О нас
Климат
Школа юного метеоролога
Гостевая книга
Контакты
 
Карта сайта Информация для связи На главную страницу


Сахалинская Гидрометеослужба
 

Цунами

Общие сведения
Возникновение цунами
Условия, благоприятствующие возникновению цунами
Классификация цунами
Особенности распространения цунами

Общие сведения

Цунами (в переводе с японского означает "большая волна в гавани") – это катастрофические морские волны, имеющие пространственные масштабы от нескольких сот метров до нескольких сот километров. Скорость распространения волн цунами (c) описывается формулой Лагранжа:

где h – глубина океана,
g – ускорение свободного падения.

Скорость цунами в открытом океане составляет 700–850 км/ч, что сопоставимо со скоростью современного пассажирского авиалайнера. При приближении к берегу скорость падает, но существенно возрастает высота волны (рис.1). В результате сильно нелинейных процессов в прибрежной зоне может сформироваться волновой бор, который, обрушиваясь на берег, приводит к колоссальным разрушениям и многочисленным человеческим жертвам. Именно подобный бор, образовавшийся на побережье Таиланда, Индонезии, Индии и Шри Ланки во время цунами 26 декабря 2004г. в Индийском океане, и привел к гибели сотен тысяч человек.

Изменение характера волны цунами
Рис 1. Изменение характера волны цунами при приближении к берегу и значения скорости волн цунами на различных глубинах океана.

Заплески цунами на берег могут достигать высот 30–60м. Так, максимальные заплески во время цунами 13.07.1993г. в Японском море на южном побережье о-ва Окушири (Япония) имели высоту до 32 м, заплески цунами 26.12.2004г. в Индийском океане на северном побережье о-ва Суматра превысили 35 м, а во время Аляскинского цунами 27.03.1964 г. на отдельных участках побережья Аляски наблюденные заплески превысили 60 м.

До самого последнего времени цунами воспринималось как явление достаточно экзотическое. В Европе это явление было вообще практически неизвестно (за исключением Португалии, где в 1755 г. волны цунами разрушили город Лиссабон). В Африке, на бόльшей части Азии (кроме стран тихоокеанского побережья) и Атлантическом побережье Южной Америки волны цунами в исторически обозримый период не наблюдались.

В России (и в бывшем СССР) после катастрофического события 1952г., когда был полностью разрушен поселок Северо-Курильск (что и явилось основной причиной организации в СССР Службы Цунами), других событий подобного масштаба не наблюдалось. За последние 50 лет самым сильным у берегов России (СССР) было Шикотанское цунами 4 октября 1994 г.

Возникновение цунами

Основным фактором, вызывающим волны цунами, являются подводные землетрясения (порядка 85% всех случаев цунами), остальные 15% приходятся на извержения вулканов и подводные оползни. Гипотетически возможны, хотя и крайне мало вероятны, цунами, вызванные падением метеоритов и астероидов. Кроме того, в отдельных районах периодически наблюдаются катастрофические волны, имеющие те же временные и пространственные масштабы, что и обычные волны цунами, и оказывающие аналогичное разрушительное воздействие на прибрежную зону, но вызванные не сейсмическими факторами, а атмосферными процессами (рис.2). Эти волны известны под именем метеоцунами.

Рис.2 РАЗЛИЧНЫЕ МЕХАНИЗМЫ ВОЗБУЖДЕНИЯ ВОЛН ЦУНАМИ
Сейсмические (82%)Вулканические (5%)
Оползневые (6%)Метеорологические (3%)

Землетрясение само по себе не возбуждает цунами, а служит лишь спусковым механизмом. Причиной же являются мутьевые (суспензионные, турбидитные) потоки осадкового вещества, обладающего тиксотропными свойствами (при определенных условиях способного к разжижению) и скапливающегося в каньонах цунамигенных зон и участков. Это вещество при землетрясениях даже небольшой силы получает как бы толчок к быстрому разжижению и движению и создает предпосылки для возникновения очага цунами.

Интенсивность цунами — характеризуется его максимальной высотой и протяженностью берега, подвергшегося максимальному затоплению, а также скоростью приливно-отливных течений.

Условия, благоприятствующие возникновению цунами

  1. Очаг землетрясения располагается под дном моря, океана или в сравнительной близости от тех крупных блоков земной коры, которые соприкасаются с большими водными толщами.
  2. Над эпицентральной областью землетрясения находится слой воды значительной мощности.
  3. Глубина очага землетрясения невелика (10–60 км).
  4. Землетрясение должно быть большой силы (если оползень или обвал, то масса пород, участвующих в образовании цунами, должна иметь достаточно большой объем).

Таким образом, наиболее разрушительной силой обладают цунами с очагами в глубоководных зонах, и, разрушительная сила волн цунами зависит от интенсивности породивших их землетрясений, расстояний от места возникновения до берега, протяженности очага цунами и первоначальной высоты волны, а также от особенностей рельефа дна на пути распространения волны и конфигурации береговой линии.

Классификация цунами

Цунами классифицируют по магнитуде (магнитудная шкала для цунами предложена японскими учеными). Магнитуда цунами (m) определяется, по аналогии с магнитудой землетрясений, как логарифм амплитуды колебаний уровня воды (h), измеренных стандартным мареографом у береговой линии на расстоянии от 10 до 3 км от источника цунами.

m = 3,39 • lg h,

где h -максимальная высота волны в метрах.

Такие формулы дают весьма изменчивые и грубые оценки, т.к. на высоту морских волн сильно влияют особенности береговой линии. Когда волна цунами входит в какой-нибудь замкнутый водоем, уровень воды резко повышается.

При очень крутых уклонах дна и прямолинейных берегах, а также на участках с достаточно высокими берегами цунами вырастает несильно и не причиняет сколько-нибудь значительных разрушений. Особую опасность представляют собой суживающиеся, с уменьшающимися глубинами бухты и проливы, в которых происходит значительное увеличение высоты, а стало быть, и разрушительное действие волн. При этом, в случае низменного побережья волна захватывает большие участки суши, сметая все на своем пути. Крайнюю опасность представляют устья рек, по которым цунами может проникнуть в глубь территории на расстояние до нескольких километров. Уменьшается высота волн только в закрытых расширяющихся бухтах с узким входом.

В случае залива, отгороженного от моря, явления резонанса и интерференции могут осложнить характер флуктуаций уровня воды, когда приходят разные по счету волны цунами.


Магнитуда цунамиВысота волны, мПроявление
0~ 1 
12–4прибивает корабли к берегу
26–10разрушения, есть человеческие жертвы
310–20вдоль берега — до 200 км, большие человеческие жертвы
4>20до 500 км вдоль берега — выкат волн

Особенности распространения цунами

В океане, вдали от берегов, высота цунами невелика (до двух метров с периодом от пяти до 90 минут), длина достигает сотен километров, поэтому они очень пологи и почти неощутимы для судов, находящихся в открытом море. Скорость движения цунами в океане зависит от его глубины и может достигать 800 км/ч. Высота цунами по мере выхода на мелководье возрастает, достигая в отдельных случаях опасных размеров (более 20 м). Вблизи побережий цунами трансформируются, становятся круче и выше.

Высокие и относительно короткие с периодом меньше 30 минут цунами у пологих берегов приобретают неправильную форму. Цунами с большими периодами незначительно изменяют свою форму у побережья, постепенно затапливая берег и плавно отступая. Вблизи крутых берегов крупные цунами образуют взбросы на значительные высоты, а у пологих — опрокидываются, образуя накат.

В общем случае высоты цунами на побережье и особенности их движения вглубь берега зависят от размеров первоначального возмущения уровня моря, уклонов дна, конфигурации береговой линии рельефа местности.

Цунами наиболее опасны в суживающихся бухтах и проливах, а также в приустьевых участках рек, впадающих в море. Дальше всего цунами проникают по долинам рек. Примерами таких районов могут служить: Второй Курильский пролив, залив Тухарка на о. Парамушир, бухта Крабовая на о. Шикотан, устье реки Камчатки и т.п.



 
 

RSS-лента