Цунами

Цунами (рис. 9.7) - это огромные волны, возникающие из- за сотрясения воды в океане или другом водоеме. Дословный перевод слова «цунами» с японского означает «большая волна в гавани». Одной волной цунами обычно не ограничивается, чаще всего их бывает от 3 до 10.

Более 80 % цунами возникают на периферии Тихого океана.
В зависимости от расстояния от эпицентра землетрясения цунами приходят к побережью за время, исчисляемое десятками минут и часами. В открытом океане волны цунами распространяются со скоростью до 1 тыс. км в час. Но там они очень пологие, так как длина волны достигает 0,5-1000 км (в среднем 150— 300 км), а высота от подошвы до вершины - всего несколько метров, и поэтому не опасны для судоходства. Скорость распространения волн цунами зависит от глубины воды.
Если глубина воды уменьшается, скорость цунами также уменьшается (рис. 9.8). При выходе волн на мелководье, вблизи береговой черты из-за трансформации волны на мелководье их скорость резко уменьшается до 50-100 км/час, а высота увеличивается.
У берега цунами может достигать нескольких десятков метров. Чаще всего к побережью приходит группа волн цунами
(2, 3 и более), причем обычно высота последовательных волн возрастает до 3-5-й волны. Наиболее высокие волны, до 30-40 м, образуются у крутых берегов, в клинообразных бухтах и у выдающихся далеко в океан мысов. Районы побережья с закрытыми бухтами являются менее опасными.

Рис. 9.7. Цунами у побережья о. Шри-Ланка 26 декабря 2004 г. на снимке со спутника QuickBird

Рис. 9.8. Трансформация волны цунами

Считается, что энергия цунами составляет примерно 1 % от энергии землетрясения. Магнитуда цунами, в отличие от магнитуды землетрясения, характеризует только часть энергии цунами (которая сама является частью сейсмической энергии). Оценка интенсивности цунами по Имамура приведена ниже в табл. 9.3.
Таблица 9.3
Оценка интенсивности цунами по Имамура

Магни туда цунами	Характе ристика	Высота волн, м	Ущерб	Повторяе мость
0	слабое цунами	lt;1	Незначительный	несколько раз в год
1	умеренное цунами	1-2	Заметное затопление плоских берегов, повреждение легких построек, лодки и легкие суда прибиваются к берегу	2 раза в год
2	сильное цунами	3-5	Частичное разрушение легких и повреждение прочных зданий. Легкие суда выбрасываются или уносятся, обломки, жертвы	1 раз в год
3	очень сильное цунами	6-12	В полосе до 400 км значительные повреждения прочных зданий, сильный смыв почвы с полей. Повреждение всех судов, кроме самых больших, много жертв	1 раз в 2 года
4	разру- ши- тельное цунами	lt;12	В полосе до 500 км разрушаются все постройки, сады, плантации, все суда, и много жертв	1 раз в 10 лет

Разрушительная сила цунами зависит от его магнитуды, которая, в свою очередь, предопределяет интенсивность воздействия волны на берег. Первым фактором является направление движения по отношению к берегу, контуру береговой линии, береговому склону и шельфу. Вторым фактором воздействия являются мощные течения в результате его отхода (смыв почвы, смыв склонов, размыв насыпей дорог, оснований мостов, дамб, фундаментов сооружений). Третий фактор - затопление больших территорий морской водой. Четвертый фактор - возможность сильных волнений на море вблизи берега. Причины образования цунами Подводное землетрясение (свыше 85 % всех цунами). При землетрясении под водой образуется вертикальная подвижка дна: часть дна опускается, а часть приподнимается. Далеко не каждое подводное землетрясение сопровождается цунами. Цунамигенными (т. е. порождающим катастрофическую волну) могут быть лишь землетрясения с гипоцентрами на глубинах менее 50 км. Анализ условий возбуждения цунами показал, что максимальная амплитуда волн цунами возникает в том случае, когда смещения пород происходят на глубине примерно 10 км, а если гипоцентр расположен глубже, амплитуда постепенно уменьшается.
Катастрофическое цунами 26 декабря 2004 г. явилось следствием мощного подводного землетрясения на глубине около 20 км под дном океана, примерно в 200 км к западу от северной оконечности Индонезийского острова Суматра, с магнитудой более 9. Вертикальный сдвиг пластов земной коры в эпицентре землетрясения на протяжении более 1 тыс. км был равен 8-10 м. В результате землетрясения в океане образовалась гигантская волна цунами. Ее высота в открытом океане составила 0,8 м, в прибрежной зоне - 15 м, а в зоне заплеска - 30 м. Скорость волны в открытом океане достигла 720 км/ч, а по мере торможения в прибрежной зоне снизилась до 36 км/ч. Цунами обрушилось на остров Суматра, Шри-Ланку, острова у берегов Таиланда, восточное побережье Индии, Мальдивские острова и даже на береговую зону в Сомали в Восточной Африке.

Цунами унесло жизни около 300 тыс. человек и причинило огромный материальный ущерб. По оценкам ООН, это крупнейшая природная катастрофа, постигшая человечество за последние 100 лет. Оползни. Цунами такого типа возникают довольно редко. 9 июля 1958 г. в результате землетрясения на Аляске в бухте Литуйя возник оползень. 81 млн т льда и твердой породы обрушилось в море с высоты 900 м. Обвал был следствием землетрясения. После обвала образовалось цунами, которое с большой скоростью распространилось по заливу. Волны достигали поразительной высоты 350-500 м (это самая большая высота волн из всех зарегистрированных в истории цунами). Эти волны вырвали с корнем все деревья и кустарники на склонах. На удивление, при

этом были убиты только два рыбака. Подобного рода случаи весьма редки и, конечно, не рассматриваются в качестве эталона. Вулканические извержения. Крупные подводные извержения обладают таким же эффектом, что и землетрясения. При сильных вулканических взрывах образуются кальдеры, которые моментально заполняются водой, в результате чего возникает длинная и невысокая волна. Классический пример - цунами, образовавшееся после извержения Кракатау в 1883 г. Огромные цунами от вулкана Кракатау наблюдались в гаванях всего мира и уничтожили в общей сложности 5 тыс. кораблей, погибло 36 тыс. человек. Ученые полагают, что сейсмические волны прошли два или три раза вокруг Земли. Человеческая деятельность. В наш век атомной энергии у человека в руках появилось средство вызывать по своему произволу сотрясения, раньше доступные лишь природе. В 1946 г. США произвели в морской лагуне глубиной 60 м подводный атомный взрыв с тротиловым эквивалентом 20 тыс. т. Возникшая при этом волна на расстоянии 300 м от взрыва поднялась на высоту 28,6 м, а в 6,5 км от эпицентра еще достигала 1,8 м. Падение метеорита или астероида может вызвать огромное цунами.
Предположим, что вследствие землетрясения, взрыва подводного вулкана или сильного обвала некоторый участок морского дна быстро сместился вверх (или вниз) (рис. 9.9).

Рис. 9.9. Схемы образования цунами:
а) участок дна сместился вверх, б) участок дна сместился вниз. Именно во втором случае наблюдается кратковременное отступление моря от берега непосредственно перед появлением гребня волны цунами

Поскольку вода практически несжимаема, то почти тотчас также сместится вверх (или вниз) и соответствующий участок поверхности моря - и на водной поверхности возникнет небольшой по высоте холм (или ложбина). Это и есть очаг цунами; от него, как от брошенного в воду камня, побежит во все стороны волна. Поверхность воды приходит в колебательное движение по вертикали, стремясь вернуться к исходному уровню - среднему уровню моря, и порождает серию волн.
Этапы развития цунами. Первый этап - зарождение волны. Второй этап - движение волны по просторам океана. Третий - взаимодействие волны с прибрежной зоной. Четвертый - обрушивание гребня волны на береговую полосу, перемещение водных масс над сушей. Признаки угрозы цунами Внезапный быстрый отход воды от берега на значительное расстояние и осушка дна, при этом смолкает шум прибоя. Чем дальше отступило море, тем выше могут быть волны цунами. Подводное землетрясение имеет магнитуду более 6,0 и более. Необычный дрейф льда и других плавающих предметов, образование трещин в припае. Громадные взбросы у кромок неподвижного льда и рифов, образование толчеи, течений. Системы предупреждения цунами
Системы предупреждения цунами строятся главным образом на обработке сейсмической информации. Если землетрясение имеет магнитуду более 7,0, а его эпицентр расположен под водой, то подается предупреждение о цунами. В зависимости от региона и заселенности берегов условия выработки сигнала тревоги могут быть различными.
Вторая возможность предупреждения о цунами - это предупреждение «по факту» - способ более надежный, 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 г. 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 (Deep-ocean Assessment and Reporting of Tsunamis). Обнаружив реальную волну тем или иным образом, можно достаточно точно определить время ее прибытия в различные населенные пункты.
Существенным моментом системы предупреждения является распространение актуальной информации среди населения. Очень важно, чтобы население представляло, какую угрозу несет с собой цунами. Японцы имеют множество образовательных программ по природным катастрофам, а в Индонезии население в основном было не знакомо с цунами, что и стало основной причиной большого количества жертв. Важное значение имеет законодательная база по застройке прибрежной зоны.

<< | >>

Источник: Сутырина Е. Н.. Океанология : учеб. пособие. 2012

Еще по теме Цунами:

- Болотоведение - Метеорология и климатология - Научно-популярная история - Океанология (океанография) - Почвоведение -

- Биология - Ветеринария - Взаимоотношения животных - Все животные - Геология - Зоопсихология - Коровы - Кошки - Лечение животных - Лошади - Насекомые - Науки о Земле - Опасные растения и животные - Растительный мир - Редкие животные - Сельское хозяйство - Собаки - Экология -