☰

Цунами – катастрофическое природное явление. Цунами и их характеристика

Как и почему возникают цунами?

Многие люди не раз слышали слово «цунами», однако не все знают, что же это такое на самом деле. С японского языка оно дословно переводится как «гавань» («цу») и «волна» («нами»).

Это проявление природы заставляет в очередной раз задуматься о ее величестве и застыть перед ее несоизмеримой мощью.

Опасность цунами

Опасность, которую с собой несет цунами, имеет сразу несколько факторов. Для начала, это недюжинная сила разрушения, которая движется вместе с водой. Человек по сравнению с этой мощью – просто маленькая соломинка. Во-вторых, предугадать время появления цунами и конкретное местоположение очень сложно, практически невозможно. В третьих, увидеть толщу воды, которая двигается по направлению к берегу невозможно ни с воздуха, ни с корабля. Дело в том, что волна, которая принесет на берег цунами, визуально не отличается от любой другой. Особенность ее таится внизу, в самой воде. Она захватывает с собой не только верхнюю поверхность жидкости, а «зачерпывает» ее с самого дна.

В конце концов, от места «рождения» волны цунами до ее смертоносного прихода могут лежать расстояния в несколько тысяч километров. То есть, всю эту дистанцию волна проходит в водной толще, а, как известно, при таких обстоятельствах она не очень-то лояльна ко всех предметам, что встают у нее на пути. Из-за отсутствия сопротивления на пути она сохраняет и накапливает колоссальный запас энергии, который потом обрушивается на сушу и людей.

Материалы по теме:

Волны, приливы и отливы


Однако что же порождает эти смертоносные волны? Некоторые заблуждаются, утверждая, что цунами берет свое начало в сейсмически опасных зонах. Эта причина – далеко не единственная. К примеру, извержения вулканов на дне океана, оползни (они могут иметь отправные точки ниже уровня моря) также приводят к выбросу огромного количества энергии, которая должна куда-то выброситься. Сначала смещаются нижние слои воды, вызывая очень сильные колебания, которые заставляют всю толщу воды сдвинуться с места и перемещаться к берегу, неся в себе колоссальные запасы энергии.

Что такое цунами

Цунами - это огромные морские волны, возникающие чаще всего в результате сильного подводного землетрясения, когда происходит быстрое изменение рельефа дна. Оно действует на воду, как огромный поршень, поднимая или опуская большие массы воды, которые, разбегаясь во все стороны, и образуют волны. Реже цунами возникает в результате извержения подводных или островных вулканов, при обрушении в воду больших масс земных пород и подводных оползнях.

В открытом океане волны цунами распространяются со скоростью до 1000 километров в час. Но там они очень пологие, так как длина волны (расстояние между гребнями) достигает
100-300 километров, а высота от подошвы до вершины - всего несколько метров, и поэтому не опасны для судоходства. При выходе волн на мелководье, вблизи береговой черты, их скорость резко уменьшается до 50-100 километров в час, а высота увеличивается. У берега цунами может достигать нескольких десятков метров. Наиболее высокие волны, до 30-40 метров, образуются у крутых берегов, в клинообразных бухтах и у выдающихся далеко в океан мысов. Районы побережья с закрытыми бухтами являются менее опасными.

Цунами на Камчатке

Около 80 процентов сильнейших землетрясений мира происходит в бассейне Тихого океана. Поэтому тихоокеанское побережье Камчатки и Командорских островов наиболее подвержено воздействию цунами. Волны сюда подходят из цунамигенной зоны, которая расположена в
Курило-Камчатском и Алеутском желобах, а также от удаленных землетрясений.


Первые сведения о цунами относятся к 17 октября 1737 года , а всего за последующие годы было отмечено 25 случаев цунами. Все они подходили к тихоокеанским берегам полуострова. У побережья Охотского моря цунами отмечено три раза, у беринговоморского - два раза.

НАИБОЛЕЕ ИЗВЕСТНЫЕ СЛУЧАИ ЦУНАМИ

15 июня 1896 года в области Санрику (Япония) , которая охватывает три провинции, был местный праздник. На улицах находились тысячи людей. Во второй половине дня начали ощущаться подземные толчки. Многие жители, наученные горьким опытом, поспешили в горы, но через полчаса, успокоившись, поспешили на берег. Там они увидели, что море отошло от берега намного дальше, чем при обычном отливе. В 8 часов вечера послышалось могучее шипение и свист, как будто десятки поездов приближались на всех парах. Вскоре шипение перешло в грохот, и океан обрушился на берег шестью или семью волнами высотой около 35 м. Рыбаки, находившиеся в океане в районе эпицентра, не заметили цунами из-за малой амплитуды волн над глубоководьем. Но когда они вернулись в порт, перед их глазами предстала картина страшных разрушений. Целые деревни сравнялись с землей. Практически все прибрежные деревни и городки трех провинций, растянувшихся на 800 км, прекратили свое существование. В волнах цунами погибло более 27 000 человек. Эта катастрофа вошла в «Книгу рекордов Гиннеса» как одна из тяжелейших по числу жертв катастроф, связанных с цунами.

14 апреля 1923 года в Камчатском заливе произошло сильное землетрясение. Через
15-20 минут после сотрясения земли к вершине залива подошла волна. На побережье были полностью разрушены два рыбозавода, пострадали постройки на Дембиевской косе и в поселке Усть-Камчатске, расположенном ближе к устью реки Камчатки, лед на реке был взломан на протяжении 7 километров. В 50 километрах к юго-западу от поселка наблюдалась максимальная высота подъема воды на побережье и была равна 20-30 метрам.

Цунами в Японии:

Японцы, которые с цунами знакомы лучше всех, разработали свою 5-ти бальную шкалу. За последние 1300 лет берега Японии 4 раза опустошались волнами высотой свыше 30 м. Вот лишь несколько примеров разрушительной деятельности волн цунами на Японских островах.

1 сентября 1923 года произошло грандиозное землетрясение, разрушившее японские города Токио и Иокогаму. Землетрясение сопровождалось нашествием морских вод. Огромные волны цунами высотой более 10 метров довершили то, что не сделали силы Земли, скрытые в ее недрах. Около миллиона человек лишились крова, 100 тысяч человек погибли.

В 1933 году на берега острова Хонсю обрушилась 20-метровая гигантская волна - выше пятиэтажного здания. Тысячи домов были смыты в море, затонули и были разбиты сотни судов. В результате этого вторжения вод погибло около 3000 человек. Повсюду были следы страшной трагедии.

В 1944 году после землетрясения в Японском желобе на Японию, обрушилась волна высотой 10 м. Побережье было затоплено, прибрежные постройки и сооружения повреждены. Крупные парусные суда и небольшие моторные лодки были сначала выброшены на сушу, а затем смыты в море. Берега были засорены обломками и мусором. Были жертвы - 998 погибших.

В 1952 году произошло землетрясение в Алеутском желобе, в результате которого на остров Хоккайдо нахлынула волна цунами. Высота волн менялась от 8 до 18 метров, двигались они со средней скоростью около 500 км/ч. Прибрежной зоне был нанесен огромный ущерб, дома и постройки были смыты и снесены в море. Тысячи людей лишились крова, сотни человек погибли в волнах.

Хило (Гавайские острова, США) 1 апреля 1946 года . Город Хило - второй по величине на Гавайских островах - особенно подвержен воздействиям цунами, так как он находится на пути волн, возникающих как в Алеутской, так и в Перуанско-Чилийской зонах. Поэтому неудивительным является тот факт, что гавань этого города дважды за последние 50 лет сильно пострадала от цунами. 1 апреля 1946 года цунами, зародившееся в районе Алеутских островов, пройдя
3800 километров со скоростью 780 километров в час, ворвалось в гавань Хило. Волны обрушились на набережную, разрушая постройки, причалы, корабли и автомобили. Даже волнолом в Хило не выдержал натиска стихии и был сорван почти по всей своей длине. В Хило погибло 96 человек, а всего на Гавайях - 173. Материальный ущерб составил 25 миллионов долларов.

5 ноября 1952 года . В ночь на 5 ноября около 4 часов по местному времени жители
Северо-Курильска были разбужены 7-балльным землетрясением. Через 45 минут после начала землетрясения послышался громкий гул со стороны океана, и уже через несколько секунд на город обрушилась огромная волна, двигавшаяся с большой скоростью и имевшая наибольшую высоту в центральной части города, где она катилась по долине речки. Через несколько минут волна отхлынула в море, унося с собой все разрушенное. Отступление первой волны было столь интенсивным, что дно пролива обнажилось на протяжении нескольких сотен метров. Наступило затишье. Через 15-20 минут на город обрушилась вторая, еще большая волна, достигавшая
10-метровой высоты. Она нанесла особо сильные разрушения, смывая все постройки на своем пути, сохранились лишь цементные фундаменты домов. Прошедшая через город волна достигла склонов окружающих гор, после чего начала скатываться обратно в котловину, расположенную ближе к центру города. Здесь образовался огромный водоворот, в котором с большой скоростью вращались обломки строений и мелкие суда. Откатываясь, волна ударила с тыла в береговой вал перед портовой территорией и в обход горы прорвалась в Курильский пролив. Участок берегового вала и гора на несколько минут стали островом. На перемычке между этим островом и горой волна нагромоздила груду бревен, ящиков и тому подобное и даже принесла из города два дома. Через несколько минут после второй волны пришла более слабая, третья волна, которая вынесла на берег много обломков. Все это было разбросано по территории города и по берегам пролива. В 9 часов утра наблюдались сильные колебания уровня океана, которые, слабея, повторялись в течение всего дня 5 ноября. В проливе во время прохождения волн происходило образование водоворотов и сулоев - стоячих волн и вертикальных всплесков, образующихся в результате столкновения течений, идущих из Тихого океана и Охотского моря навстречу друг другу. Так развивались события во время цунами в Северо-Курильске. Оно охватило почти
700-километровую зону Дальневосточного побережья. Самые высокие волны при этом отмечены в бухтах Пираткова (10-15 метров) и Ольга (10-13 метров) на Камчатке.

Спустя 14 лет - ночью 22 мая 1960 года цунами опять пришло в Хило . Спустя 15 часов после землетрясения в Чили волна цунами, пройдя 10 500 километров со средней скоростью
700 километров в час, поднялась в гавани на высоту 12 метров, перемахнула через трехметровый мол и ворвалась в центр города. Часть города была полностью уничтожена, 61 человек погиб, многие были ранены. Только в 2 часа 15 минут люди смогли спуститься в город для проведения спасательных работ и оценки разрушений. Вот что увидели очевидцы: «... Толстый слой ила покрывал улицы. Склады в квартале к северу от Хейли-стрит были разбиты волнами, которые смыли их содержимое и разбросали по улицам. Ряд складов просто-напросто исчез. На улицах валялись валуны и разбитые машины...» После этой катастрофы восстановление и строительство зданий в зоне затопления было запрещено. Вместо этого здесь вдоль набережной был разбит парк, украсивший город и создавший защитную зону между берегом и полосой застройки.

23 мая 1960 года. Цунами, возникшее у берегов Чили (Южная Америка), через 22-25 часов подошло к побережью Камчатки . Наибольший уровень подъема воды составил 6-7 метров. Были повреждены плавсредства в бухте Лаврова, в бухтах Вилючинской и Русской разрушены дома, смыты в море хозяйственные постройки.

Введение


Стихийные бедствия у нас все время принято считать неожиданными. А что тут говорить о такой экзотической природной опасности, как цунами, да и касается эта опасность только прибрежных дальневосточных районов, и проявляется она чрезвычайно редко. Иначе говоря, цунами мы воспринимали как что-то далекое и малореальное.

Но вот в конце декабря 2004 года в Таиланде, Шри-Ланке, на Мальдивах, произошло это невероятное по силе и ярости природное бедствие - цунами, которое за его масштабы и последствия можно назвать «мегацунами» - сверхразрушительные цунами. Этот термин ввели британский геолог Саймон Дей и американец Стивен Ворт, специалист в области компьютерного моделирования. Из российских учёных изучением цунами занимаются такие ученые как Б.В. Левин, Е.Н. Пелиновский

Под «мегацунами» часто понимаются цунами с высотой волны от 40 метров и выше. Практически в одночасье погибли десятки тысяч людей на побережье Индийского океана - в Индонезии, Таиланде, Индии, Шри-Ланке, Малайзии, на Мальдивских островах и Сомали. Общее количество погибших оставило более 300 тысяч человек.

Ещё одним катастрофическими событиями, произошедшими 11 марта 2011 года в Японии, явились землетрясение и последовавшее за ним цунами, с высотой волны, превышавшей 10 метров, которые принесли свыше 12 тысяч жертв и стали причиной аварии на АЭС Фукусима I.

Именно эти исторические цунами, вызвавшие огромные человеческие жертвы и материальный ущерб, пробудило новый интерес к цунами, когда сразу появилось множество откликов на тему данного природного явления, а мировое сообщество озаботилось проблемами создания современных систем предупреждения цунами и систем оповещения и информирования о подобных природных опасностях на всем земном шаре.

Актуальность курсовой работы заключается в том, что цунами по-прежнему представляют собой серьезную опасность. Несмотря на то, что ученые по-прежнему не в силах с математической точностью определять место и время возникновения гидросферной опасности. Ввиду этого проблема остается практически на том же уровне что и много веков назад

Цель курсовой работы не только раскрыть основные понятия цунами, но и изучить причины возникновения и географические следствия в деталях.

Реализация поставленной цели осуществляется путем раскрытия следующих основных задач:

дать определение понятия цунами;

изучить причины возникновения цунами;

механизм возникновения цунами;

географическое распространение цунами;

воздействие цунами на побережье;

показать важность систем оповещения о приближающихся цунами;

Изучение гидросферной опасности является одной из первостепенных задач во многих странах. Предотвращение такого явления невозможно в большинстве случаев, но их своевременное предупреждение, разработка наиболее эффективных методов по ликвидации последствий - это важная задача для ученых всего мира.

К методам исследования относятся - анализ и обобщение возникновения и последствия такого стихийного бедствия, как цунами, в России и за рубежом на основе изучения информационных материалов.


1. Причины возникновения цунами

цунами побережье природный волна

Сейчас, цунами - это общепринятый международный научный термин, происходит он от японского слова, которое обозначает «большая волна, заливающая бухту». Точное определение цунами звучит так - это длинные волны катастрофического характера, возникающие главным образом в результате тектонических подвижек на дне океана. Распределение цунами связано, как правило, с областями сильных землетрясений. Оно подчинено четкой географической закономерности, определяемой связью сейсмических районов с областями недавних и современных процессов горообразования. Известно, что большинство землетрясений приурочено к тем поясам Земли, в пределах которых продолжается формирование горных систем, в особенности молодых, относящихся к современной геологической эпохе. Наиболее чисты землетрясения в областях близкого соседства крупных горных систем с впадинами морей и океанов. Четко выявляются две зоны земного шара, наиболее подверженные землетрясениям. Одна из них занимает широтное положение и включает Апеннины, Альпы, Карпаты, Кавказ, Копет-Даг, Тянь-Шань, Памир и Гималаи. В пределах этой зоны цунами наблюдается на побережьях Средиземного, Адриатического, Эгейского, Черного и Каспийского морей и северной части Индийского океана. Другая зона расположена в меридиональном направлении и проходит вдоль берегов Тихого океана. Последний как бы окаймлен подводными горными хребтами, вершины которых поднимаются в виде островов (Алеутские, Курильские, Японские острова и другие). Волны цунами образуются здесь в результате разрывов между поднимающимися горными хребтами и опускающимися параллельно хребтам глубоководными впадинами, отделяющими цепи островов от малоподвижной области дна Тихого океана.


1.1 Цунами, вызываемое вулканами


Причиной, вызывающей цунами, являются извержения вулканов, возвышающихся над поверхностью моря в виде островков или расположенных на океаническом дне. Наиболее яркий пример в этом отношении представляет собой образование цунами при извержении вулкана Кракатау в Зондском проливе в августе 1883 года. Извержение сопровождалось выбросом вулканического пепла на высоту 30 км. Грозный голос вулкана был слышен одновременно в Австралии и на ближайших островах Юго-Восточной Азии. 27 августа в 10 часов утра гигантской силы взрыв разрушил вулканический остров. В этот момент и возникли волны цунами, распространившиеся по всем океанам и опустошившие многие острова Малайского архипелага. В самой узкой части Зондского пролива высота волн достигала 30-35 м. Местами воды проникли в глубь Индонезии и произвели страшные разрушения. На острове Себези было уничтожено четыре деревни. Города Анжер, Мерак и Бентам были разрушены, леса и железные дороги смыты, а рыболовные суда заброшены на сушу на расстояние в несколько километров от берега океана. Берега Суматры и Явы стали неузнаваемы - все было покрыто грязью, пеплом, трупами людей и животных. Эта катастрофа принесла гибель 36000 жителей архипелага. Волны цунами распространились по всему Индийскому океану от берегов Индии на севере до мыса Доброй Надежды на юге. В Атлантическом океане они достигли Панамского перешейка, а в Тихом океане - Аляски и Сан-Франциско.


1.2 Цунами, вызываемое оползнем / обвалом


Причиной возникновения цунами может быть оползень. Цунами такого типа возникают довольно редко. Известно, что в отличие от цунами чисто сейсмического происхождения, «оползневые» цунами носят обычно локальный характер. Однако по своей разрушительной силе они ни в чем не уступают «сейсмическим» волнам. Особенно опасны такие цунами в узких проливах, фиордах и в закрытых заливах и бухтах.

июля 1958 года в результате землетрясения на Аляске в бухте Литуйя возник оползень. Масса льда и земных пород обрушилась с высоты 900 м. Образовалась волна, достигшая на противоположном берегу бухты высоты 600 м. Подобного рода случаи весьма редки и, конечно, не рассматриваются в качестве эталона.

Следующей причиной возникновения цунами является падение в море огромных обломков скал, вызванное разрушением скальных пород грунтовыми водами. Высота таких волн зависит от массы упавшего в море материала и от высоты его падения. Так, в 1930 году на острове Мадейра с высоты 200 м сорвалась глыба, что послужило причиной возникновения одиночной волны высотой 15 м.



1.3 Цунами, вызываемое землетрясениями


Ещё одной из причин возникновения волн цунами чаще всего являются происходящие при землетрясениях изменения в рельефе океанического дна, приводящие к образованию крупных сбросов, провалов и т.п.

О масштабах таких изменений можно судить по следующему примеру. При землетрясении в Адриатическом море у берегов Греции 26 октября 1873 года были отмечены разрывы телеграфного кабеля, проложенного на дне моря на четырехсотметровой глубине. После землетрясения один из концов разорванного кабеля был обнаружен на глубине более 600 м. Следовательно, землетрясение вызвало резкое опускание участка морского дна на глубину около 200 м. Через несколько лет в результате другого землетрясения вновь произошел разрыв кабеля, проложенного по ровному дну, причем концы его оказались на глубине, отличающейся от прежней на несколько сот метров. Наконец, еще через год после новых толчков глубина моря на месте разрыва увеличилась на 400 м. Еще большие нарушения рельефа дна имеют место при землетрясениях в Тихом океане. Так, при подводном землетрясении в заливе Сагами (Япония) при внезапном поднятии участка океанического дна было вытеснено около 22,5 куб. км воды, которая и обрушилась на берег в виде волн цунами.



2. Генерация цунами


В настоящее время считается, что цунами образуются во время резкого вертикального движения горных пород вдоль разлома при сильном землетрясении, как показано на схеме.



Во время подводных землетрясений механизм генерации волн цунами следующий:

üКогда происходит землетрясение, имеет место значительное перемещение океанической коры;

üМожет произойти резкое повышение или понижение дна океана;

üЕсли это происходит, поверхность моря над зоной деформации океанического дна также подвержена аналогичной деформации, но если деформация океанического дна постоянна, деформация поверхности не является постоянной.

Основной причиной разрушительных цунами следует считать резкие вертикальные смещения отдельных участков дна бассейна вследствие сейсмотектонических подвижек. Образуемые при этом остаточные смещения дна океана вытесняют жидкость таким образом, что форма смещений свободной поверхности океана повторяет форму смещений дна. В настоящее время современные сейсмические измерения позволяют с удовлетворительной точностью рассчитать форму смещений морского дна, образовавшихся в результате сильного подводного землетрясения Okada, 1985. Однако известно, что далеко не все сильные землетрясения вызывают разломы дна с вертикальными смещениями коры и, соответственно, волны цунами. Одной из важнейших проблем сейсмологии является разработка методов определения параметров сейсмического очага и оценка его «цунамигенности» для задачи оперативного прогноза.

Хотя землетрясения, которые происходят вдоль горизонтальных разломов, иногда вызывают цунами, они обычно имеют локальный характер и не распространяются на большие расстояния. Некоторые ученые заметили, что крупные землетрясения вдоль горизонтальных разломов возле побережья Аляски и Британской Колумбии вызывали цунами, зона действия которых простиралась не более 100 километров. Как указывалось ранее, цунами обычно происходят после сильных землетрясений с небольшой глубиной очага залегания под океанами. Однако было отмечено несколько случаев образования цунами под действием землетрясений, которые происходили на суше. Поэтому можно сделать вывод, что цунами могут образоваться или из-за изменений морского дна (образования разломов), или под действием сейсмических поверхностных волн, проходящих через неглубокий континентальный шельф. Длиннопериодные поверхностные волны (так называемые волны Рэлея) имеют вертикальную составляющую и передают значительную часть энергии землетрясений. Возвращение уровня моря к нормальному вызывает образование серии волн, распространяющихся во всех направлениях от первоначальной зоны деформации.

Большее количество волн цунами вызываются подводными землетрясениями. При землетрясении под водой образуется вертикальная трещина, и часть дна опускается. Дно внезапно перестает поддерживать столб воды, лежащий над ним. Поверхность воды приходит в колебательное движение по вертикали, стремясь вернуться к исходному уровню - среднему уровню моря - и порождает серию волн.

В глубоком океане масса такой потерявшей опору колонны воды огромна. Когда сброс дна прекращается, эта колонна находит себе новый, более низкий «пьедестал» и таким движением рождает волны с высотой, эквивалентной расстоянию, на которое переместилась эта колонна. Подвижка при землетрясениях имеет высоту обычно порядка 50 см, но по площади огромна - десятки квадратных километров. Поэтому возбуждаемые волны цунами имеют маленькую высоту и очень большую длину, эти волны несут колоссальный запас энергии.

Механизм возникновения цунами в результате землетрясения. В момент резкого погружения участка дна океана и возникновения на дне моря впадины вода устремляется к её центру, переполняет впадину и образует громадную выпуклость на поверхности. При резком поднятии участка дна океана вытесняются значительные массы воды. На поверхности океана при этом возникают волны цунами, быстро расходящиеся во все стороны. Обычно они образуют серию из 3-9 волн, расстояние между гребнями которых составляет 100-300 км, а высота при приближении волн к берегу достигает 30 м и более.


3. Распространение цунами


Картина распространения цунами также очень сложна, ведь скорость волны цунами определяется глубиной океана и потому на всем пути является переменной. Одни части волнового фронта опережают другие, фронт теряет кольцевую форму, изгибается, иногда даже ломается. Волны начинают пересекать друг друга. От берегов происходит отражение. Отраженные волны накладываются на прямые - интерфируют. Возникает сложная картина движения цунами.

Скорость распространения таких волн составляет в среднем (при глубине 4 км) примерно 720 км/ч. Когда цунами приближается к берегу и выходит на мелководье, скорость волны резко уменьшается, донная часть потока тормозится из-за трения о дно, крутизна волны быстро увеличивается и на берег устремляется поток со скоростью порядка 70 км/ч, обрушиваясь на береговую линию длиной в десятки километров. Скорость волны в открытом океане можно высчитать по формуле , где g - ускорение свободного падения, а H - глубина океана (так называемое приближение мелкой воды, когда длина волны существенно больше глубины).

Следует рассмотреть несколько общих концепций о рефракции и дифракции волн. Эти явления имеют важное значение для понимания механизма распространения цунами.

Рефракция волн

Бегущие волны с длиной волны значительно превышающей глубину воды в том месте, где они проходят. Они называются волнами на мелкой воде или длинными волнами. Так как волны длинные, различные части волны могут оказаться над различной глубиной (особенно возле побережий) в данный момент времени. В связи с тем, что скорость длинной волны зависит от глубины, различные части волны распространяются с различными скоростями, вызывая искривление волн. Это называется рефракцией.

Дифракция волн

Дифракция - это хорошо известное явление, особенно в оптике и акустике. Это явление можно грубо считать искривлением волн вокруг объектов. Именно такое движение позволяет волнам проходить через препятствия в гавани, так как энергия переносится поперечно по отношению к гребню волны, как показано на схеме ниже. Такое искривление (которое довольно сложно объяснить) имеет значительно меньший масштаб, чем рефракция, о которой говорилось выше и которая является простой реакцией на изменения скорости.


Рис. 5 (Рефракция волн)


Рис. 6 (Дифракция волн)


3.1 Цунами удаленного происхождения


Когда цунами распространяются на большие расстояния через океаны, необходимо принимать во внимание сферичность Земли, чтобы определить воздействие цунами на удаленные побережья. Волны, которые расходятся в разные стороны возле источника образования, могут вновь сойтись в точке на противоположном конце океана. Примером этого явилось цунами 1960 года с источником на побережье Чили в точке 39,5 южной широты (S) и 74,5 западной долготы (W). Побережье Японии располагается между 30 и 45 градусами северной широты (N) и 135 и 140 градусами восточной долготы (Е), что составляет разницу в 145 и 150 градусов по долготе от зоны источника. В результате схождения (конвергенции) непреломленных лучей волн на побережье Японии произошли сильные разрушения и погибло много людей.

Следует помнить, что кроме указанного эффекта лучи волн цунами также отклоняются от своего естественного пути вдоль максимальных окружностей из-за рефракции лучей под воздействием разницы в глубине мест, стремясь к более глубоким местам. Влияние такой рефракции на волны цунами удаленного происхождения приводит к тому, что не всегда волны цунами сходятся в одном месте на противоположном конце океана.



Есть и другой механизм рефракции волн на воде, даже при больших глубинах и в отсутствии топографических неровностей. Было доказано, что течения, направленные под углом к волнам, могут изменить их направление распространения и повлиять на длину волны.

Когда цунами приближается к побережью, волны видоизменяются под действием различных характеристик прибрежного и берегового рельефа. Подводные гряды и рифы, континентальный шельф, очертания мысов и заливов, крутизна береговой полосы могут изменить период волны и высоту волны, вызвать резонанс волн, отражение энергии волн и / или преобразовать волны в приливной вал (бор), который обрушивается на берег.

Океанические хребты очень мало защищают побережье. Хотя небольшое количество энергии цунами может отразиться от подводного хребта, большая часть энергии переносится через хребет к береговой линии. Цунами 1960 года, образовавшееся вдоль побережья Чили, является характерным примером этого. Волны этого цунами имели большую высоту вдоль всего побережья Японии, включая острова Сикоку и Кюсю, которые располагаются за хребтом Южного Хонсю.



3.2 Локальные цунами


Когда возникает цунами местного происхождения, оно воздействует на береговую линию сразу же после события, которое вызвало цунами (землетрясение, подводное извержение вулкана или обвал). Иногда отмечались случаи прихода цунами на ближайшее побережье через 2 минуты после момента его образования.

По этой причине система предупреждения о цунами в этом случае бесполезна, и не следует ожидать рекомендаций от компетентных органов в отношении того, как вести себя и что делать в случае таких цунами. Малая эффективность систем предупреждения о цунами объясняется еще и тем, что при землетрясении могут отказать системы связи и другие инфраструктуры. Поэтому очень важно выработать правильный план действий на случай цунами.


4. Воздействие на побережье


Воздействие цунами на побережье в основном зависит от рельефа морского дна и суши в данном месте, а также направления прихода волн.


.1 Высота волны


Высота морской волны - расстояние по вертикали между гребнем и подошвой волны. Непосредственно над очагом возникновения цунами высота волны составляет от 0,1 до 5 м. Ни с корабля, ни с самолета эта волна, обычно, не видна. Люди, находящиеся на корабле, даже не подозревают о том, что под ними прошла волна цунами. Но в отличие от ветровых волн (поверхностных волн на воде, вызванных ветром), захватывающих только поверхностный водный слой, волны цунами вовлекают в движение всю толщу воды от дна до поверхности. Попадая на мелководье, она уменьшает скорость движения, и ее энергия идет на увеличение высоты. Волна растет все выше и выше, как бы «спотыкаясь» на мелководье. При этом ее основание задерживается, и создается нечто вроде водяной стены высотой от 10 до 50 м и более.


ПараметрыВетровыеЦунамиволныСкорость распространениядо 100 км/часдо 1000 км/часДлина волныдо 0.5 кмдо 1000 кмПериоддо 20 секунддо 2.5 часовГлубина проникновенияДо ЗОО мдо самого днаВысота волны в открытом моредо ЗО мдо2 мВысота волны у побережьядо 40 мдо 70 м

Высота волн цунами в океане убывает по мере удаления от места их возникновения пропорционально расстоянию, взятому в степени 5/6. Невозможно предсказать, какая из волн цунами окажется самой разрушительной. Теория показывает, что волны цунами чередуются в своём относительном росте по мере удаления от места своего возникновения. Так, в непосредственной близости к эпицентру вторая волна оказывается выше первой, но по мере удаления от эпицентра максимальная волна носит больший порядковый номер.

Конечная высота волны зависит от рельефа дна океана, контура и рельефа берега. На плоских, широких побережьях высота цунами обычно не более 5-6 м. Волны большой высоты образуются на отдельных, сравнительно небольших участках побережья с узкими бухтами и долинами. В Японии, как в одной из самых страдающих от цунами стран, волны с высотой 7-8 м встречаются примерно 1 раз в 15 лет, а с высотой 30 м и более отмечались 4 раза за последние 1500 лет. Самой крупной была волна, которая обрушилась на берег полуострова Камчатка у мыса Лопатка в 1737 г. Она достигла высоты чуть ли не 70 м. В 1968 г. на Гавайских островах (США) волна перекатывалась через верхушки прибрежных пальм.

Этим объясняется различная высота волн цунами в разных местах на одном и том же побережье.


.2 Накат цунами на берег


Вертикальное увеличение высоты уровня воды называется высотой наката цунами. При приближении волн цунами к берегу высота уровня воды может увеличиться до 30 метров и более в отдельных исключительных случаях. Увеличение уровня до 10 метров случается довольно часто. Высота наката волны способна преодолеть отметку 30 м, а дальность заплеска нередко превышает 2-3 км.

Высота цунами будет изменяться в различных точках побережья. Изменения в высоте цунами и топографических характеристиках береговой линии вызывает изменение характеристик наката цунами в разных точках береговой линии.

Цунами становятся разрушительными именно вблизи береговой линии. Цунами являются глубокими волнами, они захватывают куда более мощный слой воды, чем ветровые волны, развивающиеся лишь на поверхности моря и неглубоко от нее.

Пример такой большой разницы в особенностях наката цунами приводят некоторые ученые: на острове Кауаи, Гавайи на западном склоне залива наблюдалось постепенное повышение уровня воды, в то время как всего в одной миле к востоку волны неистово налетели на берег, уничтожив рощи деревьев и разрушив много домов.

Следует отметить, что изменяются и характеристики отдельных волн, когда они приходят на одно и то же побережье. Ученые приводят примеры из истории Гавайских островов, когда первые волны были такими плавными, что человек мог спокойно идти по грудь в воде навстречу приходящим волнам. Позднее волны стали такими сильными, что они разрушили много домов и выбросили обломки к лесу на расстояние 150 метров от берега.

Возможны три сценария поведения волны при накате:

) набегание на берег (затопление берега) без разрушения волны;

) разрушение волны возле ее гребня с сохранением симметричной формы в целом;

) полное разрушение волны, ее опрокидывание и образование бора.


4.3 Посл№едствия цунами


К поражающим факторам цунами относятся ударная волна, размытие, затопление.

Интенсивность цунами - характеристика энергетического воздействия цунами на берег, оцениваемая по условной шестибалльной шкале:

1 балл - очень слабое цунами. Волна отмечается (регистрируется) только мореографами.

2 балла - слабое цунами. Может затопить плоское побережье. Его замечают лишь специалисты.

3 балла - среднее цунами. Отмечается всеми. Плоское побережье затоплено, легкие суда могут быть выброшены на берег. Портовые сооружения подвергаются слабым разрушениям.

4 балла - сильное цунами. Побережье затоплено. Прибрежные постройки повреждены. Крупные парусные и небольшие моторные суда выброшены на сушу, а затем снова смыты в море. Берега засорены песком, илом. обломками камней, деревьев, мусора. Возможны человеческие жертвы.

5 баллов - очень сильное цунами. Приморские территории затоплены. Волноломы и молы сильно повреждены. Крупные суда выброшены на берег. Ущерб велик и во внутренних частях побережья. Здания и сооружения имеют разрушения разной степени сложности в зависимости от удаленности от берега. Все кругом усеяно обломками. В устьях рек высокие штормовые нагоны. Сильный шум воды. Имеются человеческие жертвы.

6 баллов - катастрофическое цунами. Полное опустошение побережья и приморских территорий. Суша затоплена на значительное расстояние вглубь от берега моря.

Интенсивность цунами зависит от длины, высоты и фазовой скорости движения волны набега. Энергия цунами обычно составляет от 1 до 10% от энергии вызвавшего его землетрясения.

Колоссальная кинетическая энергия волны позволяет цунами рушить практически все, что встречается на пути. Катастрофическое цунами, почти не снижая скорости, способно пройти через населенный пункт средних размеров, превратить его в руины и уничтожить все живое. После прохождения цунами побережье меняет свой облик, корабли выносятся на берег на расстояние сотен, а порой и тысяч метров от кромки моря. В порту Корраль (Чили) в 1960 г. волна цунами перебросила судно водоизмещением 1 1 тыс. т из гавани через город в открытое море. Наряду с материальными потерями цунами приводит к гибели людей. В период 1947-1983 гг. количество жертв составило 13,6 тыс. человек. Наиболее сильное из известных цунами, впоследствии названное Санрику, произошло от подводного землетрясения в 240 км от берегов Японии 15 июня 1896 г. Тогда огромная волна высотой 30 м обрушилась на о. Хонсю. Погибли 27122 человека. Были смыты в море 19617 домов. Первое в России «моретрясение» было зарегистрировано на Камчатке в 1737 г. В 1979 г. цунами с высотой волны 5 м обрушилось на тихоокеанское побережье Колумбии. Погибли 125 человек.

В 1994 г. на Филиппинах цунами высотой 15 м разрушило до основания 500 домов и 18 мостов. Погибло более 60 человек.

Наиболее крупные цунами

11.1952 г. Северо-Курильск (СССР).

Вызвано мощным землетрясением (оценка магнитуды по разным источникам колеблется от 8,3 до 9), которое произошло в Тихом океане в 130 километрах от побережья Камчатки. Три волны высотой до 15-18 метров (по разным источникам) уничтожили город Северо-Курильск и нанесли ущерб ряду прочих населённых пунктов. По официальным данным, погибло более двух тысяч человек.

03.1957 Аляска, (США).

Вызвано землетрясением с магнитудой 9,1, произошедшим на Андреяновских островах (Аляска), которое вызвало две волны, со средней высотой волн 15 и 8 метров соответственно. Кроме того в результате землетрясения проснулся вулкан Всевидова, расположенный на острове Умнак и не извергавшийся около 200 лет. В катастрофе погибло более 300 человек.

07.1958 залив Литуйя, (юго-запад Аляски, США).

Землетрясение, произошедшее севернее залива (на разломе Фэруэтер), инициировало сильный оползень на склоне расположенной над бухтой Литуйя горы (около 300 миллионов кубических метров земли, камней и льда). Вся эта масса завалила северную часть бухты и вызвала огромную волну рекордной высоты 524 метра (или 1724 фута), движущуюся со скоростью 160 км/ч.

03.1964 Аляска, (США).

Крупнейшее на Аляске землетрясение (магнитудой 9,2), произошедшее в проливе Принца Уильяма, вызвало цунами из нескольких волн, с наибольшей высотой - 67 метров. В результате катастрофы (в основном, из-за цунами) по разным оценкам погибло от 120 до 150 человек.

07.1998 Папуа-Новая Гвинея

Землетрясение с магнитудой 7,1, произошедшее на северо-западном побережье острова Новая Гвинея, вызвало мощный подводный оползень, породивший цунами, в результате которого погибло более 2000 человек.век

Распространение цунами по Индийскому океану

сентября 2004 года побережье Японии

В 110 км от побережья полуострова Кии и в 130 км от побережья префектуры Коти произошли два сильных землетрясения (магнитудой до 6,8 и 7,3 соответственно), вызвавших цунами, с высотой волн до одного метра. Пострадало несколько десятков человек.

декабря 2004 Юго-Восточная Азия.

В 00:58 произошло мощнейшее землетрясение - второе по мощности из всех зарегистрированных (магнитудой 9,3), вызвавшее мощнейшее из всех известных цунами. От цунами пострадали страны Азии (Индонезия - 180 тыс. человек, Шри-Ланка - 31-39 тыс. человек, Таиланд - более 5 тыс. человек и др.) и африканская Сомали. Общее количество погибших превысило 235 тыс. человек.

января 2005 года острова Идзу и Миякэ (восток Японии)

Землетрясение магнитудой 6,8 вызвало цунами с высотой волны 30-50 см. Однако, благодаря своевременному предупреждению, население из опасных районов было эвакуировано.

апреля 2007 Соломоновы острова (архипелаг)

Вызвано землетрясением магнитудой 8, произошедшим в южной части Тихого океана. Волны в несколько метров высотой достигли и Новой Гвинеи. Жертвами цунами стали 52 человека.

марта 2011 Япония

Сильнейшее землетрясение магнитудой 9,0 с эпицентром, находящимся в 373 км северо-восточнее Токио, вызвало цунами с высотой волны, превышавшей 10 метров. По полученным данным, эпицентр землетрясения находился на глубине 32 км. Очаг землетрясения находился к востоку от северной части острова Хонсю и простирался на расстояние около 500 км, что идно из карты афтершоков. Точное количество жертв на 18 марта 2011 года не известно.


5. Защита от цунами


Невозможно полностью защитить какой-либо берег от разрушительной силы цунами. Во многих странах пытались строить молы и волноломы, дамбы и другие сооружения с целью ослабить силу воздействия цунами и уменьшить высоту волн.

В Японии инженеры построили широкие набережные для зашиты портов и волноломы перед входами в гавани, чтобы сузить эти входы и отвести или уменьшить энергию мощных волн.

Ни один тип защитных сооружений не смог предоставить стопроцентную защиту низко расположенных побережий. Фактически барьеры иногда могут только усилить разрушения, если волны цунами пробьют брешь в них, с силой бросая на дома и другие сооружения куски бетона, как снаряды.

В некоторых случаях деревья могут предоставить защиту от волн цунами. Рощи деревьев сами по себе или в дополнение к береговым защитным сооружениям могут гасить энергию цунами и уменьшить высоту волн цунами.



Помощниками ученых в борьбе с цунами стали электронные вычислительные машины. Во многих университетах мира на основе законов гидродинамики составлены программы для математического моделирования катастрофических цунами. При помощи таких моделей рассчитывается множество вариантов появления и поведения катастрофической волны, ее скорости, уровня, трения в зависимости от рельефа местности и других параметров.

Система предупреждения о цунами

Основной целью Системы предупреждения о цунами в Тихоокеанском регионе является выявление и привязка зон сильных землетрясений в Тихоокеанском регионе, определение, являлись ли они причиной образования цунами в прошлом, и предоставление своевременной и эффективной информации и предупреждение населения Тихоокеанского региона с целью уменьшить опасности, связанные с цунами, особенно с точки зрения жизни и благополучия человека. Для достижения этой цели Система предупреждения о цунами непрерывно следит за сейсмической обстановкой и уровнем поверхности океана в Тихоокеанском регионе.

Система предупреждения о цунами - это международная программа, требующая участия многих служб, которые занимаются вопросами сейсмичности, приливных явлений, связи и распространения информации из различных стран Тихоокеанского региона. Административно страны-участницы объединены в рамках Международной океанографической комиссии как члены Международной координационной группы по Системе предупреждения о цунами в Тихоокеанском регионе (ICG/ITSU). По просьбе Международной океанографической комиссии был создан Международный центр информации о цунами, который выполняет многочисленные задачи в поддержку участников ICG/ITSU и с целью уменьшить риск, связанный с цунами в Тихоокеанском регионе. Тихоокеанский центр предупреждения о цунами (ТЦПЦ) является оперативным центром Системы предупреждения о цунами в Тихоокеанском регионе.

Центр предупреждения о цунами в Тихоокеанском регионе (PTWC = ТЦПЦ) собирает и производит оценку данных, предоставляемых странами-участницами, и издает соответствующие информационные бюллетени для всех участников о сильных землетрясениях и возможной или подтвержденной вероятности образования цунами.



Функционирование Системы начинается с момента определения любой сейсмической станцией одной из стран-участниц землетрясения такой силы, что срабатывает устройство сигнала тревоги, установленное на данной станции. Сотрудники станции немедленно интерпретируют полученные сейсмограммы и посылают информацию в ТЦПЦ. После получения данных от одной из сейсмических станций страны-участницы или после срабатывания сигнального устройства в самом ТЦПЦ, центр посылает запросы на предоставление данных от других станций Системы.


Когда в ТЦПЦ получат достаточно данных для определения координат эпицентра землетрясения и его магнитуды, принимается решение в отношении дальнейших действий. Если землетрясение достаточно сильное и способно вызвать цунами, ТЦПЦ посылает запросы на станции наблюдения за приливами стран-участниц, расположенных ближе к эпицентру, чтобы они проводили контроль показаний с целью выявления цунами. Издаются Бюллетени предупреждения / наблюдения за цунами для организаций, занимающихся распространением информации, по всем землетрясениям магнитудой более 7,5 (более 7,0 для региона Алеутских островов) с целью оповещения общественности о возможности образования цунами и необходимости принятия мер безопасности. Оцениваются данные, полученные от станций наблюдения за приливами; если они показывают, что образовалось цунами, опасное для части или всего населения Тихоокеанского региона. Бюллетень предупреждения / наблюдения за цунами расширяется или обновляется как Предупреждение для всего Тихоокеанского региона. Соответствующие организации затем проводят эвакуацию людей из опасных областей по заранее разработанным схемам. Если станции наблюдения за приливами показывают образование не представляющего опасности цунами (или отсутствие цунами), ТЦПЦ аннулирует содержание ранее разосланного Бюллетеня предупреждения / наблюдения за цунами.

В некоторых областях Тихоокеанского бассейна функционируют национальные и региональные системы предупреждения о цунами, которые предоставляют своевременное и эффективное предупреждение о цунами для населения. Для населения прибрежных районов, где возможно зарождение цунами, особенно важна быстрота оповещения и передачи данных о цунами. Учитывая время, необходимое для сбора и оценки сейсмических данных и данных о приливных явлениях, ТЦПЦ не может вовремя предупредить о цунами население тех областей, где цунами образуются в местных водах. С целью принятия хоть каких-то мер безопасности в первый час после образования цунами в данном регионе в некоторых странах были созданы национальные и региональные системы предупреждения о цунами. Региональные системы предупреждения способны выдать сигнал тревоги в самое кратчайшее время и предупредить население, проживающее недалеко от эпицентра землетрясения, о возможном цунами на основании лишь данных о землетрясении, не ожидая информации о возможном образовании цунами.

Для эффективного функционирования эти региональные системы, как правило, имеют информацию от ряда сейсмических станций и станций наблюдения за приливами. Эти данные передаются моментально по телеметрической связи в центральный штаб. Местные очаги землетрясения располагаются обычно в 15 минутах или даже менее, поэтому предупреждение на основе сейсмических данных немедленно передается населению области. В связи с тем, что предупреждения выдаются лишь на основе сейсмологических данных, можно предположить, что иногда эти предупреждения не подтверждаются образованием цунами. Но так как эти предупреждения, сделанные очень быстро, действуют только для ограниченной области, это приемлемо, так как достигается более высокий уровень защищенности людей.

Наиболее сложные государственные системы предупреждения созданы во Франции, Японии, России и США. В случае с Соединенными Штатами Америки Центр РТWС и Центр предупреждения о цунами на Аляске (АТWС) являются Государственными центрами оповещения о цунами для США и предоставляют все услуги по предупреждению о цунами, которые могут иметь государственный интерес для США. Кроме того. Центр РТWС (ТЦПЦ) выполняет роль Регионального центра оповещения о цунами на Гавайях в отношении цунами, образующихся в зоне Гавайских островов.


Заключение


По изучению данной проблемы можно сделать ряд выводов:

) К наиболее опасным морским геологическим явлениям природного происхождения относятся цунами.

) Цунами представляют собой разновидность морских волн, возникающих при подводных и прибрежных землетрясениях, обвалов, больших участков суши в океан, подводных сдвига и оползня.

) Наиболее тесная зависимость существует между землетрясениями и цунами.

) Цунами образуются двумя способами: 1) во время резкого вертикального движения горных пород вдоль разлома при сильном землетрясении; 2) во время землетрясений, которые происходят вдоль горизонтальных разломов, обычно имеют локальный характер и не распространяются на большие расстояния.

) Волны цунами образуются в источнике (или очаге), который обычно имеет протяжённую форму - его длина составляет от 100 до 400 км. От источника волны цунами распространяются в водоёме как длинная гравитационная волна малой амплитуды.

) Явления рефракции и дифракции волн являются механизмом образования волн цунами.

) В результате геологического смещения тектонических плит на дне океана происходит возникновения цунами, которые бывают двух видов: цунами удалённого происхождения и локальные цунами.

) Воздействие цунами на побережье в основном зависит от рельефа морского дна, контура и рельефа суши в данном месте, а также направления прихода волн.

) Чем меньше глубина дна океана, тем больше от поверхности дна высота волны.

) Наибольшая, разрушительная сила ударной волны образуется на отдельных, сравнительно небольших участках побережья с узкими бухтами и долинами.

) Изменения в высоте волн цунами и топографических характеристиках береговой линии вызывает изменение характеристик наката цунами в разных точках береговой линии.

) Цунами характеризуются следующими показателями: высота морской волны; длина морской волны; фазовая скорость волны.

) Интенсивность цунами зависит от длины, высоты и фазовой скорости движения волны набега.

) Невозможно полностью защитить какой-либо берег от разрушительной силы цунами. Цунами можно только предупредить.

) Детальное изучение всех особенностей возникновения и условий формирования цунами позволило человеку наиболее успешно защищать свою жизнь, здоровье и имущество при наступлении гидросферной опасности.

) При учете опыта предупреждения гидросферной опасности, ликвидации последствий их наступления, человечество имеет возможность повысить уровень и точность составления прогнозов и оповещения о приближающейся опасности.


Список использованных источников


1.Ю.Л. Воробьев, В.А. Акимов, Ю.И. Соколов М, 2006

2.ДОЦЕНКО С.Ф., Соловьев C.JI. О роли остаточных смещений дна океана в генерации цунами подводными землетрясениями // Океанология Т.35, №1, С. 25-31, 1995.

ДОЦЕНКО С.Ф., Сергеевский Б.Ю. Дисперсионные эффекты при генерации и распространении направленной волны цунами II Исследования цунами №5, М.: МГФК РАН. 1993, С. 21-32.

Левин Б.В., Носов М.А. Физика цунами и родственных явлений в океане. М.: Янус-К, 2005.

Локальные цунами: предупреждение и уменьшение риска, сборника статей./ Под редакцией Левина Б.В., Носова М.А. - М.: Янус-К, 2002.

Пелиновский Е.Н. Гидродинамика волн цунами / ИПФ РАН. Нижний Новгород, 1996. 276 с.

Журнал // Наука и Жизнь №1, 2011.

Журнал // Наука №2, М.:1987, С. 27-34.

9.www.o-b-g.narod.ru

Www.puzikov.com


Репетиторство

Нужна помощь по изучению какой-либы темы?

Наши специалисты проконсультируют или окажут репетиторские услуги по интересующей вас тематике.
Отправь заявку с указанием темы прямо сейчас, чтобы узнать о возможности получения консультации.

А - глубина океана (так называемое приближение мелкой воды , когда длина волны существенно больше глубины). При средней глубине 4 км скорость распространения получается 200 м/с или 720 км/ч. В открытом океане высота волны редко превышает один метр, а длина волны (расстояние между гребнями) достигает сотен километров, и поэтому волна не опасна для судоходства. При выходе волн на мелководье, вблизи береговой черты, их скорость и длина уменьшаются, а высота увеличивается. У берега высота цунами может достигать нескольких десятков метров. Наиболее высокие волны, до 30-40 метров, образуются у крутых берегов, в клинообразных бухтах и во всех местах, где может произойти фокусировка. Районы побережья с закрытыми бухтами являются менее опасными. Цунами обычно проявляется как серия волн, так как волны длинные, то между приходами волн может проходить более часа. Именно поэтому не стоит возвращаться на берег после ухода очередной волны, а стоит выждать несколько часов.

Высоту волны на прибрежном мелководье (H мелк.), не имеющем защитных сооружений, можно посчитать по следующей эмпирической формуле:

H мелк. = 1,3 · H глуб. · (B глуб. / B мелк.) 1/4 , м

где: H глуб. - изначальная высота волны в глубоком месте;

B глуб. - глубина воды в глубоком месте; B мелк. - глубина воды в прибрежной отмели;

Причины образования цунами

Наиболее распространённые причины

Другие возможные причины

  • Человеческая деятельность . В наш век атомной энергии у человека в руках появилось средство вызывать сотрясения, раньше доступные лишь природе. В 1946 году США произвели в морской лагуне глубиной 60 м подводный атомный взрыв с тротиловым эквивалентом 20 тыс. тонн. Возникшая при этом волна на расстоянии 300 м от взрыва поднялась на высоту 28,6 м, а в 6,5 км от эпицентра ещё достигала 1,8 м. Но для дальнего распространения волны нужно вытеснить или поглотить некоторый объём воды, и цунами от подводных оползней и взрывов всегда несут локальный характер. Если одновременно произвести взрыв нескольких водородных бомб на дне океана, вдоль какой-либо линии, то не будет никаких теоретических препятствий к возникновению цунами, такие эксперименты проводились, но не привели к каким-либо существенным результатам по сравнению с более доступными видами вооружений. В настоящее время любые подводные испытания атомного оружия запрещены серией международных договоров.
  • Падение крупного небесного тела может вызвать огромное цунами, так как, имея огромную скорость падения (десятки километров в секунду), данные тела имеют колоссальную кинетическую энергию , а масса их может быть миллиарды тонн и более. Эта энергия передаётся воде, следствием чего и будет волна.
  • Ветер может вызывать большие волны (примерно до 20 м), но такие волны не являются цунами, так как они короткопериодные и не могут вызывать затопления на берегу. Однако возможно образование метео-цунами при резком изменении давления или при быстром перемещении аномалии атмосферного давления. Такое явление наблюдается на Балеарских островах и называется риссага (en:Rissaga).

Признаки появления цунами

  • Внезапный быстрый отход воды от берега на значительное расстояние и осушка дна. Чем дальше отступило море, тем выше могут быть волны цунами. Люди, находящиеся на берегу и не знающие об опасности, могут остаться из любопытства или для сбора рыбы и ракушек. В данном случае необходимо как можно скорее покинуть берег и удалиться от него на максимальное расстояние - таким правилом следует руководствоваться, находясь, например, в Японии, на Индоокеанском побережье Индонезии, Камчатке. В случае телецунами волна обычно подходит без отступления воды.
  • Землетрясение. Эпицентр землетрясения находится, как правило, в океане. На берегу землетрясение обычно гораздо слабее, а часто его нет вообще. В цунамоопасных регионах есть правило, что если ощущается землетрясение, то лучше уйти дальше от берега и при этом забраться на холм, таким образом заранее подготовиться к приходу волны.
  • Необычный дрейф льда и других плавающих предметов, образование трещин в припае .
  • Громадные взбросы у кромок неподвижного льда и рифов, образование толчеи, течений.

Опасность цунами

Может быть непонятным, почему цунами высотой несколько метров оказалось катастрофическим, в то время, как волны той же (и даже значительно большей) высоты, возникшие во время шторма, к жертвам и разрушениям не приводят. Можно назвать несколько факторов, которые приводят к катастрофическим последствиям:

  • Высота волны у берега в случае цунами, вообще говоря, не является определяющим фактором. В зависимости от конфигурации дна возле берега, явление цунами может пройти вовсе без волны, в обычном понимании, а как серия стремительных приливов и отливов, что также может привести к жертвам и разрушениям.
  • Во время шторма в движение приходит лишь поверхностный слой воды. Во время цунами - вся толща воды, от дна до поверхности. При этом на берег при цунами выплёскивается объём воды, в тысячи раз превышающий штормовые волны. Стоит также учесть тот факт, что длина гребня штормовых волн не превышает 100-200 метров, при этом у цунами длина гребня распространяется по всему побережью, а это не одна тысяча километров.
  • Скорость волн цунами, даже у берега, превышает скорость ветровых волн. Кинетическая энергия у волн цунами также в тысячи раз больше.
  • Цунами, как правило, порождает не одну, а несколько волн. Первая волна, не обязательно самая большая, смачивает поверхность, уменьшая сопротивление для последующих волн.
  • При шторме волнение нарастает постепенно, люди обычно успевают отойти на безопасное расстояние до прихода больших волн. Цунами приходит внезапно.
  • Разрушение от цунами может возрасти в гавани - там, где ветровые волны ослабляются, а следовательно, жилые постройки могут стоять у самого берега.
  • Отсутствие у населения элементарных знаний о возможной опасности. Так, во время цунами 2004 года , когда море отступило от берега, многие местные жители оставались на берегу - из любопытства или из желания собрать не успевшую уйти рыбу. Кроме того, после первой волны многие возвращались в свои дома - оценить ущерб или пытаться найти близких, не зная о последующих волнах.
  • Система оповещения о цунами есть не везде и срабатывает не всегда.
  • Разрушение береговой инфраструктуры усугубляет бедствие, добавляя катастрофические техногенные и социальные факторы. Затопление низменностей, долин рек приводит к засолению почв.

Системы предупреждения цунами

Системы предупреждения цунами строятся главным образом на обработке сейсмической информации. Если землетрясение имеет магнитуду более 7,0 (в прессе это называют баллами по шкале Рихтера , хотя это ошибка, так как магнитуду не измеряют в баллах. Измеряют в баллах балльность, характеризующую интенсивность сотрясения грунта во время землетрясения) и центр расположен под водой, то подаётся предупреждение о цунами. В зависимости от региона и заселённости берегов условия выработки сигнала тревоги могут быть различными.

Вторая возможность предупреждения о цунами это предупреждение «по факту» - способ более надёжный, так как практически отсутствуют ложные тревоги, но часто такое предупреждение может быть выработано слишком поздно. Предупреждение по факту полезно для телецунами - глобальных цунами, оказывающих влияние на весь океан и приходящих на другие границы океана спустя несколько часов. Так, индонезийское цунами в декабре 2004 года для Африки является телецунами. Классическим случаем являются Алеутские цунами - после сильного заплеска на Алеутах можно ожидать существенный заплеск на Гавайских островах. Для выявления волн цунами в открытом океане используются придонные датчики гидростатического давления. Система предупреждения, основанная на таких датчиках со спутниковой связью с приповерхностного буя, разработанная в США, называется DART (en:Deep-ocean Assessment and Reporting of Tsunamis). Обнаружив волну тем или иным образом, можно достаточно точно определить время её прибытия в различные населённые пункты.

Существенным моментом системы предупреждения является своевременное распространение информации среди населения. Очень важно, чтобы население представляло, какую угрозу несёт с собой цунами. В Японии имеется множество образовательных программ по природным катастрофам, а в Индонезии население в основном не знакомо с цунами, что и стало основной причиной большого количества жертв в 2004 году. Также важное значение имеет законодательная база по застройке прибрежной зоны.

Наиболее крупные цунами

XX век

  • 5.11.1952 г. Северо-Курильск (СССР).

См. также

Источники

  • Пелиновский Е. Н. Гидродинамика волн цунами / ИПФ РАН. Нижний Новгород, 1996. 277 с.
  • Локальные цунами: предупреждение и уменьшение риска, сборник статей./ Под редакцией Левина Б. В., Носова М. А.- М.: Янус-К, 2002
  • Левин Б. В., Носов М. А. Физика цунами и родственных явлений в океане. М.: Янус-К, 2005
  • Землетрясения и цунами - учебное пособие - (содержание)
  • Куликов Е. А. «Физические основы моделирования цунами» (учебный курс)

Цунами в искусстве

  • «Внимание, цунами!» - художественный фильм (Одесская киностудия , 1969 год)
  • «Цунами» - песня В. С. Высоцкого , 1969 год
  • «Цунами» - название альбома группы «Ночные снайперы » ().
  • «Цунами» - роман Глеба Шульпякова
  • «Цунами» - корейский фильм, 2009 год
  • «2012 (фильм) », 2009 год
  • Фильм «Столкновение с бездной », 1998 год
  • Цунами 3D - триллер 2012 г.
  • Катастрофические природные явления. Электронная версия учебника спасателя коллектива авторов (Шойгу С. К., Кудинов С. М., Неживой А. Ф., Ножевой С. А., под общей редакцией Воробьева Ю. Л.), изданного МЧС России в 1997 году.

Примечания

Ссылки

Цунами в Викисловаре
Цунами на Викискладе
Цунами в Викиновостях

Для многих опасность цунами это некая - экзотическая опасность. Однако изменения природы в последние годы таковы, что можно ждать сюрпризов. Даже в небольшом озере при определенном стечении обстоятельств может возникнуть большая волна. Конечно гораздо более вероятнее появление больших волн - цунами в море и океане. Очень малая доля населения России живет около моря, абсолютному большинству цунами не грозит. Но если вы отправились в отпуск к открытому морю или океану...

Где чаще всего бывают цунами

Наибольшее количество землетрясений происходит на тихоокеанских побережьях. Соответственно и цунами чаще всего случаются в Тихом океане. В нашей стране атакам цунами подвергаются дальневосточные берега: Камчатка, Курильские и Командорские острова и частично Сахалин. Также цунами случаются и в Индийском океане. Наибольший риск возникновения стихии существует в прибрежных районах с повышенной сейсмической активностью. В 2011 году в Японии случилось очень сильное цунами, погибло большое количество людей, огромная территория была размыта и именно цунами спровоцировало аварию на атомной электростанции "Фукусима-1"

Довольно часто возникает угроза цунами на Филлипинах, в Индонезии, в других островных государствах Тихого океана.

Отправляясь в отпуск, в такие края, совсем не лишним будут теоретические знания от том как себя вести и что делать во время, до и после цунами.

Причины возникновения цунами

Причиной возникновения цунами является подводное землетрясение . Мощные толчки создают направленное движение огромных масс воды, которые накатывают на берег волны высотой свыше 10 метров. Тысячи тонн воды с огромной скоростью обрушиваются на побережье. Такую нагрузку не выдержит ни одно жилое здание. Дома оказавшиеся на пути волны смывает полностью. Выжить в эпицентре шансов нет. Чем дальше волна уходит на землю, тем её сила уменьшается, но опасность ни чуть не меньше, так как волна превращается в смесь из строительных материалов, камней, обломков арматур, автомобилей, деревьев, которые давят и разрушают всё живое на своём пути. Но и на этом опасность не заканчивается. Когда волна пройдёт, эти тысячи тонн воды с огромным количеством плавающих обломков, начнут возвращаться в океан. Затягивая за собой всё что можно. Людей, оказавшихся в таком потоке может вынести в открытый океан.

Оповещение о цунами, как узнать о цунами

Первый повод задуматься об угрозе цунами - это объявление повышенной сейсмической активности в прибрежной местности В случае, если сейсмологам удалось заранее спрогнозировать толчки, жителям населенных пунктов на побережье следует обеспечить собственную безопасность на случай цунами. Такие предупреждения актуальны даже в том случае, если сила землетрясения в самом городе невелика, ведь цунами возникает, тогда, когда эпицентр землетрясения находится под водой.

Как жителям и туристам узнать о надвигающемся цунами?
Заранее смотреть сводки и предупреждения о сейсмической активности в регионе!

На сегодняшний день, во всех населенных пунктах, где есть вероятность появления цунами, работают специальные службы оповещения населения об опасности. Но есть подвох. Землетрясения случаются очень часто, но до цунами доходят единицы. Поэтому не всегда удаётся вовремя определить. какой силой будет землетрясение и приведет ли оно к появлению цунами. И еще один момент, если эпицентр возникновения цунами за сотни километров от побережья, то после оповещения, у жителей будет время среагировать и эвакуироваться из опасного района. А вот если эпицентр рядом с побережьем, то даже если оповещение будет, времени на эвакуацию может уже не хватить. Именно так произошло в Японии на острове Окушири, во время землетрясения у Хоккайдо в 1993 году. Тогда от цунами погибло 230 человек.

В моменты повышенной угрозы цунами следует внимательно следить за сообщениями властей по радио, телевидению через интернет и смс информирование. В большинстве случаев, об опасности становится известно за несколько часов, что дает жителям возможность отреагировать. Чувствительны к приближению гигантской волны животные. Задолго до наступления цунами они проявляют беспокойство Многие дикие животные и птицы стремятся покинуть район опасности заранее.
О приближении цунами в ближайшие 15-20 минут можно судить по такому признаку, как быстрое отступление воды по береговой линии, резкое затухание шума прибоя. В ряде случаев наблюдается также дрейф необычных объектов: фрагментов льда или, берегового мусора, поднятого со дна течением воды. Непосредственное приближение волны сопровождается громоподобными звуками, гулом.

Что делать при цунами

Как обезопасить себя и перестраховаться на случай цунами?

В местах, где есть высокая вероятность цунами, не лишним будет продумать свои действия заранее. Эти моменты следует обсудить с семьей, договориться о месте встрече в случае, если побережье под угрозой, а мобильная связь окажется
недоступной. Кроме того, важно в спокойной обстановке спланировать маршрут отступления с учетом рельефа местности, избегая узких мест, заливов, рек, мест потенциального скопления транспорта и толп людей. Все самое ценное, что будет необходимо при эвакуации, должно находиться под рукой и быть готово в любой момент. Прежде всего, всегда в специально отведенном месте должны находиться документы, минимум одежды и двухсуточный запас продуктов, которые не портятся. Также нужен запас воды, аптечка, возможно какие-то сигнальные средства (ракетница, сигнал охотника), нож, веревка (паракорд), фонарик, спички в герметичной упаковке. Всё это можно сложить в небольшой рюкзак на случай быстрой эвакуации.

Для жителей прибрежных районов важно принимать активное участие в общественных мероприятиях, от которых зависит защита от цунами данной местности, - строительстве дамб, лесозащитных полос, волноломов.

Как выжить при цунами

В случае, объявления тревоги о приближении цунами, следует срочно покинуть прибрежный район, передвигаясь перпендикулярно береговой
линии. Относительную безопасность обеспечивает возвышенность 30-40 метров над уровнем моря или удаление от берега на 2-3 километра. Такой отход обеспечивает существенное снижение риска, даже если местности угрожают большие цунами. Но чтобы обезопасить себя на 100% лучше отойти еще дальше или выше.

Отступая из зоны опасности нужно избегать русла рек, ручьёв, оврагов. Эти места подвергнуться затоплению в первую очередь.

Цунами в озерах или водохранилищах менее опасны, но даже в этом случае следует проявлять осторожность. Безопасным возвышением считается 5 метров над уровнем воды. Для этой цели вполне подойдут высокие здания.

При большом цунами на море или океане, Многие постройки просто не выдержат давление вала воды и рухнут. Впрочем, если ситуация не оставляет выбора, то высокие капитальные постройки - единственный шанс выжить. В них стоит подняться на самые высокие этажи, закрыть окна и двери. Как
подсказывают правила поведения при землетрясениях, самые безопасные зоны в здании - это участки около колонн, несущих стен, в углах.

Цунами как правило это серия из нескольких волн и в большинстве случаев первая волна не самая сильная. Это нужно помнить и не терять бдительность.

Если волна настигла человека, очень важно удержаться за дерево, столб, здание, и избегать столкновения с крупными обломками. Как только появится возможность, нужно найти убежище на случай повторных волн.

Фото: выброшенный на берег корабль во время цунами


Как вести себя после цунами

Основная опасность цунами - это повторные волны, каждая из которых может быть сильнее предыдущей. Возвращаться обратно стоит только после официальной отмены тревоги либо не ранее 2 часов после прекращения сильного волнения на море. Перерыв между крупными волнами может достигать 40-60 минут.

Вернувшись домой после цунами, как и после других природных катаклизмов следует внимательно обследовать здание на предмет устойчивости, утечек газа, повреждений электропроводки. Отдельную опасность может представлять наводнение после цунами.