This information is preliminary or provisional and is subject to revision. It is being provided to meet the need for timely best science. The information has not received final approval by the U.S. Geological Survey (USGS) and is provided on the condition that neither the USGS nor the U.S. Government shall be held liable for any damages resulting from the authorized or unauthorized use of the information. [Esta información es preliminar o provisional y está sujeta a revisión. Se está proporcionando para satisfacer la necesidad de la mejor ciencia cerca a tiempo real. La información no ha recibido la aprobación final del Servicio Geológico de los Estados Unidos (USGS, por sus siglas en inglés) y se proporciona con la condición de que ni el USGS ni el Gobierno de los Estados Unidos sean responsables de ningún daño resultante del uso autorizado o no autorizado de la información.]
Coastal, oceanographic and meteorological data at Madeira Beach, Florida
This page contains near real-time meteorological, oceanographic, and coastal data collected by a camera system, a wave buoy, and pressure and temperature sensors deployed at Madeira Beach, Florida. These instruments were installed by the U.S. Geological Survey (USGS) begining in November 2017 to research coastal change hazards and to develop real-time forecasts of coastal water levels and the probability of erosion. The camera system collects information along the coast of Madeira Public Beach. The wave buoy is located 18 mi (29 km) off the shore of Madeira Beach, along with two pressure sensors and one temperature sensor installed at a depth of 68 ft (20.7 m).
The map below shows the location of the wave buoy deployment site and camera system. Additional survey details are available from the USGS Coastal and Marine Geoscience Data System (CMGDS) at https://cmgds.marine.usgs.gov/fan_info.php?fan=2021-311-FA. All times on this page are in Eastern Standard Time (EST).
Versión en español
Datos costeros, oceanográficos y meteorológicos en Madeira Beach, Florida
Esta página contiene datos meteorológicos, oceanográficos y costeros en tiempo real recopilados por un sistema de cámaras, una boya de olas y sensores de presión y temperatura en la playa Madeira, Florida. Estos instrumentos fueron instalados por el Servicio Geológico de los Estados Unidos (USGS, por sus siglas en inglés) a principios de noviembre de 2017 para investigar los peligros de cambio costero y desarrollar pronósticos en tiempo real de los niveles de agua costera y de la probabilidad de erosión. El sistema de cámaras recopila información en la costa de la playa de Madeira. La boya se encuentra a 18 mi (29 km) de la costa de la playa Madeira junto con dos sensores de presión y un sensor de temperatura, instalados a una profundidad de 68 pies (20.7 m).
El siguiente mapa muestra la ubicación de la boya de olas y el sistema de cámaras. Detalles adicionales sobre este estudio están disponibles en el Sistema de Datos de Geociencia Marina y Costera (Coastal and Marine Geoscience Data System) del USGS en https://cmgds.marine.usgs.gov/fan_info.php?fan=2021-311-FA. Todos los datos en esta página se encuentran en Hora Estándar del Este (EST).
Surface wave buoys measure the changes in elevation of the sea surface as waves pass by the buoy. The buoys record accelerations and/or Global Positioning System (GPS) signals. These data are analyzed to calculate information describing the waves including:
Significant wave height: The average of the highest one-third of all the wave heights during the sampling period.
Peak period: The wave period is the time it takes for one complete wave to pass a particular point. Peak refers to the wave period with the most wave energy.
Peak wave direction: The direction waves are traveling from at the peak period (meteorological convention). The units are degrees from true North, increasing clockwise, with North as 0 degrees and East as 90 degrees, etc.
Peak directional spreading: Describes the range of wave directions about the peak wave direction.
The buoy deployed in Madeira Beach is a SoFar Spotter buoy located at 27.7165°N, 83.095°W, 18 mi (29 km) off the shore at 28 ft (20.7 m) depth. Spotter is a basketball-sized buoy that collects and transmits real-time data of waves, winds, sea surface temperature and barometric pressure. The wave buoy samples changes in water surface elevation at a rate of 2.5 samples per second for 30 minutes and computes the distribution of energy across different wave periods and directions. The data are stored on the buoy and used to calculate the height, period, direction, and directional spread of the waves, which are transmitted hourly via satellite communications. The buoy is connected to a SoFar Smart Mooring device with an underwater temperature and pressure sensor near the seafloor that measures water level including (waves, tides, and storm surge). These observations will help test and improve USGS computer models for predicting water levels that are used in nation-wide forecasts of coastal vulnerability.
Coastal data
Remote video cameras are a powerful tool to continuously monitor long stretches of coast. A camera system provides hourly estimates of coastal water levels influenced by tides, winds, waves, and changes at the coast. The systems used by USGS consist of two video cameras I2Argus, developed by Corporate Express, Inc., housed in a weather-proof case mounted with a seaward view and a minicomputer wired to the camera and stored in a sheltered location. The minicomputer is solar-powered and runs automatically with cellular internet connection. At regular intervals, during daylight hours, the camera takes snapshots and videos from which several products are created, such as time exposure images. This type of data collection has been successful at numerous sites around the world and can be used to examine a range of coastal information, including waves, regular and extreme water level statistics, shoreline position, sandbar position and movement, rip current presence, and coastal changes. The following types of images can be obtained by processing the data from the camera system:
Snapshots: The first frame of the video, just like a standard photo
Time exposure: Time averaged-image of all frames, it is used to determine the location of persistent wave breaking.
Variance: Image that shows the standard deviation of pixel intensity, it is used to determine where objects in the image are moving.
Bright: A composite image that shows the brightest pixel values throughout the video, is it used to estimate the maximum wave run-up on the beach.
Dark: A composite image that shows the darkest pixel values throughout the video, it is used to remove the bright intensity breaking waves from the image.
The camera system in Madeira Beach was installed on a pole with coordinates 27.7962°N, 82.7961°W at a height of 62.3 ft (19 m), with a view of Madeira Public Beach. Below are the products generated at this site.
Versión en español
Estos datos se utilizarán para validar del Visualizador de Nivel de Agua Total y Riesgos por Cambios Costeros (Total Water Level and Coastal Change Forecast) del USGS. Información adicional disponible sobre este proyecto se puede conseguir en la página de Pronósticos en Tiempo Real sobre Cambios Costeros (Real-time Forecasts of Coastal Change) y el Portal de Riesgos por Cambios Costeros (Coastal Change Hazards Portal). Estos recursos están disponibles para uso del público, funcionarios gubernamentales y urbanistas, y tienen como propósito proteger y preparar a las comunidades costeras para los impactos de tormentas.
Datos Oceanográficos
Las boyas de olas en la superficie miden los cambios en la elevación de superficial del mar a medida que las olas pasan por la boya. Las boyas registran aceleraciones y/o señales del Sistema de Posicionamiento Global (GPS). Estos datos se utilizan para realizar obtener estadísticas que describan las olas, estas incluyen:
Altura de ola significativa: El promedio del tercio más alto de todas las alturas de ola durante el período de muestreo.
Período pico: El tiempo que tarda una ola en pasar por un punto en particular. Pico se refiere al período de onda con mayor energía de onda.
Dirección máxima de las olas: La dirección en la cual viajan las olas en el período máximo (convención meteorológica). Las unidades son grados a partir del norte verdadero, aumentando en el sentido de las manecillas del reloj, siendo el norte 0 grados y el este 90 grados, etc.
Difusión direccional máxima: El rango de direcciones de onda sobre la dirección de onda máxima.
La boya instalada en Madeira Beach es una boya SoFar Spotter ubicada en 27.7165°N, 83.095°O, a 18 mi (29 km) de la costa a 28 pies (20.7 m) de profundidad. Spotter es una boya del tamaño de una pelota de baloncesto que recopila y transmite datos en tiempo real de olas, vientos, temperatura de la superficie del mar y presión barométrica. La boya de olas toma muestras de los cambios de elevación de la superficie del agua a una velocidad de 2.5 muestras por segundo durante 30 minutos y calcula la distribución de energía a lo largo de diferentes periodos y direcciones de olas. Los datos se almacenan en la boya y se utilizan para calcular la altura, el período, la dirección y la propagación direccional de las olas, que se transmiten cada hora a través de comunicaciones por satélite. La boya está conectada a un dispositivo SoFar Smart Mooring con un sensor de temperatura y presión bajo el agua cerca del fondo marino que mide el nivel del agua, influenciado por olas, mareas y marejadas ciclónicas. Estas observaciones ayudarán a validar y mejorar los modelos informáticos del USGS para predecir los niveles de agua que se utilizan en los pronósticos de vulnerabilidad costera a nivel nacional.
Datos Costeros
Las cámaras de video son una herramienta poderosa para monitorear continuamente largos tramos de costa. Los sistemas de cámaras proporcionan estimaciones por hora de los niveles de agua costeros influenciados por las mareas, los vientos, las olas y los cambios en la costa. Los sistemas utilizados por el USGS consisten en dos cámaras de video I2Argus desarrolladas por Corporate Express, Inc., alojadas en una caja resistente al clima montadas con vista al mar y una minicomputadora conectada a las cámaras almacenada en un lugar protegido. La minicomputadora funciona automáticamente con energía solar con una conexión a internet de celular. A intervalos regulares, durante el día, cada cámara toma imágenes y videos a partir de los cuales se crean varios productos, como imágenes de larga exposición. Este tipo de datos ha tenido éxito en múltiples lugares en todo el mundo y se pueden utilizar para realizar una variedad de análisis costeros, incluyendo las olas, las estadísticas de los niveles de agua, la posición de la línea de costa, la posición y el movimiento de los bancos de arena, la presencia de corrientes de resaca y los cambios costeros. Los siguientes tipos de imágenes se pueden obtener al procesar los datos del sistema de cámaras:
Foto: El primer cuadro del video, como una foto estándar.
Imagen de larga exposición: Imagen promediada en el tiempo de todas las tomas, se utiliza para determinar la ubicación del rompimiento persistente de la ola.
Varianza: Imagen que muestra la desviación estándar de la intensidad de los píxeles se utiliza para determinar dónde los objetos en la imagen se están moviendo.
Brillante: Imagen compuesta que muestra los valores de píxel más brillantes a lo largo del video, se usa para estimar el alcance máximo de las olas en la playa.
Oscuro: Imagen compuesta que muestra los valores de píxeles más oscuros a lo largo del video, se utiliza para remover la intensidad brillante de las olas rompiendo de la imagen.
El sistema de cámaras en Madeira Beach fue instalado en un poste con coordenadas (27.7962°N, 82.7961°O) a una altura de 62.3 pies (19 m), con vista a la playa de Madeira. A continuación, se encuentran los productos generados de este sistema de cámaras.
