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.
В глубине недр Земли постоянно происходят определенные процессы, причем в равной степени они затрагивают как области суши, так и часть коры под дном всемирного океана.
Тектонические плиты смещаются, пласты сталкиваются, вызывая колебания, подземные вулканы извергаются. Подводные землетрясения и не остаются незамеченными: эти явления вызывают огромные волны, нередко докатывающиеся до материков. Эти волны называют цунами
– в переводе с японского языка термин означает «гигантская волна, пришедшая в гавань»
.
Толща воды, приходящая в движение в результате колебаний морского дна, вдали от суши практически безобидна. Но чем ближе к берегу продвигается волна, тем большую мощь она обретает, и тем выше становится ее гребень. Нижние слои воды, проходя по дну и встречая сопротивление, еще более наращивают энергию верхних слоев.
Цунами может двигаться со скоростью до 800 километров в час, при этом высота волны нередко составляет и десять, и двадцать, и даже тридцать метров. Эта масса воды, обрушиваясь на берег, уничтожает все на своем пути, забрасывая обломки на много километров вглубь материка. Опасность цунами заключается еще и в том, что это – не одиночная волна: всего волн может насчитываться до десятка, причем самыми опасными являются третья и четвертая.
Но цунами может выглядеть и не как волны, а как серия быстро сменяющих друг друга сильных отливов и приливов, что несет в себе не меньшую опасность.
Причины возникновения цунами
До 7% всех цунами обусловлены оползнями, когда огромные глыбы земли, горных пород или льда обрушиваются в воду. В 1958-м году на Аляске такой оползень привел к образованию волны высотой 524 метра.
Опасны также подводные оползни в речных дельтах. Оползневые цунами регулярно случаются в Индонезии и приводят к появлению двадцатиметровых цунами. Еще 5% случаев приходится на извержения подводных вулканов. Может привести к появлению цунами и деятельность человека – например, испытания глубинного оружия.
До 85% всех случаев, когда были зафиксированы цунами, связаны с . Дно океана при этом смещается по вертикали, и поверхность воды приходит в движение, стремясь вернуться к прежнему уровню. Цунами рождают в основном землетрясения с очагами, расположенными близко к поверхности.
При землетрясениях от места вертикального сдвига расходятся поверхностные волны, называемые местными цунами. Высота таких волн может достигать тридцати метров. Одновременно от эпицентра расходятся и подводные волны, которые проходят по всей толще воды, от дна до поверхности, и двигаются со скоростью от 600 до 800 километров в час.
При уменьшении глубины океана энергия такой волны концентрируется все ближе к поверхности, в итоге такие удаленные цунами обрушиваются на берег. Удаленная цунами может за сутки пересечь из конца в конец Тихий океан, дойдя от берегов Чили до островов Японии.
Причем заметить такую волну в океане практически невозможно – при длине в 200-300 километров она имеет высоту до метра. В этом и заключается основное коварство цунами.
Как понять, что приближается цунами?
Землетрясение в любом случае может стать предвестником цунами для прибрежных регионов. Иногда перед приходом большой волны у берега наблюдается резкий отлив и обнажение широкой полосы морского дна, что может продолжаться от нескольких минут до получаса.
Животные проявляют перед приходом цунами повышенное беспокойство, стараясь забраться на возвышенные места.
Что делать, если вы оказались в зоне цунами?
Самые опасные с этой точки зрения участки – побережье, гавани, заливы с высотой не более 15-30 метров над уровнем моря. Если вы находитесь в таком районе и предполагаете, что скоро на берег придет цунами, держите документы, минимальный запас продуктов и вещей собранным на случай экстренной эвакуации.
Заранее стоит присмотреть возвышенности, высокие здания, куда можно было бы подняться, чтобы избежать опасности. Стоит помнить, что сравнительно безопасным может считаться расстояние в два-три километра от берега. Поскольку ни количество, ни частоту волн спрогнозировать невозможно, к побережью лучше не приближаться на протяжении двух-трех часов после последней пришедшей волны.
Знание этих простых правил могло бы спасти множество жизней во время цунами в Юго-Восточной Азии в 2004-м году. Тогда десятки людей бродили по отмели после резкого отлива, собирая раковины и рыбу. Еще сотни после первой волны цунами вернулись на берег, чтобы проверить, целы ли их дома, и не подозревая, что за первой волной придут следующие.
Самые страшные цунами нашего века
В 2004-м году беда пришла в Юго-Восточную Азию. В конце декабря в Индийском океане произошло землетрясение магнитудой более 9 баллов. Цунами прошла по Индонезии, Шри-Ланке, Таиланду и берегам Африки. Погибло более 235 тысяч человек. Ситуация усугубилась тем, что в это время года тысячи туристов приезжают в азиатские страны, чтобы встретить Новый год на теплом море. Цунами уничтожила массу курортных регионов в нескольких странах.
В марте 2011 года в Японии произошло мощнейшее землетрясение, вызвавшее сорокаметровую цунами. Стихия принесла гибель без малого 16-ти тысяч человек, еще семь с лишним тысяч до сих пор считают пропавшими без вести. Цунами и землетрясение разрушили атомную электростанцию «Фукусима-1», и последствия этой аварии люди устраняют до сих пор.
Цунами во все века являлись кошмаром жителей островов. Эти многометровые волны с огромной разрушительной силой сметали все на своем пути, оставляя позади только голую землю и мусор. Статистика чудовищных волн ведется учеными с девятнадцатого века, за этот период зафиксировано более ста цунами различной мощности. А вы знаете, каковы были самые большие цунами в мире?
Цунами: что это такое?
Неудивительно, что впервые термин "цунами" ввели японцы. Они страдали от гигантских волн чаще всех, ведь Тихий океан рождает самое большое количество разрушительных волн, чем все остальные моря и океаны вместе взятые. Это связано с особенностями рельефа океанического дна и высокой сейсмичностью региона. В японском языке слово "цунами" состоит из двух иероглифов, означающих залив и волну. Таким образом, раскрывается сам смысл явления - волна в заливе, сметающая все живое на побережье.
Когда было зафиксировано первое цунами?
Конечно, от цунами страдали всегда. Простые островные жители придумывали волнам-убийцам свои названия и считали, что боги морей наказывают людей, насылая на них разрушительные волны.
Впервые официально цунами было зафиксировано и объяснено в конце шестнадцатого века. Это сделал монах иезуитской церкви Хосе де Акоста, он находился на территории Перу, когда на берег обрушилась волна высотой около двадцати пяти метров. Она смела все поселения вокруг за несколько секунд и продвинулась вглубь континента на десять километров.
Цунами: причины и последствия
Чаще всего причиной цунами являются землетрясения и подводные извержения вулканов. Чем ближе эпицентр землетрясения к побережью, тем сильнее будет волна-убийца. Самые большие цунами в мире, которые были зафиксированы человечеством, могли развивать скорость передвижения до ста шестидесяти километров в час и превышать в высоту триста метров. Подобные волны не оставляют шанса выжить никому из живых существ, оказавшихся на их пути.
Если рассматривать природу этого явления, то вкратце ее можно объяснить как одновременное вытеснение большого количества водных масс. Извержения или землетрясения поднимают океаническое дно иногда на несколько метров, что вызывает колебания воды и образует несколько волн, расходящихся от эпицентра в разные стороны. Изначально они не представляют чего-то ужасного и смертельно опасного, но по мере приближения к берегу скорость и высота волны увеличивается, и она превращается в цунами.
В некоторых случаях цунами образуются в результате гигантских оползней. За двадцатый век по такой причине возникло около семи процентов всех исполинских волн.
Последствия разрушений, которые оставили после себя самые большие цунами в мире, ужасны: тысячи человеческих жертв и сотни километров земли, заполненной мусором и тиной. Помимо этого, в районе бедствия высока вероятность распространения инфекционных заболеваний из-за нехватки питьевой воды и гниения тел погибших, поиск которых не всегда представляется возможным организовать в кратчайшие сроки.
Цунами: можно ли спастись?
К сожалению, мировая система оповещения о возможном приближении цунами до сих пор несовершенна. В лучшем случае люди узнают об опасности за несколько минут до удара волны, поэтому необходимо знать признаки надвигающейся беды и правила выживания во время катаклизма.
Если вы находитесь на морском или океаническом побережье, то внимательно следите за сводками землетрясений. Произошедшее где-то рядом сотрясение земной коры магнитудой около семи баллов по шкале Рихтера может служить предупреждением о возможном ударе цунами. Выдает приближение волны-убийцы внезапный отлив - океанское дно быстро обнажается на несколько километров. Это явный признак цунами. Причем чем дальше уйдет вода, тем сильнее и разрушительнее будет пришедшая волна. Часто такие природные катастрофы предчувствуют животные: за несколько часов до катаклизма они скулят, прячутся, стараются уйти вглубь острова или материка.
Чтобы выжить во время цунами, необходимо как можно скорее покинуть опасный район. Не берите с собой много вещей, достаточно будет питьевой воды, еды и документов. Постарайтесь максимально удалиться от побережья или подняться на крышу многоэтажного дома. Безопасными считаются все этажи после девятого.
Если волна все же вас настигает, то отыщите предмет, за который вы сможете держаться. По статистике, больше всего людей погибает, когда волна начинает возвращаться обратно в океан и уносит за собой все попавшиеся предметы. Имейте в виду, что цунами практически никогда не заканчивается одной волной. Чаще всего за первой последует серия из двух, а то и трех новых.
Итак, когда же были самые большие цунами в мире? И сколько разрушений они принесли?
Эта катастрофа не подходит ни под какое из ранее описанных происшествий на морском побережье. На сегодняшний момент мегацунами в заливе Литуйя стало самым гигантским и разрушительным в мире. До сих пор о возможности повторения подобного кошмара спорят именитые светила в области океанологии и сейсмологии.
Залив Литуйя расположен на Аляске и вдается вглубь суши на одиннадцать километров, его максимальная ширина не превышает трех километров. В залив спускаются два ледника, которые и стали невольными создателями огромной волны. Причиной цунами 1958 года на Аляске послужило землетрясение, случившееся девятого июля. Мощность толчков превысила восемь баллов, что вызвало сход огромного оползня в воды залива. Ученые подсчитали, что за несколько секунд в воду обрушилось тридцать миллионов кубических метров льда и камней. Параллельно оползню на тридцать метров опустилось подледное озеро, из которого в залив рванули освободившиеся водные массы.
Огромная волна ринулась на побережье и несколько раз обогнула залив. Высота волны цунами достигла пятисот метров, разбушевавшаяся стихия полностью снесла деревья на скалах вместе с грунтом. В настоящий момент эта волна является самой высокой в истории человечества. Удивительным фактом является то, что в результате мощного цунами погибло всего лишь пять человек. Дело в том, что в заливе нет жилых поселков, в момент прихода волны в Литуйя было только три рыбацких баркаса. Один из них вместе с командой сразу же затонул, а другой волна подняла на предельную высоту и вынесла в океан.
Индоокеанская лавина 2004 года
Цунами в Тайланде 2004 года потрясло всех людей на планете. В результате разрушительной волны погибло более двухсот тысяч человек. Причиной катастрофы стало землетрясение в районе Суматры 26 декабря 2004 года. Толчки длились не более десяти минут и превысили девять баллов по шкале Рихтера.
Тридцатиметровая волна с огромной скоростью пронеслась по всему Индийскому океану и обогнула его, остановившись около Перу. От цунами пострадали практически все островные государства, включая Индию, Индонезию, Шри-Ланку и Сомали.
Уничтожив несколько сотен тысяч человек, цунами в Тайланде 2004 года оставило за собой разрушенные дома, отели и несколько тысяч местных жителей, погибших в результате инфекций и некачественной питьевой воды. В настоящий момент это цунами считается самым крупным в двадцать первом веке.
Северо-Курильск: цунами в СССР
В список "Самые большие цунами в мире" необходимо включить волну, обрушившуюся в середине прошлого века на Курилы. Вызвало двадцатиметровую волну землетрясение в Тихом океане. Эпицентр толчков магнитудой семь баллов находился в ста тридцати километрах от побережья.
Первая волна пришла в город приблизительно через час, но большинство местных жителей находились в укрытии на возвышенностях вдали от города. Никто не предупредил их, что цунами представляет собой серию волн, поэтому все горожане вернулись в свои дома после первой. Спустя несколько часов на Северо-Курильск обрушились вторая и третья волны. Их высота достигала восемнадцати метров, они практически полностью уничтожили город. В результате катаклизма погибло более двух тысяч человек.
Волна-убийца в Чили
Во второй половине прошлого века жители Чили столкнулись с ужасающим цунами, в результате которого погибло более трех тысяч человек. Причиной возникновения гигантских волн стало мощнейшее в истории человечества землетрясение, его магнитуда превышала девять с половиной баллов.
Волна высотой двадцать пять метров накрыла Чили через пятнадцать минут после первых толчков. За сутки она преодолела несколько тысяч километров, разрушив побережье Гавайев и Японии.
Несмотря на то что человечество уже довольно давно "знакомо" с цунами, это природное явление до сих пор относится к малоизученным. Ученые так и не научились предсказывать появление волн-убийц, поэтому, скорее всего, в дальнейшем список их жертв пополнится новыми смертями.
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.
На страницах нашего сайта мы уже рассказывали об одном из опаснейших природных явлений - о землетрясениях: .
Эти колебания земной коры нередко порождают цунами, которые беспощадно разрушают постройки, дороги, причалы, приводя к гибели людей и животных.
Рассмотрим подробнее, что такое цунами, каковы причины их возникновения и вызываемые ими последствия.
Что такое цунами
Цунами - это высокие, длинные волны, порождаемые мощным воздействием на всю толщу океанской или морской воды. Сам термин «цунами» японского происхождения. Дословный его перевод звучит так - «большая волна в гавани» и это не зря, поскольку во всей своей мощи они проявляются именно на побережье.
Порождаются цунами при резком вертикальном смещении литосферных плит, составляющих земную кору. Эти гигантские вибрации приводят в колебание всю толщу воды, создавая на её поверхности ряд чередующихся гребней и впадин. Причём в открытом океане эти волны достаточно безобидны. Их высота не превышает и одного метра, поскольку основная масса колеблющейся воды простирается под её поверхностью. Расстояние между гребнями (длина волны) достигает сотен километров. Скорость их распространения зависящая от глубины, колеблется в пределах от нескольких сот километров до 1000 км/час.
Приближаясь к берегу, скорость и длина волны начинает уменьшаться. Из-за торможения на мелководье каждая последующая волна нагоняет предыдущую, передавая ей свою энергию и увеличивая амплитуду .
Иногда их высота достигает 40–50 метров. Такая огромная масса воды, обрушившись на берег, за считанные секунды полностью опустошает прибрежную зону. Протяженность района разрушений вглубь территории в отдельных случаях может достичь 10 км!
Причины цунами
Связь между цунами и землетрясениями очевидна. Но всегда ли колебания земной коры порождают цунами? Нет, цунами порождаются лишь подводными землетрясениями с неглубоко расположенным очагом и магнитудой более 7. На их долю приходится около 85% всех волн цунами.
Среди других причин можно назвать:
- Оползни. Нередко прослеживается целая цепочка природных катаклизмов – сдвиг литосферных плит приводит к землетрясению, оно порождает оползень, генерирующий цунами. Именно такая картина прослеживается в Индонезии, где оползневые цунами происходят достаточно часто.
- Вулканические извержения вызывают до 5% всех цунами. При этом гигантские массы земли и камня, взметнувшиеся в небо, затем погружаются в воду. Огромная масса воды смещается. В образовавшуюся воронку устремляются океанские воды. Это дислокация порождает волну цунами. Примером катастрофы совершенно ужасающих масштабов является цунами от вулкана Каратау в 1883 году (также в Индонезии). Тогда 30 метровые волны привели к гибели на соседних островах около 300 городов и селений, а также 500 морских судов.
- Несмотря на наличие у нашей планеты атмосферы, защищающей её от метеоритов, наиболее крупные «гости» из вселенной преодолевают её толщу. При приближении к Земле их скорость может достигать десятки километров в секунду. Если такой метеорит имеет достаточно большую массу и упадёт в океан, он неизбежно вызовет цунами.
- Технический прогресс принёс в нашу жизнь не только комфорт, но и стал источником дополнительной опасности. Проводимые подземные испытания ядерного оружия, это еще одна причина появления волн цунами. Сознавая это, державы, обладающие таким оружием, заключили договор, запрещающий его испытание в атмосфере, космосе и в воде.
Кто и как изучает это явление
Разрушающее действие цунами и его последствия столь огромны, что перед человечеством стала проблема найти эффективную защиту от этого бедствия.
Чудовищные массы воды, накатывающиеся на берег нельзя остановить никакими искусственными защитными сооружениями. Самой эффективной защитой в такой ситуации может быть только своевременная эвакуация людей из опасной зоны. Для этого необходим достаточно долгосрочный прогноз предстоящего бедствия. Этим занимаются сейсмологи в содружестве с учёными других специальностей (физиками, математиками и т. д.). Методы исследования включают:
- данные сейсмографов, регистрирующих подземные толчки;
- информацию, поставляемую датчиками, выносимыми в открытый океан;
- дистанционное измерение цунами из открытого космоса с помощью специальных спутников;
- разработку моделей возникновения и распространения цунами при различных условиях.