a noté une tendance à exagérer les impacts des cyclones chez les témoins oculaires affectés par la confusion, le choc ou le chagrin immédiatement après des événements graves. Pour résoudre ces problèmes, nous adaptons la « cote de confiance » qualitative à trois points de Kelso et Vogel94 des récits narratifs de la sécheresse pour distinguer les données vérifiées et fiables dans les reconstructions historiques du temps et du climat95 à une évaluation en cinq dimensions des impacts observés des cyclones et des ondes de tempête. Notre QHDF applique un indice de confiance de 1 (l'observation est discutable), 2 (l'observation n'est pas vérifiée dans d'autres sources) ou 3 (l'observation est vérifiée par d'autres), selon les axes d'« immédiateté » (l'observation a-t-elle été faite pendant l'événement ou à la suite de celui-ci), de « proximité » (est-ce à la première personne ou de seconde main), d'exactitude (existe-t-il des points de référence précis et cohérents), d'objectivité (un biais peut-il être détecté, sous forme de choc, de peur ou de chagrin, etc.) et de provenance (l'observateur peut-il être identifié comme un individu historique connu). Nous supposons un poids égal pour chaque variable et les résultats détaillés sont répertoriés dans le tableau supplémentaire 5.

Le modèle océanique du sud-ouest de l'Australie utilisé dans cette étude fait partie de la suite de modèles australiens de Baird70 construits dans le modèle hydrodynamique vertical 2D open source Delft3D-FM71,72. Le domaine du modèle s'étend de 19,1°S à 35,72°S et de 107,6°E à 115°E (Figure supplémentaire 2) une zone qui contient toute la trajectoire du cyclone de 1921. Le maillage du modèle non structuré (Figure supplémentaire 2) a une résolution maximale de 1 km entre le contour de profondeur de −10 m et le littoral, et une résolution plus fine dans les zones complexes, une résolution de 3 km entre −100 m et −10 m de profondeur et une résolution de 8 à 20 km au-delà de −100 m de profondeur. La bathymétrie du modèle est interpolée à partir des données hydrographiques disponibles, extraites des Australian Navy Electronic Navy Charts96. Les points de sortie du modèle ont été spécifiés dans toute la baie Shark à des profondeurs allant de −0,85 à −19,85 m.

Pour calibrer le modèle, les limites de l'océan ont été forcées avec les constituants des marées TOPEX-897 et comparées aux calibrages des marées sur l'année à partir des tables des marées nationales australiennes aux neuf ports standard australiens. L'étalonnage dans le domaine du modèle est excellent avec une erreur d'amplitude moyenne de 0,02 m ou moins et une erreur de phase de 2,5° pour les huit principaux constituants sur tous les sites. À Denham (tableau supplémentaire 4), l'étalonnage des marées pour une simulation d'une année complète pour l'année 2011 a atteint une erreur RMS de 0,064 m et un biais du modèle de 0,021 m.

L'onde de tempête du TC de 1921 à Shark Bay a été reproduite à l'aide du modèle océanique Delft3D-FM, avec des paramètres d'entrée provenant des vents cycloniques et des champs de pression. Les simulations ont été réalisées sur le supercalculateur cloud Microsoft AzureTM. Les champs de vent et de pression cycloniques ont été simulés à l'aide de la description paramétrique de la réf. 68, qui suppose la relative uniformité des vents cycloniques. Le modèle paramétrique utilise des informations sur la trajectoire du cyclone, notamment la pression centrale et ambiante, le rayon des vents maximaux (RMW) et le rayon des coups de vent (R34) (Fig. 3 supplémentaire)68. Pour tenir compte de la nature asymétrique des cyclones où la vitesse d'avancement du système augmente la vitesse du vent d'un côté, la correction de vitesse d'avancement, α, de Shea et Gray98 a été apportée au gradient de vitesse du vent. En outre, une correction de l'angle d'entrée, β, a été effectuée pour représenter le flux isobare croisé dû au frottement de surface99. Les modèles océaniques australiens utilisés ici ont été validés pour 35 événements historiques d'ondes de tempête70, reproduisant les résidus de marée de pointe mesurés avec un ajustement linéaire de 0,9957 (R2 = 0,96) (Fig. 5 dans Burston et al.70).

L'ensemble de tests de trajectoires de cyclones représentant le cyclone tropical de 1921 Shark Bay se compose de 225 trajectoires (tableau supplémentaire 4), composées d'une combinaison de cinq pressions centrales, trois rayons de vents maximaux (RMW), trois orientations de trajectoire à l'atterrissage et cinq positions de trajectoire (décalage vers l'ouest de 0,1° par rapport à la position de la meilleure trajectoire de la BOM). La première piste est la meilleure piste de la nomenclature. Les 225 variations de trajectoire de tempête de la meilleure trajectoire de la BOM ont été dérivées en ajustant les paramètres de la trajectoire tout en s'assurant que ces paramètres étaient toujours cohérents avec les comptes historiques (tableau 1). Les variations de RMW font également varier la vitesse d'avancement, car l'œil du cyclone a été déplacé vers l'arrière le long de la trajectoire pour refléter le changement de RMW tout en maintenant le moment de l'apparition des vents du nord-est à Denham. Les récits historiques indiquent que les coups de vent étaient assez étendus sur la base des observations à bord des navires, de sorte que le rayon des coups de vent a été fixé à 400 km pour toutes les pistes d'essai. Le modèle peut être considéré comme une approche de modélisation inverse non linéaire semblable à un modèle de recherche de grille avec des éléments de force brute selon les données historiques. Ainsi, chaque scénario est limité par une variété de variables liées aux informations historiques de temps, de lieu et de hauteur des ondes de tempête.

L'intensité de la trajectoire et d'autres paramètres de trajectoire sont la principale source d'incertitude dans l'estimation de l'onde de tempête maximale et font l'objet de cette enquête. D'autres sources d'incertitude comprennent celles du modèle hydrodynamique, notamment la bathymétrie du modèle, la rugosité du lit et le coefficient de traînée du vent, ainsi que des processus supplémentaires tels que la configuration des vagues, l'interaction vagues-courants, les inondations et les processus dynamiques de transport des sédiments.

Plusieurs aspects de la paramétrisation du champ de vent peuvent ajouter un degré d'incertitude de deuxième ou troisième ordre à l'estimation de la vitesse du vent et donc de l'amplitude de l'onde de tempête. Les pistes TC synthétiques modélisées ont été modifiées au pas de temps de 12 heures de l'enregistrement de la meilleure piste, car aucune information de résolution temporelle plus élevée n'est disponible à l'ère pré-satellite. La trajectoire peut avoir varié à des pas de temps plus fins, entraînant des changements locaux de comportement. Cependant, dans cette région du sud-ouest de l'Australie-Occidentale, les voies TC atterrissant vers le sud-ouest sont généralement des systèmes "capturés"32 et présentent un comportement linéaire en raison des forts vents dominants dominants guidant leur voie et générant des vitesses d'avancement élevées caractérisées par une accélération rapide associée à un système frontal d'ouest.

La relation entre la pression centrale (Pc) et la vitesse maximale du vent est déterminée dans Holland et al. 68 utilisant le paramètre 'bs', qui s'est avéré bien adapté à la région de l'ouest de l'Australie par rapport aux observations post-satellite BOM de Pc et des vitesses de vent maximales soutenues. Dans cette expérience, une plage de valeurs de Pc est prescrite et utilisée pour construire un champ de vent. Tout cyclone individuel peut varier dans sa vitesse de pointe du vent par rapport à sa pression centrale, et cette dispersion introduit un degré d'incertitude dans l'ampleur de l'onde de tempête qui en résulte, car la vitesse du vent force la surface de l'eau. Les auteurs estiment que la plage d'incertitude pour la magnitude maximale de l'onde de tempête due à cette dispersion est de l'ordre de 0,2 m

Lowe et al. 100 montrent que la variabilité saisonnière et interannuelle du niveau de la mer peut augmenter le niveau de la mer côtière le long de la côte ouest de l'Australie, bien qu'il s'agisse d'un effet de second ordre par rapport à une onde de tempête de 4 à 6 m. La modélisation a été effectuée à marée haute comme cela a été observé à l'époque, et aucune composante saisonnière n'a été incluse compte tenu de l'âge de l'événement, bien que cela puisse avoir contribué jusqu'à 20 cm au niveau moyen de la mer à l'époque. Ceci est dans l'incertitude des observations des niveaux d'eau de pointe qui ont été approximés au pied le plus proche. De plus, à mesure que les ondes de tempête se développent à une ampleur plus élevée sur des eaux moins profondes, l'utilisation du niveau d'eau à marée haute est quelque peu conservatrice.

Malheureusement, un manque de mesures sur ce site signifie que le modèle hydrodynamique n'a pas pu être bien vérifié pour un événement cyclonique récent. La marée était bien répliquée, suggérant que la bathymétrie et la paramétrisation du modèle hydrodynamique comme la rugosité du fond étaient adaptées. Les simulations de TC Hazel (1979) et Herbie (1988) (non illustrées) donnent des amplitudes d'ondes de tempête à Denham comparables aux observations visuelles d'inondations au sol provenant de sources non vérifiées compte tenu de la mauvaise qualité des informations de trajectoire de TC pour ces événements, ce qui empêche leur utilisation comme événements d'étalonnage strict100. Le coefficient de traînée du vent a été validé en comparant un ensemble de 35 événements TC historiques modélisés à de bonnes observations d'ondes de tempête autour de l'Australie69.

Une hypothèse selon laquelle la bathymétrie de Shark Bay telle que représentée dans le modèle était applicable en 1921 est faite dans la modélisation de cette étude. C'est une hypothèse raisonnable, même si nous reconnaissons que l'emplacement des hauts-fonds de sable a probablement changé. Les conditions océanographiques généralement faibles à modérées conduiraient l'évolution des bancs de sable vers leur état d'équilibre au cours des 100 années intermédiaires. Le volume global d'eau contenu dans Shark Bay et la profondeur moyenne n'ont probablement pas varié considérablement. L'emplacement de hauts-fonds locaux particuliers n'est probablement pas un contrôle fort sur le développement des ondes de pointe, car les courants extrêmes les éroderaient probablement rapidement.

Alors que la distribution locale des sédiments dans la baie Shark a peut-être changé depuis 1921, sa configuration à grande échelle en tant qu'entonnoir ouvert vers le nord demeure. Les sédiments se seraient également déplacés considérablement lors de l'événement lui-même étant donné les fortes forces exercées par les courants cycloniques et les vagues. Il est probable que le forçage extrême du vent pendant le cyclone de 1921 aurait produit une très grande onde de tempête indépendamment des modèles de sédiments locaux à l'époque et l'événement aurait forcé le transport de sédiments à grande échelle à aligner les sédiments avec le forçage hydrologique. L'incertitude du niveau d'eau de pointe introduite par le changement bathymétrique dans les matériaux sédimentaires serait de l'ordre de 10 à 20 cm.

L'environnement des vagues est supposé être limité en profondeur dans cet environnement d'eau peu profonde dans des conditions de vagues cycloniques, ce qui signifie que le déferlement des vagues se produit bien au large et contribue ainsi à la formation des vagues à l'échelle de l'ensemble de l'entrée plutôt que localement contre le rivage. On estime que la configuration des vagues peut contribuer de 0,1 à 0,2 m au niveau de l'eau à travers l'entrée, comme on le trouve dans des endroits similaires dans des conditions cycloniques (par exemple, Mermaid Sound, Australie occidentale)70. Cette hypothèse pourrait être testée dans une étude future en utilisant une combinaison d'un modèle de vague à moyenne de phase couplé à un modèle de profil de vague 2D près du rivage comme XBeach. Une limitation dans ce cas est qu'aucune donnée d'observation des vagues n'est disponible à cet endroit pour des événements contemporains pour l'étalonnage ou la validation du modèle.

La modélisation des inondations a été exclue pour cet événement par un manque de données topographiques à haute résolution et il serait instructif de comprendre comment une onde de tempête de cette ampleur se propage sur terre lorsque de telles données deviennent disponibles. En outre, la modélisation couplée hydrodynamique - transport des sédiments dans une future étude peut informer comment des changements à grande échelle dans la bathymétrie et les reliefs côtiers peuvent se produire lors d'un événement cyclonique extrême.

Les données utilisées dans cette étude comprennent des données d'archives historiques disponibles auprès du State Records Office of Western Australia, de la State Library of Western Australia et de la base de données de journaux numériques « Trove » de la National Library of Australia. Le journal et la correspondance de Wally Edwards, ainsi que les rapports sur les impacts à plus long terme, proviennent des archives détenues par le State Records Office of Western Australia (voir State Records Office (www.wa.gov.au)). Les observations d'Ines Fletcher et de GW Fry proviennent des collections de la State Library of Western Australia (State Library of Western Australia (slwa.wa.gov.au)). Tous les articles de journaux proviennent de la base de données de journaux numériques "Trove" de la Bibliothèque nationale d'Australie, qui est en libre accès public (About | Trove (nla.gov.au)). Pour le State Records Office et la State Library, les documents pertinents ne sont pas accessibles en ligne mais plutôt en tant qu'éléments physiques qui doivent être consultés en personne, mais ce sont des documents en libre accès public dans ce sens.

Pour la modélisation des ondes de tempête, nous avons appliqué le modèle océanique du sud-ouest de l'Australie de Baird (réf. 69,70), un modèle hydrodynamique vertical 2D open source à maillage non structuré Delft3D-FM (https://oss.deltares.nl/web/delft3dfm). Le modèle océanique Baird du sud-ouest de l'Australie est commercialement restreint, bien que les auteurs acceptent les demandes pour le composant lié à ce projet.

Kossin, JP, Knapp, KR, Olander, TL & Velden, CS Augmentation mondiale de la probabilité de dépassement des cyclones tropicaux majeurs au cours des quatre dernières décennies. Proc. Natl. Acad. Sci. États-Unis 117, 11975–11980 (2020).

Article CAS Google Scholar

Knutson, T. et al. Cyclones tropicaux et évaluation du changement climatique : partie II : réponse projetée au réchauffement anthropique. Taureau. Suis. Météorol. Soc 10, E303–E322 (2020).

Article Google Scholar

Lin, N., Marsooli, R. & Colle, BA Niveaux de retour des ondes de tempête induits par les cyclones extratropicaux du milieu à la fin du XXIe siècle dans le nord-est des États-Unis. Clim. Modifier 154, 143-158 (2019).

Article Google Scholar

Torres-Alavez, JA et al. Projections futures de l'activité des cyclones tropicaux sur plusieurs domaines CORDEX à partir des simulations RegCM4 CORDEX-CORE. Clim. Dyn. 57, 1–25 (2021).

Bengtsson, L., Hodges, KI & Keenlyside, N. Les tempêtes extratropicales s'intensifieront-elles dans un climat plus chaud ? J.Clim. 22, 2276-2301 (2009).

Article Google Scholar

Wu, Y., Ting, M., Seager, R., Huang, HP & Cane, MA Changements dans les trajectoires des tempêtes et les transports d'énergie dans un climat plus chaud simulé par le GFDL CM2. 1 modèle. Clim. Dyn. 37, 53–72 (2011).

Article Google Scholar

Cattiaux, J., Chauvin, F., Bousquet, O., Malardel, S. & Tsai, CL Changements prévus dans l'activité cyclonique du sud de l'océan Indien évalués à partir d'expériences à haute résolution et de modèles CMIP5. J.Clim. 33, 4975–4991 (2020).

Article Google Scholar

Chang, EK, Guo, Y. & Xia, X. Projection d'ensemble multimodèle CMIP5 du changement de trajectoire des tempêtes sous le réchauffement climatique. J. Geophys. Rés. Atmos. 117, 1–19 (2012).

Daloz, AS & Camargo, SJ La migration vers les pôles de l'intensité maximale des cyclones tropicaux est-elle associée à une migration vers les pôles de la genèse des cyclones tropicaux ? Clim. Dyn. 50, 705–715 (2018).

Article Google Scholar

Sharmila, S. & Walsh, KJE Déplacement récent vers les pôles de la formation de cyclones tropicaux lié à l'expansion des cellules de Hadley. Nat. Clim. Modification 8, 730–736 (2018).

Article Google Scholar

Yin, JH Un déplacement constant vers les pôles des trajectoires des tempêtes dans les simulations du climat du 21e siècle. Géophys. Rés. Lett. 32, 1–4 (2005).

Barnes, EA, Polvani, LM & Sobel, AH Projections du modèle de direction atmosphérique des supertempêtes de type Sandy. Proc. Natl. Acad. Sci. États-Unis 110, 15211–15215 (2013).

Article CAS Google Scholar

Bhatia, KT et al. Augmentations récentes des taux d'intensification des cyclones tropicaux. Nat. Commun. 10, 1–9 (2019).

Article Google Scholar

Lee, J. et al. Cyclones extratropicaux en Asie de l'Est : climatologie, cycle saisonnier et tendance à long terme. Clim. Dyn. 54, 1131-1144 (2020).

Article Google Scholar

GIEC. Résumé pour les décideurs en matière de changement climatique 2021 : La base des sciences physiques. Contribution du groupe de travail I au sixième rapport d'évaluation du Groupe d'experts intergouvernemental sur l'évolution du climat 1-39 (Cambridge University Press, 2022).

Tamarin-Brodsky, T. & Kaspi, Y. Propagation vers les pôles améliorée des tempêtes sous le changement climatique. Nat. Géosci. 10, 908–913 (2017).

Article CAS Google Scholar

Walker, DI, Kendrick, GA & McComb, AJ La distribution des espèces d'herbes marines dans la baie Shark, Australie occidentale, avec des notes sur leur écologie. Aquat. Bot. 30, 305–317 (1988).

Article Google Scholar

Preen, AR, Marsh, H., Lawler, IR, Prince, RIT & Shepherd, R. Distribution et abondance de dugongs, tortues, dauphins et autres mégafaunes dans Shark Bay, Ningaloo Reef et Exmouth Gulf, Australie occidentale. Sauvage. Rés. 24, 185-208 (1997).

Article Google Scholar

Tyne, A. et al. Les caractéristiques écologiques contribuent à la distribution des éponges et à l'utilisation d'outils chez les grands dauphins Tursiops sp. Mar. Écol. Programme. Ser. 444, 143-153 (2012).

Article Google Scholar

Héron SF et al. Application de l'indice de vulnérabilité climatique pour Shark Bay, Australie occidentale. Institut des sciences marines de l'Australie occidentale, Perth, Australie occidentale. https://www.wamsi.org.au/sites/wamsi.org.au/files/HeronEtAl_2020_CVI-SharkBay-report.pdf (2020).

Playford, PE, Cockbain, AE Berry, PF Haines PW & Brooke BP, La géologie de Shark Bay . p. 146 (Bulletin du Service géologique de l'Australie occidentale, 2013).

Kendrick, GA et al. Science derrière la gestion de Shark Bay et de Florida Bay, deux systèmes subtropicaux limités en phosphore avec une climatologie et des pressions humaines différentes. Mar. Freshw. Rés. 63, 941–951 (2012).

Article Google Scholar

Fraser et al. Les événements climatiques extrêmes réduisent la résilience des herbiers marins de fondation au bord de l'aire de répartition biogéographique. J. Écol. 102, 1528-1536 (2014).

Article Google Scholar

Arias-Ortiz, A. et al. Une vague de chaleur marine entraîne des pertes massives des plus grands stocks de carbone des herbiers marins au monde. Nat. Clim. Modification 8, 338–344 (2018).

Article CAS Google Scholar

Strydom, S. et al. Trop chaud pour être manipulé : mort sans précédent des herbiers due à la canicule marine dans une zone du patrimoine mondial. Glob. Chang Biol. 26, 3525–3538 (2020).

Article Google Scholar

Nicholls, N., Landsea, C. & Gill, J. Tendances récentes de l'activité des cyclones tropicaux dans la région australienne. Météorol 65, 197–205 (1998).

Google Scholar

Bureau de météorologie. La base de données australienne sur les cyclones tropicaux. Disponible sur : http://www.bom.gov.au/cyclone/history/index.shtml [consulté le 09/09/2020].

Bureau de météorologie. Rapport sur le cyclone Hazel. Disponible sur : http://www.bom.gov.au/cyclone/history/hazel.shtml [consulté le 09/09/2020]. (2020b).

Bureau de météorologie. Reportage sur le cyclone Herbie. Disponible sur : http://www.bom.gov.au/cyclone/history/herbie.shtml [consulté le 09/09/2020]. (2020c).

Bureau de météorologie. Cyclones tropicaux passés : archives des meilleures pistes. Disponible sur : http://www.bom.gov.au/cyclone/tropical-cyclone-knowledge-centre/history/ [consulté le 09/09/2020]. (2020d).

Comté de Shark Bay. Schéma d'urbanisme local n° 3 : Schéma de zonage de district. https://www.sharkbay.wa.gov.au/Profiles/sharkbay/Assets/ClientData/Document-Centre/Public-Documents/Denham-Town-Planning/Town_Planning_Scheme_4_-_2016/Scheme_Review_Explanatory_report.pdf (2012).

Foley, GR & Hanstrum, BN La capture de cyclo.es tropicaux par des fronts froids au large de la côte ouest de l'Australie. Prévisions météorologiques. 9, 577–592 (1994).

2.0.CO;2" data-track-action="article reference" href="https://doi.org/10.1175%2F1520-0434%281994%29009%3C0577%3ATCOTCB%3E2.0.CO%3B2" aria-label="Article reference 32" data-doi="10.1175/1520-0434(1994)0092.0.CO;2">Article Google Scholar

Courtney, JB et al. Révisions de la base de données australienne sur les meilleures trajectoires des cyclones tropicaux. J. Sud. Hémisphère Terre Syst. Sci. 71, 203-227 (2021).

Article Google Scholar

Nott, J. Un record de cyclone tropical de 6000 ans en Australie occidentale. Q. Sci. Rév. 30, 713–722 (2011).

Article Google Scholar

Church, JA, Hunter, JR, McInnes, KL & White, NJ Montée du niveau de la mer autour de la côte australienne et fréquence changeante des événements extrêmes du niveau de la mer. Aust. Météorol. Mag. 55, 253-260 (2006).

Google Scholar

Soria, JLA et al. Les sédiments de débordement du typhon Haiyan des côtes du golfe de Leyte montrent des variations spatiales locales avec des signatures hybrides de tempête et de tsunami. Sédiment. Géol. 358, 121-138 (2017).

Article Google Scholar

Haigh, ID et al. Estimation des probabilités actuelles de dépassement extrême du niveau de l'eau autour de la côte australienne : ondes de tempête induites par les cyclones tropicaux. Clim. Dyn. 42, 139-157 (2014).

Article Google Scholar

McInnes, KL, Walsh, KJE, Hubbert, GD & Beer, T. Impact de l'élévation du niveau de la mer et des ondes de tempête sur une communauté côtière. Nat. Dangers 30, 187-207 (2003).

Article Google Scholar

Lin, N., Emanuel, KA, Smith, JA et Vanmarcke, E. Évaluation des risques d'onde de tempête d'ouragan pour la ville de New York. J. Geophys. Rés. Atmos. 115, 1–18 (2010).

Harper, BA, Stroud, SA, McCormack, M. & West, S. Examen de l'intensité historique des cyclones tropicaux dans le nord-ouest de l'Australie et implications pour l'analyse des tendances du changement climatique. Aust. Météorol. Mag. 57, 121-141 (2008).

Google Scholar

Williamson, F. et al. Nouvelles directions dans les histoires hydro-climatiques : récupération de données d'observation, enregistrements indirects et initiative de reconstruction de la circulation atmosphérique sur la terre (ACRE) en Asie du Sud-Est. Géosci. Lett. 2, 1–12 (2015).

Article Google Scholar

Zhu, Z. et al. Les tempêtes historiques et la valeur cachée des zones humides côtières pour la défense naturelle contre les inondations. Nat. Soutenir. 3, 1–10 (2020).

Torn, RD & Snyder, C. Incertitude des informations sur la meilleure trajectoire des cyclones tropicaux. Prévisions météorologiques. 27, 715–729 (2012).

Article Google Scholar

Tang, CK, Chan, JC & Yamaguchi, M. Grandes erreurs de prévision de la trajectoire des cyclones tropicaux des modèles mondiaux de prévision numérique du temps dans le bassin occidental du Pacifique Nord. Trop. Cyclone Rés. Rev 10, 151–169 (2021).

Article Google Scholar

Donnelly, JP et al. Enregistrement sédimentaire de 700 ans d'ouragans intenses dans le sud de la Nouvelle-Angleterre. Géol. Soc. Suis. Taureau. 113, 714–727 (2001).

2.0.CO;2" data-track-action="article reference" href="https://doi.org/10.1130%2F0016-7606%282001%29113%3C0714%3AYSROIH%3E2.0.CO%3B2" aria-label="Article reference 45" data-doi="10.1130/0016-7606(2001)1132.0.CO;2">Article Google Scholar

Wallace, DJ, Woodruff, JD, Anderson, JB & Donnelly, JP Reconstructions de paléoouragans à partir d'archives sédimentaires le long du golfe du Mexique, de la mer des Caraïbes et des marges occidentales de l'océan Atlantique Nord. Géol. Soc. Spéc. Publ. 388, 481-501 (2014). 2014.

Article Google Scholar

Lin, N., Kopp, RE, Horton, BP & Donnelly, JP La fréquence des crues de l'ouragan Sandy augmente de 1800 à 2100. Proc. Natl. Acad. Sci. États-Unis 113, 12071–12075 (2016).

Article CAS Google Scholar

May, SM et al. Traces de cyclones tropicaux historiques et de tsunamis dans le delta d'Ashburton (nord‐ouest de l'Australie). Sédimentologie 62, 1546–1572 (2015).

Article Google Scholar

Brégy, JC et al. Précipitations cycloniques tropicales sur la côte du golfe des États-Unis influencées par le volcanisme et l'anticyclone subtropical de l'Atlantique Nord. Commun. Terre Environ. 3, 1–11 (2022).

Google Scholar

Frappier, AB et al. Deux millénaires de couches de boue induites par des cyclones tropicaux dans une stalagmite du nord du Yucatán : multiples aléas climatiques qui se chevauchent pendant les "méga-sécheresses" Maya Terminal Classic. Géophys. Rés. Lett. 41, 5148–5157 ​​(2014).

Article Google Scholar

Miller, DL et al. Enregistrements isotopiques des cernes des arbres de l'activité des cyclones tropicaux. Proc. Natl. Acad. Sci. États-Unis 103, 14294–14297 (2006).

Article CAS Google Scholar

Collins-Key, SA & Altman, J. Détection des cyclones tropicaux à partir de la chronologie de la largeur des cernes des arbres sans climat ni oscillation du pin des marais dans le centre-sud de la Géorgie. Glob. Planète. Modifier 201, 103490 (2021).

Article Google Scholar

Knapp, PA, Maxwell, JT & Soulé, PT Variabilité des précipitations des cyclones tropicaux sur la côte de la Caroline du Nord dérivée du pin des marais (Pinus palustris Mill.): AD 1771–2014. Clim. Modification 135, 311–323 (2016).

Article CAS Google Scholar

Mitchell, TJ, Knapp, PA & Ortegren, JT Fréquence des cyclones tropicaux déduite des fluctuations de densité intra-annuelles du pin des marais en Floride, aux États-Unis. Clim. Rés. 78, 249-259 (2019).

Article Google Scholar

Pfister, C. Dans The Palgrave Handbook of Climate History (pp. 37-47) (Palgrave Macmillan, 2018).

Herrera, RG et al. L'utilisation de sources documentaires espagnoles et britanniques dans l'enquête sur l'incidence des ouragans dans l'Atlantique. Ouragans et typhons : passé, présent et futur. pp149 (Columbia University Press, 2004).

Terry, JP, Winspear, N. & Cuong, TQ Le « terrible typhon Tongking » d'octobre 1881 – implications pour le delta du fleuve Rouge (nord du Vietnam) à l'époque moderne. Météo 67, 72–75 (2012).

Article Google Scholar

Chan, JC, Liu, KS, Xu, M. & Yang, Q. Variations de la fréquence des typhons touchant terre en Chine orientale, 1450-1949. Int. J. Climatol. 32, 1946–1950 (2012).

Article Google Scholar

Soria, JLA et al. Répétez les catastrophes des ondes de tempête du typhon Haiyan et de son prédécesseur de 1897 aux Philippines. Taureau. Suis. Météorol. Soc 97, 31–48 (2016).

Article Google Scholar

Hunt, HA Résultats des observations de précipitations effectuées en Australie occidentale, y compris tous les totaux de précipitations annuels disponibles à partir de 1374 stations pour toutes les années d'enregistrement jusqu'en 1927, avec cartes et diagrammes (Bureau of Meteorology, 1929).

Christensen, J. Willy-willies du vieux nord-ouest. JR Soc. Ouest. Aust. 103, 113-128 (2019).

Google Scholar

Daily News Perth, 26 février p5. https://trove.nla.gov.au/newspaper/page/7977214 (1921).

Zerger, A., Smith, DI, Hunter, GJ & Jones, SD Riding the storm : une comparaison des techniques de modélisation de l'incertitude pour la gestion des risques d'ondes de tempête. Appl. Géogr. 22, 307–330 (2002).

Article Google Scholar

Zhong, L., Li, M. & Zhang, DL Comment les incertitudes dans les prévisions des modèles d'ouragan affectent-elles les prévisions des ondes de tempête dans une baie semi-fermée ? Estuaire. Côte. Étagère Sci. 90, 61-72 (2010).

Article Google Scholar

Lin, N. & Chavas, D. Sur le vent paramétrique des ouragans et ses applications dans la modélisation des ondes de tempête. J. Geophys. Rés. Atmos. 117, D09120 (2012).

Garzon, JL & Ferreira, CM Modélisation des ondes de tempête dans les grands estuaires : analyses de sensibilité aux paramètres et aux processus physiques dans la baie de Chesapeake. J. Mar. Sci. Ing. 4, 45 (2016).

Article Google Scholar

Faivre, G., Burston, JM, Ware, D. & Tomlinson, R. Conception du modèle de prévision des ondes de tempête du Queensland à l'aide d'une analyse de sensibilité. 21e Congrès international sur la modélisation et la simulation, Gold Coast, Australie, (Modelling & Simulation Society of Australia & New Zealand, 2015).

Holland, GJ, Belanger, JI & Fritz, A. Un modèle révisé pour les profils radiaux des vents d'ouragan. Lun. Météo Rev. 138, 4393–4401 (2010).

Article Google Scholar

Burston, JM, Taylor, DR & Churchill, JW Modélisation stochastique des cyclones tropicaux dans la région australienne : un modèle de trajectoire mis à jour. Actes de la conférence Australasian Coasts and Ports, septembre 2015, Auckland, Nouvelle-Zélande. Ingénieurs Australie (2015).

Burston, JM, Taylor, DR, Dent, JM & Churchill, JW Évaluation des risques multiples des cyclones tropicaux à l'échelle de l'Australie. Actes de la conférence Australasian Coasts and Ports, Engineers Australia (2017).

Deltarès. Delft3D-Flow, Simulation d'écoulements hydrodynamiques multidimensionnels et de phénomènes de transport, incluant les sédiments, Manuel d'utilisation, Version 3.15.34158, Deltares, mai 2014, p. 684 (2014).

Deltarès. Delft3D Flexible Mesh Suite, D-Flow FM dans Delta Shell, Manuel de l'utilisateur, Version 1.1.148, Deltares, novembre 2015, p. 376 (2015).

Churchill, JW, Taylor, DR, Burston, JM & Dent, JM Évaluation des risques de marée de tempête pour la côte nord-ouest de l'Australie à l'aide d'un système de modèle intégré à haute résolution. 1er atelier international sur les vagues, les ondes de tempête et les risques côtiers - Liverpool, Royaume-Uni, National Oceanography Centre 10-15 septembre 2017 (2017).

Treloar, P., Taylor, D. & Prenzler, P. Enquête sur les ondes de tempête induites par les vagues dans une grande baie côtière - Moreton Bay (Australie). Côte. Ing. Proc., Coastal Engineering Research Council 1, courants. 22. (2011).

Smith, M., Couper, Z., Teakle, I. & Metters D., Storm Tide in a Data Rich Coastal Embayment, Finding the Missing Storm Surge. Actes de la 37e Conférence internationale sur le génie côtier. Sydney, Australie, Coasts, Oceans, Ports, and Rivers Institute (COPRI) décembre 2022 (2022).

Bureau of Meteorology: Severe tropical cyclone Vance, http://www.bom.gov.au/cyclone/history/vance.shtml (dernier accès : 20 juin 2020), (2011).

Nott, J. & Hubbert, G. Comparaisons entre les lignes de débris relevées topographiquement et les niveaux d'inondation modélisés des cyclones tropicaux violents Vance et Chris, et leur impact géomorphologique sur la côte de sable. Aust. Météorol. Mag. 54, 187e196 (2005).

Google Scholar

Gouvernement du Queensland. Cyclone tropical Yasi - Enquête sur le terrain côtier post-cyclone de 2011. Queensland Department of Science, Information Technology, Innovation and the Arts, Brisbane, Australie. Disponible en ligne sur www.longpaddock.qld.gov.au/about/publications/index.html (2012).

Ginger, J., Henderson, D., Edwards, M. & Holmes, J. Dommages aux logements causés par les tempêtes de vent et atténuation pour l'Australie. Dans Actes de l'atelier conjoint APEC-WW & IG-WRDRR sur la réduction des risques de catastrophe liés au vent (WRDRR), (International Association for Wind Engineering, 2010).

Comté de Shark Bay. Denham Inundation Levels Storm Surge Modeling Report. Denham : MP Rogers and Associates au nom de : Shire of Shark Bay. R558 Rev0 (2014).

Christensen, J. & Jones, R. Patrimoine mondial et changement local : conflit, transformation et échelle à Shark Bay, Australie occidentale. J. Haras rural. 74, 235-243 (2020).

Article Google Scholar

Christensen, J. Pearls, People and Power: Pearling and the Indian Ocean Worlds (eds. P. Machado, S. Mullins et J. Christensen) (University Press, 2020).

McKenzie, LJ, Collier, CJ & Waycott, M., 2012. Dans : Reef Rescue Marine Monitoring Program : Nearshore Seagrass, Rapport annuel pour la période d'échantillonnage du 1er juillet 2010 au 31 mai 2011. p. 177 (Fisheries Queensland, 2012).

Beeden, R. et al. Impacts et récupération du violent cyclone tropical Yasi sur la Grande Barrière de Corail. PLoS ONE 10, e0121272 (2015).

Article Google Scholar

Rasheed, MA, McKenna, SA, Carter, AB & Coles, RG Récupération contrastée des communautés d'herbiers marins peu profonds et profonds à la suite de pertes liées au climat dans le nord tropical du Queensland, en Australie. Sondage de mars. Taureau. 83, 491–499 (2014).

Article CAS Google Scholar

Kilminster, K. et al. Démêler la complexité des systèmes de gestion des herbiers marins : l'Australie en tant que microcosme. Sci. Environ. 534, 97-109 (2015).

Article CAS Google Scholar

Sobtzick, S., Relevé aérien de la côte urbaine du Queensland pour évaluer la réponse de la population de dugongs aux effets généralisés des événements météorologiques extrêmes de l'été 2010-11. Centre de recherche sur les récifs et les forêts tropicales limité. p63 (2012).

Nowicki, R. et al. Effets hérités indirects d'un événement climatique extrême sur une communauté de mégafaune marine. Écol. Mongr. 89, e01365 (2019).

Article Google Scholar

NESP Earth Systems and Climate Change Hub. Climate change and the Shark Bay World Heritage Area: foundations for a climate change adaptation strategy and action plan, Earth Systems and Climate Change Hub Report No. 7, NESP Earth Systems and Climate Change Hub, Australie. (2018).

Kossin, JP, Emanuel, K. & Vecchi, GA La migration vers les pôles de l'emplacement de l'intensité maximale de la durée de vie des cyclones tropicaux. Nature 509, 349-352 (2014).

Article CAS Google Scholar

Lavender, SL & Walsh, KJE Simulations dynamiquement réduites des cyclones tropicaux de la région australienne dans les climats actuels et futurs. Géophys. Rés. Lett. 38, L10705 (2011).

Article Google Scholar

Brázdil, R., Kiss, A., Luterbacher, J., Nash, DJ & Řezníčková, L. Données documentaires et étude des sécheresses passées : un état de l'art mondial. Climat. Piège 14, 1915-1960 (2018).

Article Google Scholar

Nott, J., Green, C., Townsend, I. & Callaghan, J. L'onde de tempête record du monde et le cyclone tropical le plus intense de l'hémisphère sud : nouvelles preuves et modélisation. Taureau. Suis. Météorol. Soc. 95, 757–765 (2014).

Article Google Scholar

Kelso, C. & Vogel, C. Le climat du Namaqualand au XIXe siècle. Clim. Modification 83, 357–380 (2007).

Article Google Scholar

Nash, DJ et al. Les indices climatiques dans les reconstructions climatiques historiques : un état de l'art mondial. Clim. 17 passé, 1273-1314 (2021).

Service hydrographique de la Marine, RA. (Marine royale australienne, 2020).

Stammer, D. et al. Évaluation de la précision des modèles mondiaux de marées océaniques barotropes. Rév. Geophys. 52, 243-282 (2014).

Article Google Scholar

Shea, DJ & Gray, WM La région centrale de l'ouragan. I. Structure symétrique et asymétrique. J.Atmos. Sci. 30 8, 1544-1564 (1973).

2.0.CO;2" data-track-action="article reference" href="https://doi.org/10.1175%2F1520-0469%281973%29030%3C1544%3ATHICRI%3E2.0.CO%3B2" aria-label="Article reference 98" data-doi="10.1175/1520-0469(1973)0302.0.CO;2">Article Google Scholar

Sobey, RJ, Harper, BA et Stark, KP Simulation numérique de l'onde de tempête d'un cyclone tropical. Département de génie civil et des systèmes, Bulletin de recherche n ° CS14, mai, p. 300 (Université James Cook, 1977).

Lowe, RJ, Cuttler, MVW & Hansen, JE Facteurs climatiques des événements extrêmes du niveau de la mer le long de la côte de l'Australie occidentale. L'avenir de la Terre 9, e2020EF001620 (2021).

Article Google Scholar

Vijayan, L. et al. Évaluation de modèles de vent paramétriques pour une modélisation plus précise des ondes de tempête : une étude de cas de l'ouragan Michael. Nat. Dangers 106, 2003-2024 (2021).

Article Google Scholar

Knapp, KR, Kruk, MC, Levinson, DH, Diamond, HJ & Neumann, CJ Les meilleures archives internationales de suivi pour la gestion du climat (IBTrACS) unifiant les données sur les cyclones tropicaux. Taureau. Suis. Rencontré. Soc. 91, 363–376 (2010).

Article Google Scholar

Télécharger les références

Les auteurs reconnaissent les peuples Malgana comme les gardiens traditionnels de Gathaagudu et rendent hommage à leurs aînés passés, présents et émergents. ADS et JC (à l'Université Murdoch) ont été aidés par l'Australian Research Council LP150100649 et JC par le Conseil de recherches en sciences humaines du Canada. ADS a été soutenu par le Singapore Ministry of Education Academic Research Fund MOE2019-T3-1-004 et Earth Observatory of Singapore (subvention n° 003113-00001) via son financement de la National Research Foundation Singapore et du Singapore Ministry of Education dans le cadre de l'initiative des centres de recherche d'excellence. Les auteurs remercient HOLSEA et PALSEA, groupes de travail de l'Union internationale pour les sciences du Quaternaire (INQUA) et Past Global Changes (PAGES), qui ont à leur tour reçu le soutien de l'Académie suisse des sciences et de l'Académie chinoise des sciences. Le MWF a été soutenu par la bourse de recherche Robson et Robertson décernée par l'UWA et le projet Integrated Coastal Analyses and Sensor Technology (ICoAST) avec un financement du Centre de recherche marine de l'océan Indien, un partenariat conjoint entre l'UWA, l'AIMS, le CSIRO et le DPIRD WA. Cet article est une contribution au projet 725 du Programme international de géosciences (IGCP), "Prévision des changements côtiers : des noyaux au code". Ce travail comprend la contribution EOS numéro 524. Les auteurs remercient Constance Chua pour ses commentaires sur une version antérieure, Fiona Williamson pour ses commentaires sur le QHDF et Emma Hill pour ses commentaires sur la modélisation inverse.

Observatoire de la Terre de Singapour, Nanyang Technological University, Singapour, Singapour

Adam D. Switzer

École asiatique de l'environnement, Université technologique de Nanyang, Singapour, Singapour

Adam D. Switzer

École des sciences humaines, Université d'Australie-Occidentale, Perth, Australie

Joseph Christen

École des géosciences, Université de Sydney, Sydney, Australie

Joanna Aldridge

Centre Griffith pour la gestion côtière, Université Griffith, Nathan, Australie

Joanna Aldridge

Baird Australia, Niveau 22 227 Elizabeth St, Sydney, Australie

David Taylor, Jim Churchill et Holly Watson

Centre OceanOmics, The Minderoo Foundation, Forrest Hall, Perth, Australie

Matthew W.Fraser

École des sciences biologiques et Institut des océans, Université d'Australie-Occidentale, Perth, Australie

Matthew W.Fraser

Institut des sciences marines de l'Australie-Occidentale, Perth, Australie

Jenny Shaw

Vous pouvez également rechercher cet auteur dans PubMed Google Scholar

Vous pouvez également rechercher cet auteur dans PubMed Google Scholar

Vous pouvez également rechercher cet auteur dans PubMed Google Scholar

Vous pouvez également rechercher cet auteur dans PubMed Google Scholar

Vous pouvez également rechercher cet auteur dans PubMed Google Scholar

Vous pouvez également rechercher cet auteur dans PubMed Google Scholar

Vous pouvez également rechercher cet auteur dans PubMed Google Scholar

Vous pouvez également rechercher cet auteur dans PubMed Google Scholar

ADS a dirigé la conceptualisation, la méthodologie, l'analyse formelle, la rédaction du projet original, la révision et l'édition ; JC a dirigé le développement du QHDF et la recherche de données et la compilation d'ensembles de données historiques ainsi que la rédaction, la révision et l'édition. JA et DT ont dirigé la composante modélisation du programme avec des contributions au modèle de Jim Churchill et Holly Watson. MWF et JS ont dirigé les travaux sur les impacts sur les écosystèmes, fourni le contexte local et contribué à la rédaction du projet original.

Correspondance à Adam D. Switzer.

ADS est membre du comité de rédaction de Communications Earth & Environment, mais n'a pas été impliqué dans la révision éditoriale ni dans la décision de publier cet article. Tous les autres auteurs n'ont pas d'intérêts concurrents.

Communications Earth & Environment remercie Ning Lin et les autres examinateurs anonymes pour leur contribution à l'examen par les pairs de ce travail. Rédacteur en chef de la gestion principale : Joe Aslin. Un dossier d'examen par les pairs est disponible

Note de l'éditeur Springer Nature reste neutre en ce qui concerne les revendications juridictionnelles dans les cartes publiées et les affiliations institutionnelles.

Libre accès Cet article est sous licence Creative Commons Attribution 4.0 International License, qui permet l'utilisation, le partage, l'adaptation, la distribution et la reproduction sur n'importe quel support ou format, tant que vous donnez le crédit approprié à l'auteur ou aux auteurs originaux et à la source, fournissez un lien vers la licence Creative Commons et indiquez si des modifications ont été apportées. Les images ou tout autre matériel tiers dans cet article sont inclus dans la licence Creative Commons de l'article, sauf indication contraire dans une ligne de crédit au matériel. Si le matériel n'est pas inclus dans la licence Creative Commons de l'article et que votre utilisation prévue n'est pas autorisée par la réglementation légale ou dépasse l'utilisation autorisée, vous devrez obtenir l'autorisation directement du détenteur des droits d'auteur. Pour voir une copie de cette licence, visitez http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/.

Réimpressions et autorisations

Switzer, AD, Christensen, J., Aldridge, J. et al. L'utilité des enregistrements historiques pour l'analyse des risques dans une zone d'influence marginale des cyclones. Commun Terre Environ 4, 193 (2023). https://doi.org/10.1038/s43247-023-00844-z

Télécharger la citation

Reçu : 20 décembre 2021

Accepté : 12 mai 2023

Publié: 31 mai 2023

DOI : https://doi.org/10.1038/s43247-023-00844-z

Toute personne avec qui vous partagez le lien suivant pourra lire ce contenu :

Désolé, aucun lien partageable n'est actuellement disponible pour cet article.

Fourni par l'initiative de partage de contenu Springer Nature SharedIt

En soumettant un commentaire, vous acceptez de respecter nos conditions d'utilisation et nos directives communautaires. Si vous trouvez quelque chose d'abusif ou qui ne respecte pas nos conditions ou directives, veuillez le signaler comme inapproprié.