New User Special Price Expires in

Let's log you in.

Sign in with Facebook


Don't have a StudySoup account? Create one here!


Create a StudySoup account

Be part of our community, it's free to join!

Sign up with Facebook


Create your account
By creating an account you agree to StudySoup's terms and conditions and privacy policy

Already have a StudySoup account? Login here

Final Notes for Study Guide

by: Elizabeth Rubio

Final Notes for Study Guide GEOL 110

Elizabeth Rubio
Long Beach State

Preview These Notes for FREE

Get a free preview of these Notes, just enter your email below.

Unlock Preview
Unlock Preview

Preview these materials now for free

Why put in your email? Get access to more of this material and other relevant free materials for your school

View Preview

About this Document

As you can tell, there are so many pages since this exam is cumulative. I hope these help! Good luck!
Natural Disasters
Ewa Burchard
Study Guide
50 ?




Popular in Natural Disasters

Popular in Geology

This 88 page Study Guide was uploaded by Elizabeth Rubio on Tuesday May 3, 2016. The Study Guide belongs to GEOL 110 at California State University Long Beach taught by Ewa Burchard in Spring 2016. Since its upload, it has received 72 views. For similar materials see Natural Disasters in Geology at California State University Long Beach.

Similar to GEOL 110 at Long Beach State

Popular in Geology


Reviews for Final Notes for Study Guide


Report this Material


What is Karma?


Karma is the currency of StudySoup.

You can buy or earn more Karma at anytime and redeem it for class notes, study guides, flashcards, and more!

Date Created: 05/03/16
2­11­16 Low and High Pressure Centers  Air  movement  can  cause   changes  in  pressure  – Convergence  occurs  when  air   flows  in  increasing  pressure  – Divergence  occurs  when  air   flows  out  decreasing  pressure  • At  surface,  air  moves  from   surface  high  pressures  (H)   to  low  pressures  (L)  – Air  at  low  rises  into   atmosphere  and  then  diverges   in  the  upper  atmosphere  – A  surface  low  is  often   associated  with  a  high  aloft   and  vice  versa Unstable Air Tendency  of  air  is  to  remain  in  place  – Atmospheric  stability  – Air  parcels  resist  movement  or  return  to  original  spot  after  they  move  • In  unstable  air,  parcels  are  rising  until  they  reach  air  of  similar   temperature  and   density – Air  is  unstable  when  lighter,  warm/ moist  air  is  overlain  by  denser  cold  or   dry   air – Some  air  sinks  and  some  air  rises Fronts • Boundary  between  cooler  and  warmer  air  masses  – Air  masses  do  not  mix – Warmer  air  will  always  be  lifted  by  the  colder,  denser  air  mass – Air  masses  also  have  different  humidity  levels,  densities,  wind  patterns,  and   stability  • Different  fronts – Cold  front  when  cold  air  is  moving  into  warm  air – Warm  front  when  warm  air  is  moving  into  cold  air – Stationary  front  where  boundary  shows  little  movement  – Occluded  front  where  rapidly  moving  cooler  air  overtakes  another  cold  air  mass  wedging  warm  air  in   between. Hazardous Weather and Geographic Regions at Risk  Severe  weather  refers  to : – Thunderstorms  – Tornadoes  – Hurricanes  (Chapter  10)  – Blizzards  – Ice  storms  – Mountain  windstorms  – Heat  waves  – Dust  storms  • Hazardous  due  to  the  energy  they  release  and   damage  they  are  capable  of  causing Thunderstorms Most  occur  in  equatorial  regions  – Most  common  in  the  afternoon  or  evening  hours  in  spring   or  summer • Three  conditions  necessary  1.Warm  and  humid  air  available  in  lower  atmosphere 2.Steep  vertical  temperature  gradient  such  that  the  rising  air   is  warmer  than  the   air  above  it  • Colder  air  over  warmer,  moist  air  3.Updraft  must  force  air  up  to  the  upper  atmosphere  • Formation  – Moist  air  is  forced  upwards,  cools  and  water  vapor   condenses  to  form  cumulus clouds Stages 1.  Cumulus  stage  • Moisture  supply  and  updrafts  continue,  clouds  grow  • A  continuous  release  of  latent  heat  from  condensation  warms  the   surrounding  air   causing  the  air  to  rise  further  • Precipitation  one  of  two  mechanisms  – Expanding  the  cloud  into  colder  air  causes  water  droplets  to   freeze;?  larger  snowflakes  fall  and  melt  as   raindrops  – Large  droplets  grow  until  they  cannot  be  supported  by  updrafts  2. Mature  stage  • Downdrafts  and  falling  precipitation  leave  the  base  of  the  cloud  • Updrafts  and  downdrafts  are  present  and  continues  to  grow  until  it   reaches  the  top  of   unstable  atmosphere  (tropopause)  • Storm  produces  heavy  rain,  lightning  and  thunder,  and  occasionally  hail 3. Dissipating  stage  • Upward  supply  of  moist  air  is  blocked  by  downdrafts  • Thunderstorm  weakens,  precipitation  decreases,  and  the  cloud  dissipates Cont. Types 1.  Air­mass­thunderstorms a.  – Most  individual  thunderstorms  b. – Last  less  than  1  hour  and  do  little  damage        2. Severe  Thunderstorms  – Under  right  conditions,  thunderstorms  can  be  severe • Classified  as  severe  by   National  Weather  Service  if:  – Winds  >  93  km  (58  mi.)  per  hour,  or : Hailstones  >  1.9  cm  (0.75  in),  or:   generates  a  tornado  – Necessary  conditions  • Large  changes  in  vertical  wind  shear  – Greater  the  wind  shear,  the  more  severe  the  storm  • High  water  vapor  content  in  lower  atmosphere  • Updraft  of  air  & Dry  air  mass  above  a  moist  air  mass Cont. Severe thunderstorm types 1. Mesoscale  convective  systems  (MCS)  • Most  common  type  • Large  clusters  of  self­propagating  storms  in  which  downdrafts  from   one  cell   leads  to  formation  of  another  nearby  –This  continued  growth  means  the  storms  can  last  for  12  hours  or  more  2.Squall  lines   Long  lines  of  individual  storm  cells  common  along  cold  fronts  • Updrafts  form  anvil­shaped  clouds  extending  ahead  of  the  line  – Downdrafts  surge  forward  as  gust  front  in  advance  of  precipitation  • Can  also  develop  along  drylines  – Fronts  with  differing  moisture  content   3. Supercells  • Upward  spiraling  column  of  air  known  as  a  mesocyclone  • Smaller  than  MCSs  and  squall  lines,  but  more  damaging  • Extremely  violent  and  spawn  most  tornadoes  • Last  from  2  to  4  hour Cont.  • Lightning    – Common  occurrence  during   thunderstorms  • Flashes  of  light  produced  by  discharge of millions  of  joules  of  electricity  • Extreme  heat  from  discharge  causes air to rapidly  expand  – Produces  thunder  – Most  is  cloud­to­cloud  – Cloud­to­ground  is  less  common    • But  25  million  ground  strikes  in  U.S each year  • Complex  process  (simplified  here)  ­Kills  about  100  and  injures  more than 300 each  year  in  the  United  States Cont. Hail  ­Hard,  round,  irregular  pieces  of  ice  originating  from  thunderstorms  – Contain  rings  due  to  adding  coatings  during  updrafts  • Hail  moves  up  and  down  in  lower  part  of  the  storm  adding  layers  of  liquid   water   which  then  freezes  – Cause  mostly  property  damage  • Averages  41  billion  per  year  in  the  United  States  – Most  common  locations   • North  America:  Great  Plains  in  United  States,  Calgary  region  of  Alberta,  Canada • Other  regions:  North­central  India,  Bangladesh,  Kenya,  and  Australia – Deaths  not uncommon  in  Bangladesh  and  India  because  of  poorly  constructed  dwellings Tornadoes Usually  spawned  by  severe  thunderstorms  – One  of  nature’s  most  violent  natural  processes  – 1992  to  2002,  killed  average  of  62  people  per  year  – Variety  of  shapes  • Rope  • Funnel  • Cylinder  • Wedge  • Defined  by  vortex  extending  downward  from  the   cloud  and  touching  the  ground  – Called  funnel  clouds  when  it  does  not  touch the ground  • Form  where  there  are  large  differences  in   atmospheric  pressure  over  short  distances Cont. 1. Organizational  stage – Vertical  wind  shear  causes  rotation  to  develop  within  the   storm  – Strong  updrafts  in  advance  of  the  front  tilt  the  horizontally   rotating  air  vertically – Wall  cloud  rotates  and  funnel  descends 2.  Mature  stage  – Visible  condensation   funnel  extends  to  ground  – Moist  air  drawn  upward  – In  stronger  tornadoes,   smaller  whirls  may   develop  within  tornado  • Suction  vortices  • Responsible  for  the   greatest  damage 3. Shrinking  stage  – Supply  of  warm  air  is   reduced  and  tornado   begins  to  thin  • More  dangerous  because   wind  speeds  increase  as   diameter  decreases 4. Rope  stage  – Downdrafts  cause  tornado   to  move  erratically  and   disappear Cont. Classification  of  tornadoes  – Classified  according  to  most  intense  damage  that  they   produce  – Assigned  value  on  Enhanced  Fujita  (EF)  Scale  • Survey  determines  levels  of  damage  experienced  by  26  types   of   buildings,  towers,  and  poles  and  hardwood  and  softwood   trees   Waterspouts  • Tornadoes  that  form  over  water  • Develop  beneath  fair  weather  cumulus  clouds  as  a  result  of   wind  shear Cont.  • Occurrence  of  tornadoes – Found  throughout  the  world,  but  much  more  common  in   the United  States  • Has  the  just  the  right  combination  of  weather,  topography,  and   geographic   location  – Most  U.S.  tornadoes  occur  in  midwestern  states  between   Rocky  Mountains  and   Appalachians • Spring  and  summer  in  late  afternoon  and  evening  are  most  common   times • Highest  risk  is  in  “Tornado  Alley”   – stretches  from  north  to  south   through  the  Great  Plains  states  – Several  tornado  prone  areas  in  Canada  • Include  Alberta,  southern  Ontario,  and  southeastern  Quebec  – Waterspouts • Most  take  place  in  tropical  and  subtropical  waters Blizzards and Ice Storms • Blizzards  – Severe  winter  storms  with  large  amounts  of  falling  or   blowing  snow,  high   winds,  low  visibilities  for  extended   period  of  time  • Whiteout– Extremely  low  visibility  – Official  thresholds  differ  • In  United  States:  winds  >  56  km  (35  mi.)  per  hour,  visibilities   <  0.4  km  (0.25   mi.)  for  at  least  3  hours  • In  Canada:  winds  >  40  km  (25  mi.)  per  hour,  visibilities   <  1  km  (1.6  mi.)  for   at  least  4  hours  – Ground  blizzard  • High  winds  picking  up  previously  fallen  snow  • Develop  numerous  times  each  winter  in  Antarctica,  Alaska,  parts  of   Canada,   and  Great  Plains  states Cont.  Causes  of  blizzards  – Interaction  between  upper­level  low  pressure  trough  and   surface  low  pressure – Colorado  and  coastal  storms  derived  from  moist  ocean  air  – Alberta  Clippers  are  drier  with  less snow  and  cold   temperatures  – Nor’easters  on  East  Coast  have  hurricane  force  winds, heavy snows, intense   precipitation,  and  high  waves  • Wind  chill – Wind  cools  skin,  evaporates  moisture,  ­ reduces  time  it  takes   for  frostbite  to  form  – A  reason  blizzards  are  generally  more  dangerous  than  other snowstorms Cont.  Ice  storms  – Prolonged  periods  of  freezing  rain  • Upon  contact  with  cold  objects,  rain  immediately  freezes  to   form  a  coating  of   ice – Develop  during  winter  on  the  north  side  of  a  stationary  or   warm  front  – Three  conditions  for  freezing  rain  1.Ample  source  of  moisture  2.Warm  air  over  shallow  layer  of  cold  air  3.Objects  on  land  close  to  or  at  freezing Fog  ­A  cloud  in  contact  with  ground ­Air  cooling  to  condensation or adding  water to cooled air through evaporation • Cooling  – At  night  heat  radiates  from  land  – Warm  air  blows  over  cold  water  – Humid  air  rises  up  a  mountain  side  • Evaporation  – Cold  air  flows  over  warm  body  of  water  – Warm  rain  falls  through  cool  air Drought ­Extended period of low precipitation ­Makes a shortage of water, food, and power ­Affects more people than any other natural hazards. Mountain Windstorms Develop  seasonally  on  the  downwind  side  of   mountain  ranges  or  glacial  ice  fields • Mountains  block  prevailing  winds  and  can,  under   specific  conditions,  cause  winds  to   move  quickly   down  slopes  – Chinooks,  east  of  Rocky  Mountains – Santa  Ana,  in  Southern  California • Can  cause  roof  and  tree  damage,  blow  cars  off   highways,  contribute  to  large  wildfires  Dust  storms  – Strong  windstorms  in  which  dust  reduces  visibility  for   significant  amount  of  time  – Can  be  several  hundred  kilometers  in  diameter  and  carry   100  million  tons  of  dust  – Safety  hazard  for  travel  – Affect  climate  and  human  health • Sandstorms  – Desert  phenomenon  where  sand  transported  in  a  cloud  – Rarely  extends  >  2m  (6.5  ft.)  above  land  – Along  with  dust  storms,  occur  mostly  in  midlatitude, semiarid,  and  arid  regions GEOL 110  Chapter 7­ Mass wasting La Conchita, Southern CA: Landslide Disaster •400,000­ton landslide on January 10, 2005 –Same location as a 1995 landslide –Destroyed about 30 homes and 10 lost their lives •Study done after 1995 landslide –Showed landslides were common here –Complete stabilization would be about $150 million •Went with less costly strategies •2005 landslide showed approach was ineffectual •Still a highly desirable place to live –Property values dropped after each landslide –However, rebounded in a few years Intro. To Landslides •Mass wasting –Comprehensive term for any type of downslope movement of earth materials –Rapid downslope movement of rock or soil as a coherent mass –Include earth flows, rock falls, and avalanches   •Described collectively as landslides Slope Processes •Slopes are most common landforms on Earth •All slopes are constantly evolving and materials are always in motion downslope •Slopes are composed of different segments: –High cliff or free face –Talus slope –Convex slope –Straight slope –Concave slope Types of Landslides Falling –Free fall of earth material •Sliding –Movement of material as a coherent block •Slumping: sliding along a curved surface •Soil slip: sliding along tilted surface 4­13 9.7 Linkages with other Hazards  Short­term  events  – Flooding • Slow­moving  thunderstorms  producing  a lot of rain in a relatively short  time  • Stagnation  of  thunderstorms  – storms  track  over  the same area  – Mass  movements  – Wildfires  • Can  start  from  lightning  strikes • Long­term  changes  in  global  climate  – Drought,  dust/sandstorms,  and  heat  waves  • Tropical  and  extratropical  cyclones 9.8 Natural Service Functions of Severe Weather Contribute  to  health  of  forests  – Wildfires  clear  old  growth – Windstorms  topple  dead  trees • Source  of  water  – Blizzards  and  other  snowstorms,  thunderstorms,  and   tropical  storms  primary  source  for  some   areas • Aesthetic  value – Clouds,  snow,  lightning • Tourism – Tornado  chasing Forecasting and Predicting Weather Hazards Timely  and  accurate  prediction  is  extremely   important  to  spare  human  lives  – Events  still  difficult  to  forecast  – Behavior  is  unpredictable  – Doppler  radar  has  significantly  improved  ability  to  predict   paths  • Detects  clouds,  rain,  ice  particles,  etc.  • Uses  wavelength  of  reflected  waves  to  determine  directions  • Used  to  make  short  term  predictions • Can  detect  a  mesocyclone  within  a   thunderstorm  and  issue   tornado  warnings  up  to  30  minutes  in  advance  Watches  and  warnings  – Watch:  possibility  of  severe  weather  developing  – Warning:  severe  weather  has  been  spotted,  take  action Adjustment to the severe weather Hazard Cannot  prevent  severe  weather,  but  can  take  steps   to  reduce  associated  death  and  damage • Mitigation  – Long­term  actions  to  prevent  or  minimize  death,  injuries,   and  damage  are  considered  mitigation – Different  for  each  weather  hazard  but  some  general   techniques  • Building  new  structures  (Example:  windproofing) • Ensuring  utilities  can  continue  to  function  in  severe  weather  • Warning  systems  • Hazard  insurance  ­Preparedness  and  personal  adjustments  Ch 10 Hurricanes and Extratropical Cyclones Hurricane Sandy •Seven days from formation to landfall –Landfall just south of New York City –Storm had swelled to largest  Atlantic hurricane on record •“Superstorm Sandy” –Great size, atypical path, merged with an arctic cold front –No longer hurricane­force winds upon landfall, but was second most expensive storm to strike the  United States (after Katrina) •Damage in the United States –Triggered intense snowstorms resulting in power outages –Large waves and heavy wind and rain caused flooding and coastal erosion 10.1 Intro to Cyclones •An area or center of low pressure with rotating winds –Counter­clockwise in Northern Hemisphere –Clockwise in Southern Hemisphere •Tropical or extratropical –Based on origin and core temperature •Characterized by intensity –Sustained wind speeds and lowest atmospheric temperature (cont.) •Tropical Cyclones –Form over warm tropical or subtropical ocean water (5°–20° latitude) –Have warm central cores –Tropical depressions, tropical storms, hurricanes –High winds, heavy rain, surges, and tornadoes –Derive energy from warm ocean water and latent heat •Extratropical Cyclones –Form over land or water in temperate regions (30°–70° latitude) –Associated with fronts and cool central cores –Strong windstorms, heavy rains, surges, snowstorms, blizzards –Most do not produce severe weather –Derive energy from temperature contrasts along fronts •Scientific classification and description have roots in regional names •Extratropical cyclone that moves along northward along East Coast U.S. –Hurricanes •Tropical cyclones in Atlantic and eastern Pacific Oceans –Typhoons •Tropical cyclones in Pacific Ocean west of International Dateline and north of the equator –Cyclones •Tropical cyclones in Indian Ocean Saffir­Simpson Scale classifies hurricanes based on wind speed Naming Cyclones  •Tropical storms and hurricanes given names established by international agreement through World  Meteorological Organization –Named once winds exceed 63 km (39 mi.) per hour –Names assigned sequentially each year from list for each origin –Male/female names alternated –Names are reused every 6 years –Names of big storms are retired (example: Katrina) Tropical Cyclones cont. •Tropical disturbance –Typically 200 to 600 km (120 to 370 mi.) –A organized mass of thunderstorms persisting for > 24 hours –Associated with elongated area of low pressure (trough) –Has a weak rotation due to Coriolis effect Cont. •Tropical Depression –Tropical disturbance wind speeds increase and begins to spin –A low pressure center is formed •Tropical Storm –Winds increase to 63 km (39 mi.) per hour –Storm is given a name –Wind speeds are not at hurricane strength, but rainfall can be intense •Hurricanes –Not all tropical storms develop into hurricanes •Classified when winds reach 119 km (74 mi.) per hour –Environmental conditions •Thick layer of warm ocean water –At least 26 degrees C (~80 degrees F) –Extend to depth of 46 m (~150 ft) •Steep vertical temperature gradient –Atmosphere must cool quickly with increasing altitude •Weak vertical wind shear –Strong winds aloft prevent hurricane development Earth Materials Transported by Rivers  •Rivers transport materials along with water •Total load consists of: –Bed load •Materials that roll, slide, bounce along bottom –Suspended load •Silt and clay particles that are carried in the water –Dissolved load •Materials carried as chemical solution River Velocity, Discharge, Erosion and Sediment Deposition Rivers­ Primary erosion. Transportation in the rock cycle  ­Velocity controlled •Discharge –Water volume flowing through a cross section per unit time –Constant along river if no additions or deletions –Changes in area lead to changes in velocity •Cross­sectional area decreases, velocity increases •Cross­sectional area increases, velocity decreases •Stream flow widens and slows from high to low gradient –Forms at base an alluvial fan or delta  Channel patterns and Floodplain Formation •Streams and rivers develop distinct channel patterns •Meandering Pattern ­ Most common are meandering and braided –Curving channel bends called meanders •Migrate back and forth across the floodplain •Velocity greater on outside of curves causing erosion (cutbank) •Rivers slow on inside of curves causing deposition (point bars) –Floodplains are created during overbank flows 4­18 Development of Extratropical Cyclone Geographic Regions at Risk for cyclones •Most serious threat in North America –Eastern contiguous United States –Puerto Rico –Virgin Islands –U.S. territories in the Pacific Ocean •They are a lesser threat to Hawai’i and Atlantic Canada •On the Pacific coast, hurricanes strike Baja California and the west coast of the Mexican mainland  Cont. •Most hurricanes that affect East and Gulf Coasts form off the western coast of Africa •They take one of three tracks 1.West toward East coast of Florida, sometimes passing over Caribbean •Move out into the Atlantic Ocean to the northeast 2.Westward over Cuba and into the Gulf of Mexico to strike the Gulf Coast 3.Westward to the Caribbean and then northeastward skirting the East Coast •May strike the continent from central Florida to New York Cont.  •Northwest Pacific is much more active than North Atlantic •Indian Ocean is also a very active hurricane zone •South Atlantic and southeast Pacific, rarely have hurricanes because of cold ocean water •Hurricanes do not form close to the equator because of the absence of the Coriolis effect Hazard Greatest in Right Forward Quadrant of Atlantic Hurricanes •Local rise in sea level resulting from storm winds •Can be > 3 m (10 ft.) •Because of spinning, surge is greatest in right quadrant of storm as it makes landfall •Height is greatest near time of maximum winds •Height is also greater if landfall coincides with high tide Storm Surge •Largest effect from stress exerted by wind on water –Fetch refers to the area over which the wind blows –Larger fetch results in larger storm surge •Smaller effect from low atmospheric pressure in storm pulling up on water surface •Also depends on shape of coastline •Continual increase in sea level as storm approaches •Overwash can create washover channels, isolating one area from another Heavy Rains •Average hurricane produces trillion gallons of water each day •Rainfall from cyclones can cause inland flooding •Flooding affected by: –Storm’s speed –Land elevation over which the storm moves –Interaction with other weather systems –Amount of water in soil, streams, and lakes prior to storm Linkages and Natural Services •Coastal erosion –Some of the fastest rates during the landfall of cyclones •Some sand replaced during fair­weather conditions •Other sand is removed entirely •Flooding –Saltwater from storm surge –Freshwater from heavy rains •Mass wasting –Heavy rains can cause devastating landslides and debris flows •Primary source of precipitation •Redistribute warm air from tropics •Maintain ecosystems –Winds carry plants, animals, and microorganisms –Waves stir up deeper, nutrient­rich waters –Winds topple weak and diseased trees in forests –Waves break apart some corals Human Interaction with Cyclones •Human i–Population growth greatest in coastal areasdly in the past four decades –About 53 percent of United States population live in coastal counties •Urban development in coastal areas –Urbanization of vulnerable coastlines increases magnitude of the effect of cyclones –Destruction of sand dunes makes areas more susceptible to hurricane winds –Construction (increase) of seawalls and bulkheads reflect waves and contribute to beach  erosion –Poor building materials and practices can make hurricanes more dangerous to people cont. •Global warming may contribute to higher intensity and frequency of hurricanes in the future –Raising temperatures of the seas surface •Possible that warmer ocean water will increase hurricane intensity –Contributing to rising sea level •Increase the reach of large waves that ride the surge Forecasts and Warnings •Cannot prevent the cyclone hazard •Enforcing building codes and evacuation procedures ­Need for accurately forecasts and warnings •Forecast includes: –If it will make landfall –Where and when it will strike –Wind strength –Width of affected area –Rainfall amount –Storm surge •Monitored by U.S. Hurricane Center, Canadian Hurricane Center •Hurricane watch means likely hurricane in 36 hours •Hurricane warning given when hurricane is likely within 24 hours or less Cont. •Hurricane forecasting tools –Weather satellites •Detect early warning signs •Can not show wind speed –Aircraft •U.S. Air Force, NOAA airplanes fly into the storm to collect data –Doppler radar •Give information on rainfall, wind speed, and direction of the storm –Weather buoys •Continuously record weather conditions –Computer models •Make predictions about storm tracks •Global Forecast System (GFS) model runs four times a day •Still not completely accurate in predicting storm intensity Cont.  Storm Surge predictions = Time and elevation of surge ­Based on wind speed, fetch, ave, water depth, central pressure, forward speed Adjustment to Cyclones Hurricanes and Extratropical Cyclones •Community adjustments to cyclone hazard –Warning systems •Give public maximum possible advance notice •Media broadcasts, local use of sirens –Evacuation plans and shelters •Developed prior to hurricane season •Public transportation provided during hazard –Insurance –Building design •Withstand hurricane­force winds •Allow passage of storm surge •Recommendations available from Partnerships for Advancing Technology in Housing (PATH) •Personal adjustments to cyclone hazard –Be aware of hurricane season –Prepare homes and property for hazard –Obtain flood insurance –Install heavy shutters that can be latched –Learn evacuation route –Make a family emergency plan –Collect emergency supplies Chapter 11­ Coastal Hazards Folly Island and Submerging  Coast ­Barrier island south of Charleston, SC  ­Barrier to ocean waves that would strike the mainland ­About 10 km (~6mi) long, less than 1 km (0.6mi) wide ­Most of the island has an elevation of l.5­.3 m (~5­10 ft.) ­Typical Atlantic Barrier Island ­ Eroding at a high rate (proceed to the slides where 11.1 occurs to the powerpoint) 4­20 Waves cont. (slide 15) ­Variations along a coastline ­Irregularities in topography ocean floor and coast cause variations in wave height as it  approaches shore ­ A single wave is called a wave front ­Irregular Coastlines have headlands  ­The shape of the coast is similar underwater to that of the coastline ­Water gets progressively shallower close to shore ­As the wave approaches the shore, it slows at the headland first ­This causes the wave front to bend around the headland (refraction) •Effects of wave refraction –Wave normals, perpendicular to wavefronts pointing toward shoreline –Wave refraction causes normal to converge and diverge –Convergence •Wave heights and energy increases •Waves are bigger here –Divergence •Wave heights and energy decreases •Breaking waves –Plunging breakers •Waves that pick up quickly •Typical on steep beaches •More erosive –Spilling breakers •Waves that spill gently •Typical on wide, flat beaches •More likely to deposit sand Beach Form and Processes •Beach consists of loose material which has accumulated by wave action on shoreline •Type of beach material depends on source of sand –White beaches from shell and coral (Pacific Islands) –Black beaches from volcanic rock (Hawaii) –Brown beaches from quartz and feldspar (Carolina) •The beach onshore –Landward extent of a beach on seashore or lakeshore •Line of sand dunes •Line of permanent vegetation or Sea cliff or bluff forms from erosion of rock or sediment –Beaches are divided into •Berm –Beach portion that slopes landward and formed by deposition of sediment by waves •Beach face –Beach portion that slopes toward water –In the swash zone where waves swash and backwash •The beach offshore –Swash zone •Zone where waves swash and backwash on the beach –Surf zone •Where turbulent waves move after waves break –Breaker zone •Where the waves become unstable, peak, and break •Longshore bar forms beneath breakers •Longshore trough forms landward from bar •Sand transport –Littoral transport •Sand movement parallel to shore •Beach drift –Sand moving in zigzag pattern in swash zone •Longshore drift –Transport of sand by longshore currents –Longshore currents •Current that flows parallel to shoreline as a result of up & back movement of water in  swash zone –Updrift and downdrift •Indicate the direction in which sediment is moving or accumulating along the shore 11.3 Sea Level Change •The level of the sea is constantly changing •Relative sea level –Position of the sea at the shore –Influenced by movement of both the land and water •Eustatic sea level –Global sea level –Controlled by processes that affect overall volume of water in the ocean and shape of the basins •Eustatic sea level (global sea level) –Rises or falls when the amount of water in the world’s oceans increases or decreases –Climate/average air temperature •Temperature increases cause volume of water to expand •Temperature decreases cause contraction of water •Changes in temperature cause ice on land to melt or snowfall to increase –Volume of water in ice sheets, glaciers increases, ocean water linked –Tectonic processes •Changes ocean basin shape over long period of time •Relative sea level –Glacier melt or earthquakes can cause uplifting of land •Decrease in sea level –Rates of deposition, erosion, or subsidence makes the level rise or fall –Tides caused by gravitational pull of the moon cause daily and seasonal changes –Weather conditions •Changes in wind speed –High winds pile up water and increase water height in open water –Swell increases both water level and wave heights when it reaches the shore •Changes in atmospheric pressure –Can add a meter or more to height of storm surge Energy Behavior Temperature depends on amount of energy absorbed or reflected  • Reflection depends on albedo  – Describes the reflectivity of surfaces  – Dark woodlands reflect 5 percent to 15 percent  – Light grasslands reflect 25 percent  • Absorption   – Energy that is not reflected is absorbed  – Different objects absorb different wavelengths   – Hotter objects radiate energy more rapidly and at shorter wavelengths 9.3 Atmosphere  Thin gaseous envelope that surrounds Earth   – Gas molecules  – Suspended particles of solid and liquid   – Falling precipitation  • Causes weather experienced every day  • Responsible for trapping heat that keeps the Earth warm  • Knowledge of structure and dynamics critical to understand severe weather Composition of the Atmosphere Composed mostly of nitrogen  and oxygen  – Smaller amounts of argon, water vapor, and carbon dioxide  – Other trace elements and compounds  • Water vapor  – Important for cloud formation and circulation  – Comes from evaporation off of Earth’s surface  – Humidity describes amount of moisture in atmosphere at particular temperature  • Relative humidity is the ratio of water vapor present to the amount that  saturates the air  • Increases at night because of cooler temps, decreases during the day due to  heating Structure of the Atmosphere Water vapor content and temperature vary from Earth’s surface to it’s upper limits  • Troposphere – All of Earth’s surface is within this layer  – Upper boundary is tropopause  – Temperature decreases with increasing altitude  – Most visible characteristic is presence of clouds  • Made from very small water droplets or ice crystals that condense from the atmosphere  • Cumulus: puffy fair weather clouds  • Cumulonimbus: tall, dark storm clouds  – Contains most of the atmospheric carbon dioxide and methane Cloud Type Associated with Severe Weather Four aspects of atmosphere directly related to severe weather – Atmospheric pressure and circulation patterns – Vertical stability of the atmosphere – Coriolis effect (is a result of the earth's rotation. As air moves from high to low pressure in the  northern hemisphere, it is deflected to the right by the Coriolis force.) – Interaction of different air masses Atmospheric Pressure and Circulation Atmospheric pressure also called barometric pressure – Weight of a column of air above a given point  – Force exerted by molecules on surface  • In the atmosphere, pressure decreases with increasing altitude – Nearly all of the weight of the atmosphere is in the lower atmosphere  – Density and pressure decrease rapidly as you go to higher elevations Cont. Changes in air temperature and air movement are responsible for horizontal changes in  pressure  – Temperature influences pressure because cold air is more dense and exerts greater  pressure on surface  – Global variations in temperature cause global winds  • At equator, air is warm and low in density  – Creates low pressure zones at the equator  – Air rises, condenses, forms clouds and rain  – Cooler, drier air sinks at latitudes around 30° causing deserts  – Similar vertical circulation cells observed at middle and high latitudes Cont. Jet streams  – Midlatitude air masses of different temperatures colliding near tropopause  • Westerly winds encircling the globe due to Coriolis effect  • Greater the temperature difference, faster the flow   Northern Hemisphere has two jet streams  – Polar jet stream  • Stronger of the two and boundary between cold arctic polar and warm subtropical and  tropical air masses  – Subtropical jet stream  • Weak during the summer months but strongest in winter when temperature gradient between  low­latitude and midlatitude air masses is greatest (4­27)   Chapter 12: Climate Change  Tuvalu, South Pacific •One of the smallest nations on Earth –Located in South Pacific Ocean between Hawai’i and Australia –9 small islands, 6 are atolls –Polynesian settled the island about 2000 years ago •Highest elevation is about 4.5 m (~15 ft) above sea level –Average elevation is 1.8 m –Has experienced serious flooding in recent years during storms and high tide –Tuvalu may not be able to support its population in 50 to 100 years due to the rise in sea level 12.1 Global Change and Earth System Science: An Overview •Earth sciences –Two central goals 1.Understand how Earth works and how it has evolved from a landscape of barren rock to the  complex landscape dominated by the life we see today 2.Apply that understanding to better manage our environment –Now generally recognized that human activity effects are extensive and not just local or regional –Earth system science: study of how systems are linked to affect life on Earth •The atmosphere •The oceans •The land •The biosphere 12.2 Climate and Weather  •Climate refers to characteristic atmospheric conditions over a long period of time –Years or decades –Example: Pacific Northwest generally has mild temperatures, high humidity, and lots of rain •Weather refers to atmospheric conditions over short periods of time –Days or weeks –Example: Visiting Seattle for a week you may only experience bright, sunny, dry conditions Climate Zones •Temperature and precipitation simplest way to classify zones –However, it may be much more complex •Climate can be affected by processes and changes that maintain the climate system –Ocean currents –Mountain ranges –Plateaus Earth’s climate System and Natural Processes •Climate major influence on natural processes –Flooding dependent on rainfall amount and intensity –Landslides common in areas with rainy climates –Wildfires more likely in dry areas •Knowing the climate can indicate things about the hazards to expect •Climate classification supplies information about the relationship between climate and vegetation 12.3 The Atmosphere and the Cryosphere : Atmospheric Composition •Permanent gasses –Gasses whose proportions stay constant •Nitrogen and oxygen –Have little effect atmospherically •Variable gasses –Gasses whose proportions vary with time and space –Play important roles in atmospheric dynamics •Carbon dioxide, water vapor, ozone, methane, nitrous oxide, and halocarbons. •Aerosols –Particles whose proportions vary with time and space Glaciations  •Cryosphere –The part of the hydrosphere where water stays frozen year­round –Permafrost, sea ice, ice caps, glaciers, and ice sheets •Glaciers flow from high areas to low areas under the weight of accumulated ice –Have budgets with inputs and outputs •New snow forms ice at high elevations •Ice melts, evaporates, and breaks off at lower elevations •Glaciers retreat and advance •Glacial intervals – Periods with major continental glaciations •Interglacial intervals –Warmer periods with less glaciations •Multiple advances and retreats of glaciers –Rare during Earth’s 4.6 billion year history –Several in the last 1 billion years –We are now living during one of those events that began 2.5 million years ago •Pleistocene Epoch –The last series of glacial and interglacial periods –Multiple ice ages –Glaciers covered 30 percent of Earth –Maximum extent 21,000 years ago –Global sea level >100 m (330 ft.) lower than today •Today –Glacial ice covers only about 10 percent of Earth –Nearly all the ice is contained in Antarctic ice sheet –In an interglacial interval •However, probably still living in a glacial event •Glacial Hazards –Glacier movement and melting have been responsible for property damage, injuries, and deaths –Hazards include: •People can fall into deep crevasses •Glacial Ice can fall from above •Can expand to overrun villages, etc •Produce an ice jam to cause flooding •Blocks of ice may fall off in avalanches •Calving produces icebergs in ocean CHAPTER 8­ SUBSISTENCE AND SOILS A particular event that is an example is the subsidence  aftermath of Hurricane Katrina  in Louisiana. ­NASA investigated this particular state to investigate the soil and land from this  state, and prevent and predict possible hazards.    Venice is Shaking  •Beautiful and famous city in Italy –Subsiding (sinking) at rate of 1.5 mm (~0.06 in) per year in some areas –Built on 118 small islands in a coastal lagoon –Extremely prone to flooding •Has been happening naturally for millions of years –However, over pumping of groundwater significantly increased rate of  subsidence –Human response has been to raise buildings and streets •Frequency of floods has increased  SOLUTION­ Mose System, which is building huge engineering barriers when there is an increase of tide Soil and Hazards •Soil –Solid earth material that has been altered such that it can support rooted plant life –Any solid earth material that can be removed without blasting ­Helps evaluate natural hazards •Soil is produced through weathering –Physical and chemical breakdown of rocks –Changed by residual or transported activity of soil organisms ­Residual/ Transported Soil and Hazards cont.  •Soil development depends on: –Climate –Topography –Parent material •The rock or alluvium from which the soil is formed –Time •Age of the soil –Organic processes •Activity of soil organisms Soil Horizons •Soil profile –Created from vertical and horizontal movements –Distinct layers parallel to the surface •Layers in a profile are soil horizons –O: organic materials –A: mineral and organic materials –E: forms zone of leaching with the A layer –B: enriched in clay, iron oxides, etc., resulting from leaching •B:tenriched with clay materials •B k accumulation of calcium carbonate (k­just CaCO3), (caliche CaCO3  layers/lenses/ chunks) –C: partially altered (weathered) parent material –R: unweathered parent material Hardpan­Impermeable, clayCaCO3/ Iron Oxide/ Silica •Can be an important diagnostic tool for analyzing a soil profile, but can be misleading –O and A horizons are dark Soil Color Continued  –E horizon is white –B horizon varies from yellow­brown to light red­brown to dark red –K horizon may be almost white •Soil color can also indicate drainage –Well­drained are aerated: red color –Poorly drained are wet: yellow color Soil Texture •Defined by proportions of sand­, silt­, and clay­sized particles –Clay: less than 0.004 mm –Silt: 0.004 to 0.074 mm –Sand: 0.074 to 2.0 mm –Gravel, cobbles or boulders: greater than 2.0 mm •Estimated in the field and refined in laboratory •Particles cling together in peds or aggregates ­ Soil analyses help to recognize hazards (This image is used to analyze the texture of soil ) (This visual describes the description of each soil horizon ) Relative Soil Profile Development •Soils differ in development –Weakly developed soil •A horizon directly over a C horizon (without B) •Few hundred to several thousand years old –Moderately developed soil •A overlying an argillic B ttat overlies the C horizon •More than 10,000 years old (at least Pleistocene) –Well­developed soil •Btredder, more translocation of clay to B, andtstronger structure •Between 40,000 and several hundred thousand years and older •Soil chronosequence: youngest to oldest –Give information about the recent history of an area Water in Soils­ Properties of Soil •Saturated –All the pore spaces in a block of soil are completely filled with water –Unsaturated otherwise •Moisture content –Amount of water in a soil –Important to strength of soil and potential to shrink and swell •Water flow –Saturated flow if all the pores are filled with water –Unsaturated flow otherwise (more common) (this image shows the air relationships  when there are solids near each other along with water ) Classifying Soils •Soil taxonomy –Used by soil scientists –Based on physical and chemical properties of soil profile Classifying Soils (cont. ) –Useful for agricultural and land use •Engineering classification of soils –Used by engineers (and for hazards) –Based on particle size or the abundance of organic material Soil Erosion as a Hazard  •Can agricultural systems maintain and improve soil fertility while minimizing erosion? –Appears many practices are mining the soil –Could erode foundation of our civilization •Soil Erosion –Grain­by­grain removal of mineral and organic material by wind and/or water –Removal of soil material at an unacceptable rate –Removal of soil material at a rate faster than it is being produced Cont.  •Problem in urban environments –Vegetation often removed prior to development –Persists where protection is not a high priority •Rates of soil erosion –Most concerned with top, organically rich soil •Takes about 500 to 1000 years to form 50 mm (~2 in) of soil •Rate of soil for agricultural land is 0.05 to 0.1 mm per year •Accelerated erosion can remove centuries of soil in less than a decade –Rates measured as volume, mass, or weight •Amount removed from a location within a specified time and area •Can predict soil moved from original location through Universal Soil Loss  Equation Introduction to Subsidence and Soil Volume Change •Subsidence –Ground failure characterized by sinking or vertical deformation of land  associated with •Dissolution of rocks beneath the surface: karst topography •Thawing of frozen ground •Compaction of sediment •Earthquakes and drainage of magma •Soil volume change –Result from natural processes •Changes in water content of soil •Frost heaving –These are probably not life threatening, but is one of the most widespread and  costly natural hazards Kru st •Rocks are dissolved by surface or groundwater –Evaporites: rock salt and gypsum, dissolved by water –Carbonates: limestone and dolostone and marble, dissolved by slightly acidic  water •Acid comes from carbon dioxide from plant and animal decay •Common in humid climates •Rocks are dissolved and groundwater level drops, leaving behind caverns and  sinkholes –Pits in that are near surface •Sinkholes in large numbers form a karst plain (This image shows a  formation of Karst Topography)  Krast (cont.) •Sinkholes –Vary in size from one to several hundred meters in diameter –Can open up extremely rapidly •Two Basic types –Solutional sinkholes •Acidic groundwater becomes concentrated in holes in joints and fractures in the rock •Water is drawn into a cone above the hole in the limestone –Collapse sinkholes •Develop by the collapse of material into an underground cavern   1. What happens as a tsunami is near a land?  ­The height of the waves INCREASES due to a DECREASE in both water depth and  tsunami velocity  2. Which of the following has the least relative hazard from Tsunamis?  ­Atlantic Coast in the U.S. (ex. Florida) 3. Which is not a way a tsunami hazard can be minimized? Clearing all coastal vegetation 4. What is a problem with building seawalls to protect against a tsunami? They could lead to a false sense of security if not high enough 5. How could a community/ state/ country BEST use a runup map to prepare for a tsunami? Locate the areas most likely to be inundated to possibly move critical services outside  these areas.  6. What did scientists discover about tropical ecology after the 2004 Indonesian Tsunami?  Coastal mangrove forests partly protected villages from the energy of the tsunami where  the waves were smaller.  7. What is a difficulty in the probabilistic approach to tsunami hazard risk?  Tsunamis are generally rare events at one particular location   8. Which is the difference between a tsunami watch and a tsunami warning? Watch­ an earthquake that can cause a tsunami has occurred;  Warning­ a tsunami has been detected and is spreading across the ocean towards the  area 9. Even if a community is “tsunami ready”, what is still a potential problem? Education of the hazard and what to do in a watch or warning 10. When a tsunami watch or warning is issued, you can take your own personal actions. Which is  NOT  an action you should take? 11. How can tsunami waves be so deceiving? All the above (the trough, which is the lowest point may arrive first, They look small out  of the sea due to the distance to the horizon, The time between waves may be as long as  an hour, They do not break like regular ocean waves)  12. What was NOT a problem associated with the 2011 Japanese Earthquake and tsunami? Fudai Village had built a higher wall than people thought was needed in the 1960s GEOL 110 2­1­16 Lec. 3 (CHAPTER 1 CONTINUED) Observe precursor events ­Events that precede a hazardous event ­Example: earthquakes often precede volcanic eruptions Forecast or Predict event ­Forecast gives certainty of event ­Prediction will give an estimated time for events  Warning the Public ­Involves statements to media and public at large DATA­>SCIENTISTS­>PREDICTION REVIEW GROUP­­PREDICTION­>TO THE PUBLIC AND REGIONAL OFFICIALS  Risk=(probability of event) x (consequences) ­Consequences : damages to people, property, economic, etc.  Acceptable Risk ­Is the amount of risk that one or society is willing to take Frequent problem : lack  of reliable data for either the probability or consequences Why is this important?­­­> to evaluate the data whether or not the information should be passed  on publically or not, depending on the specific event or risk.  Hazards are link to each other: ­Some events may cause others ­Ex: Hurricanes and flooding Hazards linked to earth materials ­Ex: Some rock types are prone to landslides or liquefaction.  Increases of number of people at risk ­More loss of life in highly populated compared to hazardous event in a less dense area Examples: Mexico City: 10,000 killed in 1985 with 8.0 earthquake ­Turkey: more than 17,000 killed from 1999 earthquakes  World’s population has more than tripled in past 70 year. Population grows exponentially  ­Increases exposure to hazards, increased pollution, reduced availability of food and  clean drinking water, and a greater need for waste disposal and energy resources. Impact of hazards depend on: ­Magnitude: Amount of energy released  ­Frequency: Interval between occurrences  ­Other factors: climate, geology, vegetation, population, and land use  Primarily reactive approach in dealing with hazards: ­Search and rescue ­Firefighting ­Providing emergency food, water,and shelter  Need to increase efforts to anticipate disasters and their effects (planning) ­Land­use planning limitations ­Hazard resistant construction ­Hazard modification control  Total losses are direct losses and losses related to human actions  Effects from a disaster can be: ­Direct (felt by fewer people): people killed or dislocated, buildings damaged, etc ­Indirect (affect many more people): emotional distress, donation od money or goods,  taxes for recover, etc. Recovery from disaster ­Emergency work ­Restoration of  services and communication lines ­Reconstruction  Options for avoiding and minimizing effects of disasters depends on: ­Perception of hazards ­Attitudes of people to be affected ­Awareness Anticipatory options include: ­Land­use planning ­Insurance ­Evacuation  ­Disaster preparedness ­Artificial control  There are some benefits for hazards Examples: ­Flooding provides nutrients for soil ­Landslides create dams to create lakes ­Volcanoes make new land and enrich soil  Global climate change is likely to change the incidence of some natural hazards ­Sea­level rise increases coastal erosion ­Deserts and semiarid regions are likely to expand ­Warmer ocean water is likely to increase storm activity  CHAPTER 2 California straddles the boundary between 2 tectonic plates ­San Andreas fault: Boundary between North American and Pacific plates ­Los Angeles and San Francisco located on opposite sides of the fault Movement of San Andreas fault in 1906 ­Caused this major earthquake ­Earthquakes not understood at the time  ­Scientific investigations led to identification of fault and new understanding of  earthquakes    San Andreas fault system  ­Many of moderate to large earthquakes in Los Angeles on this fault ­Mountain topography in coastal CA result of fault ­Earthquakes since 1906 have cost hundreds of lives and billions of dollars in property  damage Future of the Fault ­Los Angeles and San Francisco. will be side by side in 20 million years ­May be a shift in the plate boundary and a change of topography  13. Magma starts to form if rocks are close to their melting temperature and the pressure from  above is decreased in the process is called Decompression melting  14. Which is NOT  a sinking plate in the “Ring of Fire”? Australian 15. In order of increasing silica content, the 3 major types of magma are­ Basaltic, andesitic, rhyolitic   16. What is the role of drainage basin? Collect rain and other precipitation to drain into rivers or streams 17 Along the same river with no additions or deletions of flow, which situation has the greatest  discharge? The discharge will be the same


Buy Material

Are you sure you want to buy this material for

50 Karma

Buy Material

BOOM! Enjoy Your Free Notes!

We've added these Notes to your profile, click here to view them now.


You're already Subscribed!

Looks like you've already subscribed to StudySoup, you won't need to purchase another subscription to get this material. To access this material simply click 'View Full Document'

Why people love StudySoup

Jim McGreen Ohio University

"Knowing I can count on the Elite Notetaker in my class allows me to focus on what the professor is saying instead of just scribbling notes the whole time and falling behind."

Allison Fischer University of Alabama

"I signed up to be an Elite Notetaker with 2 of my sorority sisters this semester. We just posted our notes weekly and were each making over $600 per month. I LOVE StudySoup!"

Bentley McCaw University of Florida

"I was shooting for a perfect 4.0 GPA this semester. Having StudySoup as a study aid was critical to helping me achieve my goal...and I nailed it!"


"Their 'Elite Notetakers' are making over $1,200/month in sales by creating high quality content that helps their classmates in a time of need."

Become an Elite Notetaker and start selling your notes online!

Refund Policy


All subscriptions to StudySoup are paid in full at the time of subscribing. To change your credit card information or to cancel your subscription, go to "Edit Settings". All credit card information will be available there. If you should decide to cancel your subscription, it will continue to be valid until the next payment period, as all payments for the current period were made in advance. For special circumstances, please email


StudySoup has more than 1 million course-specific study resources to help students study smarter. If you’re having trouble finding what you’re looking for, our customer support team can help you find what you need! Feel free to contact them here:

Recurring Subscriptions: If you have canceled your recurring subscription on the day of renewal and have not downloaded any documents, you may request a refund by submitting an email to

Satisfaction Guarantee: If you’re not satisfied with your subscription, you can contact us for further help. Contact must be made within 3 business days of your subscription purchase and your refund request will be subject for review.

Please Note: Refunds can never be provided more than 30 days after the initial purchase date regardless of your activity on the site.