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Enregistrement W4401171039 · doi:10.1016/j.coastaleng.2024.104590

Skill assessment of a total water level and coastal change forecast during the landfall of a hurricane

2024· article· en· W4401171039 sur OpenAlexaff
Justin J. Birchler, Margaret L. Palmsten, Kara S. Doran, Sharifa Karwandyar, Joshua M. Pardun, Elora M. Oades, Ryan P. Mulligan, Eli S. Whitehead-Zimmers

Notice bibliographique

RevueCoastal Engineering · 2024
Typearticle
Langueen
DomaineEarth and Planetary Sciences
ThématiqueCoastal and Marine Dynamics
Établissements canadiensQueen's University
Organismes subventionnairesnon disponible
Mots-clésLandfallEnvironmental scienceClimatologyMeteorologyTropical cycloneOceanographyGeologyGeography

Résumé

récupéré en direct d'OpenAlex

The Total Water Level and Coastal Change Forecast (TWL&CC Forecast) provides coastal communities with 6-day notice of potential elevated water levels and coastal change (i.e., dune erosion, overwash, or inundation) on sandy beaches that threatens safety, infrastructure, or resources. This continuously operating model provides hourly information for select regions along U.S. Gulf of Mexico and Atlantic Ocean coastlines. The objective of this work is to assess the skill of forecasts during a period of elevated water levels along the coasts of North Carolina (NC) and South Carolina, USA caused by Hurricane Isaias in August 2020, using a combination of observations and model hindcasts. Water levels and waves were observed throughout the storm at three locations near Wrightsville Beach, NC, which provided information to assess forecast skill; a wave buoy offshore, a tide gage at a local pier, and a pressure sensor deployed at the pier. In addition to observations, the non-hydrostatic phase-resolving model SWASH (Simulating WAves till SHore) was forced with hourly wave energy spectra derived from a coupled Delft3D-SWAN simulation during the peak of Isaias, to complement observations by computing nearshore wave height and wave-induced setup and runup at the shoreline. During the storm peak, SWASH-simulated water levels at the sensor position were comparable to those at the maximum landward extent (bias = −0.05 m; gain = 0.26; r 2 = 0.99), suggesting that observations at the USGS sensor location were a useful proxy for total water level (TWL; sum of tide, surge and wave runup) at the shoreline that are predicted by the TWL&CC Forecast. The TWL forecast at Wrightsville Beach was consistent with observations from the USGS sensor (bias = −0.38 m and −0.74 m, scatter index = 0.22 and 0.28 for the two forecast model grids considered, respectively; weighted regression considering model uncertainty explained 95 percent of variability in observed TWL). Observed TWL was within the confidence interval of the TWL&CC Forecast for the 5 h at the storm peak. Forecast mean water levels (MWL; sum of tide, surge and wave setup) and tide gage observations were also consistent (bias = 0.07 m and 0.02 m for the forecast model grids; scatter index = 0.46; r 2 = 0.80). Forecast MWL at the storm peak was within 0.06 m of the observed MWL from the tide gage for both sites. In the region where Isaias made landfall, eight additional pressure sensors were compared to the peak TWL forecast (bias = 0.14 m; scatter index = 0.18). Forecast TWL explained 90 percent of observed variability in TWL when considering uncertainty of the forecast with a weighted regression. The results demonstrate that wave-driven water levels contributed a significant portion of the forecast TWL during Isaias (52 percent during the three peak hours of the storm), and that TWL were represented using the forecast model. Mean absolute error of the coastal change forecast and observed overwash is 0.4 and 0.14 for the two forecast model grids considered. The skill demonstrated by this computationally efficient method indicates that the forecasting system can provide fast and reliable predictions of TWL across hundreds of km of coastline at sub-km resolution, days to hours in advance of when storms threaten coastal regions. • This is the first validation of the Total Water Level and Coastal Change Forecast. • Forecast total water levels compared to pressure sensor measured water levels. • Forecast total water levels compared to SWASH modeled water levels. • Wave-driven water levels contributed 52% to total water levels during the storm. • Regional forecast and observations of water levels and coastal change show skill.

Récupéré en direct depuis OpenAlex et désinversé. Les résumés ne sont pas conservés dans cette base de données : les index inversés représentent 8,6 Go des 9,3 Go de texte de la base, et le serveur dispose de 13 Go libres.

Comment cette classification a été obtenuedéplier

Prédiction machine sur la base complète

Imitation des enseignants

Ni prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Le volet Gemma est une étiquette directe du modèle pour chaque travail de la base, lue sur la notice réduite au titre. Le volet Codex est un classifieur appris des 10 348 étiquettes directes de Codex et calibré sur les taux pondérés de l'échantillon; les champs sans appui suffisant ne portent aucun appel Codex. Le mode candidate est l'union des deux volets; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont pas des étiquettes humaines.

score de la tête « metaresearch » (Codex)0,002
score de la tête « metaresearch » (Gemma)0,006
Version: metacan-v3-hybrid-931329e0061cStatut de validation: machine_predicted_unvalidated
Catégories candidatesaucune
Catégories consensuellesaucune
DomaineSignal candidat: aucune · Signal consensuel: aucune
Devis d'étudeSignal candidat: Simulation ou modélisation · Signal consensuel: aucune
GenreSignal candidat: Empirique · Signal consensuel: Empirique
Score de désaccord entre enseignants0,057
Score d'incertitude au seuil0,113

Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)

CatégorieCodexGemma
Métarecherche0,0020,006
Méta-épidémiologie (sens strict)0,0000,000
Méta-épidémiologie (sens large)0,0000,000
Bibliométrie0,0010,000
Études des sciences et des technologies0,0000,000
Communication savante0,0010,001
Science ouverte0,0000,000
Intégrité de la recherche0,0000,000
Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger)0,0000,000

Scores machine (provisoires)

Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.

Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.

Tête enseignante Opus0,013
Tête enseignante GPT0,202
Écart entre enseignants0,190 · la distance entre les deux têtes enseignantes sur ce seul travail
Statut de validationscore_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découle

Classification

machine, non validée

Prédiction automatique; un appel candidat d’une seule source (Gemma direct ou Codex distillé), pas un consensus.

Les modèles n’ont appliqué aucune catégorie : rien dans la taxonomie ne correspondait à ce travail.
Devis d'étudeSimulation ou modélisation
Domainenon disponible
GenreEmpirique

Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».

En bref

Citations7
Publié2024
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Résumé présentoui

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