Глава 3. Обстановка в районе воздействия цунами
Возникновение цунами и распространение волн в открытом море
Волны цунами – это длинные морские волны, которые возникают вследствие землетрясений (90% случаев), деятельности вулканов и мощных подводных взрывов. Цунами возникают лишь после тех землетрясений, которые связаны с быстрым образованием на дне океана сбросов, обвалов, оползней. Это смещение, действуя по принципу поршня, толкает воду, вызывая образование цунами. Возникновение значительных цунами связано с землетрясениями, очаги которых расположены сравнительно неглубоко – на глубине не более 40–60 км. На основе многолетних наблюдений получена следующая статистика: – землетрясения с магнитудой М > 7,5 вызывают цунами почти всегда; – при М = 7 ÷ 7,2 – цунами возникают в 67 % случаев; – при М = 6,7 ÷ 6,9 – цунами возникают лишь в 17 % случаев; – при М = 5,8 ÷ 6,2 – лишь в 14 % случаев. Образовавшись в каком-либо месте, цунами может пройти несколько тысяч километров, почти не уменьшаясь. Это связано с длиной волны цунами. Цунами имеют весьма большую длину, обычно превышающую 100 км. Скорость распространения цунами в океане составляет 700 ÷ 800 км/ч, а на побережье уже снижается до 30 ÷ 40 км/ч. Цунамиопасными регионами нашей страны являются Курильские острова, Камчатка, Сахалин, побережье Тихого океана. Прогнозирование обстановки в районах воздействия цунами целесообразно разделить на три этапа: – на 1-м этапе прогнозируется зарождение цунами и распространение волн в открытом море; – на 2-м этапе оценивается интенсивность гидравлического воздействия при распространении волн цунами на берегу; – на 3-м этапе производятся расчеты показателей обстановки в районах воздействия цунами.
Рассмотрим подробнее вопросы, связанные с зарождением цунами и распространением волн в открытом море (1-й этап прогнозирования). Цунами характеризуют магнитудой. За магнитуду цунами принят натуральный логарифм амплитуды колебаний уровня воды (в метрах), измеренный стандартным мареографом у береговой линии на расстоянии от 3 до 10 км. Магнитуда цунами отличается от магнитуды землетрясения. Если сейсмическая магнитуда характеризует энергию в целом, то магнитуда цунами – только часть энергии землетрясения. Существует статистическая зависимость между сейсмической магнитудой М, магнитудой цунами m и высотой волны цунами h 0 (табл. 3.1).
Таблица 3.1 Зависимость между сейсмической магнитудой, магнитудой цунами и высотой главной волны цунами
По мере распространения волны цунами от места образования обычно формируется группа волн, порядка десяти, которые достигают берега с периодом от 5 до 90 минут. Пока не найдено определенной закономерности в вопросе о том, какая из серии движущихся к побережью волн будет иметь наибольшую высоту. Как правило, наибольшей является одна из первых трех волн. Для определения скорости С распространения волн цунами обычно пользуются известной формулой Лагранжа:
где q – ускорение силы тяжести, м/с; Н – глубина океана, м. Эта формула предполагает дно горизонтальным и дает величины С, хорошо согласующиеся с данными наблюдений в Тихом океане. Следовательно, время распространения волн цунами от эпицентра до берега можно определить по формуле:
где L – расстояние от эпицентра возникновения цунами до берега, м; С – скорость распространения волн цунами, м/с.
Пауза между моментами начала регистрации землетрясения сейсмическими станциями и подхода волн к берегу может составлять для Российского побережья Тихого океана от нескольких минут до суток. По мере продвижения волны к берегу, при пологом дне, происходит увеличение высоты волны и уменьшение ее длины. Передний склон волны становится круче.
Воспользуйтесь поиском по сайту: ©2015 - 2024 megalektsii.ru Все авторские права принадлежат авторам лекционных материалов. Обратная связь с нами...
|