Δύο διακριτά είδη μετεωρολογικών διαταραχών συμβάλλουν στη δημιουργία σημαντικών κυμάτων καταιγίδας, τα οποία δημιουργούν διάβρωση και πλημμύρες και προκαλούν και πνιγμούς.
Πρόκειται για τους τροπικούς και εξωτροπικούς κυκλώνες. Και οι δύο προκαλούν φυσική επικινδυνότητα, η οποία μπορεί να διαρκέσει για μέρες.
α) Οι τροπικοί κυκλώνες είναι μεγάλα συστήματα χαμηλής πίεσης (<100 έως μερικές εκατοντάδες χιλιόμετρα), που ενισχύονται σε πλάτος περίπου μεταξύ 5º και 25º. Οι θερμοκρασίες της επιφάνειας της θάλασσας πρέπει να είναι υψηλές (>26ºC) με υψηλή σχετική υγρασία και εξάτμιση, αδύναμη κάθετη διάτμηση ανέμου και ατμοσφαιρική αστάθεια (Henderson-Sellers and Lewis, 1998, Landsea et al, 1999). Στο κέντρο του υπάρχει το «μάτι», μία περιοχή νηνεμίας και καθαρού ουρανού, η οποία περιβάλλεται από το τοίχωμα του ματιού, το οποίο φιλοξενεί τους πλέον ισχυρούς ανέμους και γύρο από αυτό περιστρέφονται οι ζώνες βροχής με δυνατούς ανέμους και βροχοπτώσεις. Το όλο σύστημα περιστρέφεται προς την αντίθετη φορά των δεικτών του ρολογιού στο βόρειο ημισφαίριο ενώ το αντίθετο συμβαίνει στο νότιο ημισφαίριο. Οι τροπικοί κυκλώνες είναι μικροί αλλά ισχυροί.
β) Οι εξωτροπικοί κυκλώνες δημιουργούν πλημμύρες και διάβρωση των ακτών στα εύκρατα πλάτη. Οι ταχύτητες του ανέμου και το ύψος των κυμάτων είναι πολύ μικρότερα από τους τροπικούς κυκλώνες αλλά είναι μεγαλύτερης έκτασης, π.χ. >1000 km) και σχετίζονται με ορισμένους κύκλους παλίρροιας. Οι καταιγίδες στις ΗΠΑ χωρίζονται σε 5 κατηγορίες βάσει του ύψους του κύματος (H1/3 = μέσος όρος του 1/3 των υψηλότερων κυμάτων), διάρκειας (D) και ισχύος (P) όπου P = H21/3.
Μόλις ο τροπικός κυκλώνας πλήξει την ακτή, η βαρύτητα των επιπτώσεων των κυμάτων καταιγίδας επηρεάζεται από πολλούς παράγοντες:
- Βάθος θάλασσας
- Μορφολογία της ακτογραμμής
- Προσανατολισμός του κυκλώνα κατά την άφιξή του στη στεριά
- Χαρακτηριστικά του ανέμου (ταχύτητα, ένταση).
- Ακτίνα κυκλώνα.
Τα κύματα καταιγίδας ενισχύονται:
• Πάνω από ρηχά νερά
• με διαρκείς δυνατούς ανέμους
• με διαρκή χαμηλή ατμοσφαιρική πίεση.
Το αποτέλεσμα είναι το πλημμύρισμα της ακτής που ενδέχεται να προχωρήσει για πολλά χιλιόμετρα στοπ εσωτερικό.
Τα κύματα καταιγίδας παρουσιάζονται πιο συχνά:
• σε περιοχές με μεγάλο παλιρροϊκό εύρος
• κατά την πλημμυρίδα.
Υπό αυτές τις συνθήκες το κύμα που παράγεται ονομάζεται storm tide και περιλαμβάνει την συσσωρευμένη ανύψωση του νερού της θάλασσας λόγω:
• της καταιγίδας
• της παλίρροιας
• του ανοδικού κύματος
• την πλημμύρα από τα γλυκά ύδατα