работа. Задача работы представить современные знания о цунами и других катастрофах в океане научным сотрудникам и специалистам в области геофизики, океанографии, сейсмологии, гидроакустики, геологии, геоморфологии, строительства и береговой инженерии
 Скачать 2.24 Mb.
|
|
Содержание Введение…………………………………………………………………………3 1. Причины и последствия. …………………………………………………….4 1.1 Явление цунами и моретрясения, причины возникновения………..4 1.2 Распределение зон цунами……………………………………………8 1.3 Последствия от цунами…………………………………………..……9 2. Механизмы образования………………………………………………..…….13 3. Системы предупреждения……………………………………………………18 3.1 Международная служба предупреждения цунами……………….…18 3.2 Система предупреждения цунами в Российской Федерации………21 3.3 Прогноз цунами……………………………………………………….22 4 Примеры проявления цунами…………………………………………………24 4.1 Исторические цунами……………………………………………..….24 4.2 Появление цунами на территории Российской Федерации……..…25 Заключение………………………………………………………………………28 Список использованной литературы………………………………………….29 Введение Цунами (или “волна в гавани” в переводе с японского) вплоть до конца ХХ века считалось чрезвычайно редким, экзотическим природным явлением, возникающим в океане и неожиданно обрушивающимся на берега в виде гигантской волны. День 26 декабря 2004 года для населения всей планеты стал трагической датой, когда волны цунами унесли из жизни за один день более 300 тысяч человеческих жизней, оплакиваемых во многих странах. Целью данной работе является изучение физики цунами, и выполнение системного изложения современных представлений: — о механизмах генерации цунами, — об особенностях распространения цунами в открытом океане и накате волн на берег, — о методах регистрации цунами и функционировании системы предупреждения о цунами, — о механизмах других катастрофических процессов в океане, связанных с сейсмической активностью планеты. Задача работы — представить современные знания о цунами и других катастрофах в океане научным сотрудникам и специалистам в области геофизики, океанографии, сейсмологии, гидроакустики, геологии, геоморфологии, строительства и береговой инженерии. 1. Причины и последствия 1.1 Явление цунами и моретрясения, причины возникновения Слово «цунами» в русском языке сравнительно молодое. Его начали использовать во второй половине прошлого века. Служба предупреждения цунами России использует такое определение цунами: «Цунами – длиннопериодные волны, возникающие в океанах и морях, в основном вследствие подводных землетрясений, а также как результат извержений подводных или островных вулканов или оползней больших масс земных пород». Ветра, дующие над океанами, рождают волны лишь в его верхних слоях. Во время сильных штормов волны могут подниматься на высоту 30 метров и более, но даже они не затрагивают внутренние воды океана и остаются лишь на поверхности. Скорость движения волн, вызванных обычными ветрами, достигает порядка 20 км/час, что неизмеримо меньше скорости волны цунами (может достигать 1000 км/час). Обычные волны представляют собой колебательное движение верхнего слоя водной массы водоема. Чаще всего волны вызываются трением ветра о водную поверхность, изменением атмосферного давления, приливно-отливными процессами, движениями судов. Ветровые волны образуются на всех водных поверхностях: морях, озерах, водохранилищах, реках и даже ручьях. При этом поверхностные частицы воды стремятся в направлении ветра, а нижние – в обратном направлении – идет движение по круговой орбите с крайне малым общим смещением водной массы, хотя форма волны все время меняется, производя впечатление бегущей. Наветренный склон волны пологий, а подветренный – крутой. Расстояние от гребня до подошвы волны по вертикали – ее высота – в морях достигает 15 м. При затихании ветра волнение переходит в зыбь, при безветрии называемую мертвой. Тогда расстояние между гребнями соседних волн, называемое длиной волны, увеличивается. Наибольшая длина волны достигает 250 м, а иногда и 500 м. При первых порывах ветра на водной поверхности возникают мелкие волны – рябь. У берегов волны, разрушаясь, образуют прибой, сила которого достигает 30–38 т на м2 ,что производит абразию берегов. Сильные волны способны поднять обломки скал весом до 10 т [1,3,5].  Рисунок 1 - Спектр гравитационных поверхностных волн в океане Высота ветровых волн обычно не более 4 м, реже – 6–7 м. В морях она ниже, чем в открытом океане. Наибольшая измеренная высота волны – 20 м. Основные характеристики ветровых волн и волн цунами приведены в таблице 1. Таблица 1 - Основные характеристики ветровых волн и волн цунами
Но бывалые моряки уверяют, что видели волны выше 30 м. Это высота десятиэтажного дома. Средняя длина штормовых волн около 100 м. Вода в волнах опускается и поднимается, почти не перемешиваясь в горизонтальном направлении. Это движение воды по вертикали, т.е. колебательное. 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. Приливы и отливы так же, как и цунами, достигают морского дна и могут породить сильные потоки и течения. Океанские приливы проявляют себя как вертикальные смещения уровня моря, связанные с периодическими горизонтальными перемещениями водных масс, называемыми «приливными течениями». Приливы вызываются действующими на воду силами тяготения Луны и Солнца. Точнее, причина приливов заключается в неоднородности лунного и солнечного полей тяготения на протяжении земного шара. В отличие от приливов и отливов, природа возникновения цунами не связана с силой лунного и солнечного притяжения. Во время прохождения глубоких циклонов, при резких изменениях атмосферного давления, возникают так называемые сейшевые колебания уровня моря, которые также относятся к длиннопериодным волнам [4,8]. Сейши являются стоячими волнами большого периода (от нескольких минут до десятков часов), возникающими в более или менее замкнутых водоёмах (морях, озёрах, заливах и пр.). Они являются результатом интерференции волн, возникших под действием внешней силы (резкого изменения атмосферного давления, ветра, сейсмических явлений и др.) и волн, отражённых от берегов бассейна. В зависимости от причин возникновения различают цунами вызванные: - подводными или прибрежными землетрясениями - подводными и островными извержениями вулканов - оползнями на морском дне - др. редко встречающиеся причины - Подводное землетрясение (около 85 % всех цунами). При землетрясении под водой образуется вертикальная подвижка дна: часть дна опускается, а часть приподнимается. Поверхность воды приходит в колебательное движение по вертикали, стремясь вернуться к исходному уровню, — среднему уровню моря, — и порождает серию волн. - Оползни (около 7 % всех цунами). Цунами такого типа возникают чаще, чем это оценивали в ХХ веке. Зачастую землетрясение вызывает оползень и он же генерирует волну. 9 июля 1958 года в результате землетрясения на Аляске в бухте Литуйя возник оползень. Масса льда и земных пород обрушилась с высоты 1100 м. Образовалась волна, достигшая на противоположном берегу бухты высоты более 500 м. - Вулканические извержения (около 4,99 % всех цунами). Крупные подводные извержения обладают таким же эффектом, что и землетрясения. При сильных вулканических взрывах образуются не только волны от взрыва, но вода также заполняет полости от извергнутого материала или даже кальдеру (котлообразная впадина с крутыми склонами и ровным дном) в результате чего возникает длинная волна. - 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. 1.2 Распределение зон цунами Распределение зон цунами связано, как правило, с областями сильных землетрясений. Оно подчинено четкой географической закономерности, определяемой связью сейсмических районов с областями недавних и современных процессов горообразования. Большинство землетрясений приурочено к тем поясам Земли, в пределах которых продолжается формирование горных систем, в особенности молодых, относящихся к современной геологической эпохе. Наиболее часты 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. По данным ученых, из общего количества цунами 80% происходит в Тихом океане, 10% – в Индийском, 5-10% – в Средиземном море. Самое большое количество цунами возникает на периферии Тихого океана, в зоне так называемого «огненного кольца», которое отличается самой высокой на планете сейсмической активностью. Сахалин, Япония, Курильские острова, Камчатка, Аляска — районы, известные как наиболее опасные.  Рис. 2. Распределение поясов сейсмичности на земном шаре Экспертная база данных по наблюдениям цунами в Тихом океане является наиболее полным на сегодняшний день информационным ресурсом по проблеме цунами, содержащим сведения о почти 1500 цунамигенных событиях, происшедших в Тихоокеанском регионе за весь период исторических наблюдений (с 47 года до н.э. по 2000 год). 1.3 Последствия от цунами Параметры, характеризующие волны цунами и их воздействие на побережье: высота, длина и период волны, время подхода волны к пунктам побережья, величина заплесков, зоны затопления, длительность воздействия, скорость наката, величина осушки прибрежной полосы моря и другие. Поражающие факторы цунами отражены в таблице 2. Разрушения, вызываемые цунами, происходят в основном из-за удара волн, в результате затопления, размыва фундаментов зданий, мостов и дорог. Разрушения увеличиваются из-за плавающих обломков, лодок, машин, которые с силой ударяют в здания. Сильные течения, которые иногда наблюдаются во время цунами, вызывают дополнительные разрушения из-за того, что обрывают боны, срывают с якорей лодки и баржи. Таблица 2 - Поражающие факторы цунами
Дополнительные разрушения могут произвести пожары из-за разлива нефтепродуктов в результате цунами; могут также иметь место загрязнения в результате нарушений системы канализации и смыва химических веществ. В 2001 году Д.Пападопулосом и Ф.Имамурой была представлена новая 12-балльная шкала измерения интенсивности цунами, которая была предложена для того, чтобы соответствовать 12-балльной шкале интенсивности землетрясений. Предложенная шкала учитывает эффект воздействия цунами на людей, сооружения, суда, прибрежную линию. I. Цунами не ощущается. II. Очень слабое ощущение. a) чувствуется немногими людьми на малых бортовых судах. b) отсутствие эффекта воздействия; c) отсутствие повреждений (ущерба). III. Слабое ощущение. a) чувствуется большинством людей на малых бортовых судах. b) отсутствие эффекта воздействия; c) отсутствие повреждений (ущерба). IV. Наблюдается в значительной степени. a) чувствуется людьми на всех малых бортовых судах и немногими людьми на больших бортовых судах. Наблюдается большинством людей с побережья; b) ощущается воздействие на небольшие суда; c) отсутствие повреждений (ущерба). V. Сильное воздействие (высота волны до 1 метра). a) ощущается всеми большими бортовыми судами и наблюдается всеми с побережья. Некоторые люди напуганы и поднимаются выше; b) значительные движения судов, некоторые суда сталкиваются или опрокидываются. Выбросы песка на побережье. Ограниченное наводнение побережья; c) частичное наводнение прибрежных структур. VI. Слабые разрушения (высота волны до 2 метров). a) много людей напугано и поднимаются на возвышенные места побережья; b) интенсивное перемещение малых судов, выброс на берег, столкновение, опрокидывание; c) повреждение затопленных деревянных сооружений на побережье. Большинство каменных зданий успешно противостоит волнам цунами. VII. Повреждения (высота волны до 4 м). a) большинство людей испугано и поднимаются на возвышенные места побережья; b) множество малых судов повреждено. Часть больших судов интенсивно перемещаются, опрокидываются и дрейфуют. На побережье вынос слоя песка и гальки. Некоторые посадки сельскохозяйственных культур смыты; c) множество поврежденных деревянных сооружений, часть из них уничтожены или смыты. Повреждение первой степени и затопление каменных зданий. VIII. Тяжелые разрушения (высота волны более 4 м). a) все люди убежали на возвышенные места, часть из них смыты волной; b) большинство малых судов повреждено, многие смыты. Часть больших судов вынесено на берег, часть разрушено. Интенсивная эрозия и загрязнение береговой линии. Обширное наводнение. Небольшое повреждение в лесозащитных полосах от цунами. Много смытых сельскохозяйственных культур; c) большинство деревянных сооружений смыто или уничтожено. Повреждения второй степени в зданиях каменной кладки. IX. Разрушительные последствия (волна до 8 м). a) множество людей смыто в море; b) большинство малых судов разрушено или смыто. Много больших судов выброшено на берег, часть из них разрушено. Обширная эрозия и замусоривание береговой полосы. Местное понижение береговой линии. Частичное разрушение защитных лесов. c) повреждения третьей степени во многих зданиях каменной кладки, некоторые железобетонные здания получают повреждения 2-й степени. X. Очень разрушительные последствия (волна выше 8 м) a) общая паника. Большинство людей на побережье смыто в море; b) большинство больших судов выброшено на берег, многие разрушены или сталкиваются с береговыми сооружениями. Нефтяные разливы, пожары. Обширное понижение береговой линии; c) повреждения четвертой степени во многих зданиях каменной кладки, некоторые здания из железобетона получают разрушения 3-й степени. Разрушение набережных, повреждение волнорезов порта. XI. Опустошительные разрушения (волна 16 м). b) разрушены жизненно важные коммуникации. Массовые пожары. Массовый смыв в море автомобилей и других объектов. c) разрушения 5-й степени во многих зданиях каменной кладки. Некоторые здания из железобетона получают повреждения 4-й степени, большинство получают повреждения 3-й степени. XII. катастрофические разрушения (волна 32 м). c) уничтожены здания каменной кладки. Большинство зданий из железобетона получают повреждения по меньшей мере 3-й степени; 2. Механизмы образования Абсолютное большинство волн цунами вызываются подводными землетрясениями. При землетрясении под водой образуется вертикальная трещина (разлом) 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. При внезапном изменении поверхности океанического дна огромная масса воды над ней также претерпевает изменения. Происходящее на дне волнение передается через все слои воды к поверхностным водам, так что масса воды высотой иногда в 5000 – 6000 метров превращается в единую гигантскую волну, которая может охватить собой огромное пространство. Но далеко не каждое подводное землетрясение сопровождается цунами. Цунамигенным (т.е. порождающим катастрофическую волну) может быть лишь землетрясение с неглубоко расположенным очагом. При этом сила подземного толчка должна быть такой, чтобы произвести сброс участков морского дна. Считается, что если очаг землетрясения лежит неглубоко под дном океана (в пределах 10-60 км), а само землетрясение обладает большой силой (магнитуда более 7,8), то возникновение цунами почти совершенно неизбежно. Если же магнитуда меньше 6, то вероятность цунами близка к нулю [6,11].  Рис. 3. Механизмы возбуждения волн цунами Магнитуда землетрясения – величина, характеризующая энергию, выделившуюся при землетрясении в виде сейсмических волн. Первоначальная шкала магнитуды была предложена Рихтером в 1935 году. Механизм возникновения цунами с точки зрения современной геологической концепции развития Земли связан с тектоникой литосферных плит [10,12]. Литосферная плита представляет собой крупный (несколько тыс. км в поперечнике) блок земной коры, включающий не только континентальную, но и сопряженную с ней океаническую кору и ограниченный со всех сторон сейсмически и тектонически активными зонами разломов. Ее толщина под океанами – от нескольких километров до 80-90 км, а под континентами – от 100 до 350 км. Под литосферой прослеживается астеносфера – размягченная оболочка толщиной в несколько сот километров. Именно астеносфера служит той пластичной подстилкой, которая позволяет жестким литосферным плитам передвигаться и скользить в горизонтальных направлениях относительно более глубоких недр Земли. Вместе с литосферными плитами передвигаются (дрейфуют) находящиеся на них континенты, направление и скорость этих движений можно измерить методами космической геодезии. На Земле выделяют семь наиболее крупных литосферных плит: Тихоокеанскую, Евразийскую, Индо-Австралийскую, Антарктическую, Африканскую, Североамериканскую и Южноамериканскую, и столько же плит средних размеров: плиты Наска и Кокос на востоке Тихого океана, Филиппинскую, Аравийскую, Сомалийскую, Карибскую и плиту Скотия, расположенную между Южной Америкой и Антарктидой. Иногда в пределах крупных континентальных плит выделяют как самостоятельные средние плиты, например, Амурскую, Южно-Китайскую, Индонезийскую и множество мелких: Панонскую, Анатолийскую, Таримскую и др. (рис. 3). Там, где две соседние плиты расходятся и открывающееся пространство заполняется за счет подъема расплавленного глубинного вещества, происходят образование и разрастание океанической литосферы, ее спрединг. На других границах, где две литосферные плиты сходятся, одна из них (тяжелая океаническая плита) пододвигается под другую и наклонно уходит на глубину в размягченное вещество астеносферы, – происходит ее субдукция. На рис. 4 изображен механизм образования цунами в результате подводного землетрясения. 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.  Рис. 4. Механизм образования волны цунами В зависимости от направления перемещения водных масс (то есть от того, поднимается или опускается дно) образуются два вида волн цунами. Когда дно поднимается, формируется волна так называемого положительного знака. Образуется одиночная волна специфической формы, полностью располагающаяся над первоначальным уровнем моря и, главное, убегающая от места возникновения с постоянным ускорением. В том случае, когда дно океана проваливается, образовавшаяся пустота неминуемо должна заполниться водой. Поэтому формируется волна цунами отрицательного знака. Такая волна в виде впадины распространяется также с ускорением. Она по форме обратная волне положительного знака. После возникновения цунами, как и все другие виды волн, начинают перемещаться с места своего образования с ускорением. Сформировавшийся волновой профиль продолжает «растекаться» также с ускорением. Необходимо уточнить, что вода остаётся на месте, а разбегается импульс возмущения в виде волны (рис. 5).  Рис. 5. Картина распространения волны цунами По мере уменьшения глубины океана скорость движения и размеры волны соответственно уменьшаются. При приближении к берегу с дальнейшим уменьшением глубины любые волны, в том числе и цунами, двигаются всё с меньшей скоростью, а высота их при этом возрастает. Другим источником цунами могут служить вулканические извержения. Причиной возникновения цунами может быть оползень. Оползни и обвалы на морском дне известны с древности. Особенной частотой подводные оползни отличались в последнюю ледниковую эпоху, 25-15 тыс. лет назад, когда зеркало Мирового океана еще стояло на низком уровне. Вызванные оползнем турбулентные потоки, несущие огромную массу мутьевых осадочных пород, перемещаясь по континентальному склону, отлагали на абиссальной равнине многометровые слои турбидитов. 3. Системы предупреждения 3.1 Международная служба предупреждения цунами Служба предупреждения о цунами в настоящее время организована на принципах международного сотрудничества, что особенно важно для своевременного объявления тревоги в связи с опасностью удаленных цунами (телецунами). В 1965 году была создана Межправительственная координационная группа системы предупреждения о цунами в Tихом океане (МКГ) Межправительственной океанографической Комиссии (МОК) ЮНЕСКО, которая состоит из государств-членов, представляющих все части Тихоокеанского региона. На МКГ была возложена задача осуществлять и совершенствовать деятельность по смягчению последствий цунами в Тихоокеанском регионе во всех ее аспектах, включая оценку угрозы, распространение предупреждений, обеспечение готовности и проведение научных исследований — на основе системы международного сотрудничества и координации действий. Одновременно с созданием МКГ МОК приняла предложение США о расширении центра предупреждения о цунами этой страны на Гавайских островах с целью его превращения в оперативную штаб-квартиру Тихоокеанского центра предупреждения о цунами (ТЦПЦ). Она также приняла предложение других государств-членов о включении их действующих служб и коммуникационных систем в ТЦПЦ. Кроме того, в целях поддержки МОК учредила Международный центр информации о цунами (МЦИЦ), который также размещен в Гонолулу, на Гавайских островах. Полномочия МЦИЦ: мониторинг системы предупреждения о цунами и выработка рекомендаций о ее совершенствовании; информирование государств – членов, а также государств, не являющихся членами, о мероприятиях в рамках системы предупреждения о цунами, МЦИЦ и МКГ; содействие созданию национальных систем предупреждения о цунами в Тихоокеанском регионе; сбор и распространение информации о цунами, а также оказание поддержки исследованиям в области цунами и практическому применению их результатов; содействие обеспечению доступа ко всей имеющейся документации о цунами; содействие разработке и применению процедур для проведения обследований после цунами. Региональные центры цунами, которыми управляют США, Франция и Япония, обеспечивают региональные предупреждения побережью Аляске и западному побережью Канады, Французской Полинезии и северо-западной части Tихого океана. В Японии имеется своя служба цунами, входящая в состав Японской метеорологической ассоциации. Все цунами-станции используют современные средства связи и обмениваются регулярной и экстренной информацией. Международная система оповещения о цунами в Тихом океане охватывает 26 государств-членов: Австралия, Канада, Чили, Китай, Колумбия, Коста-Рика, Сальвадор, Эквадор, США, Российская Федерация, Фиджи, Франция, Гватемала, о-ва Кука, Индонезия, Япония, Мексика, Новая Зеландия, Никарагуа, Перу, Филиппины, Корейская Республика, Корейская Народно-Демократическая Республика, Самоа, Сингапур и Таиланд. Административно страны-участницы объединены в рамках Международной океанографической комиссии как члены Международной координационной группы по системе предупреждения о цунами в Тихоокеанском регионе. Наиболее сложные государственные системы предупреждения о цунами в настоящее время созданы во Франции, Японии, России и США.  Рис. 6. Принцип работы Тихоокеанского центра предупреждения о цунами.  Рисунок 7 - Пример регистрации цунами придонными датчиками давления 3.2 Система предупреждения цунами в Российской Федерации Система предупреждения о цунами (СПЦ) в России была создана в 1958 году после катастрофического цунами 4 ноября 1952 года и охватывает ее Дальневосточный регион. СПЦ является организационно-технической системой и базируется на существующей структуре Федеральной службы России по гидрометеорологии и мониторингу окружающей среды (Росгидромет), Геофизической службы Российской академии наук, МЧС России, Мининформсвязи России, администрации субъектов РФ Дальневосточного региона. СПЦ призвана обеспечить предупреждение населения и местных органов исполнительной власти, органов управления МЧС России, организаций и учреждений об угрозе цунами в целях обеспечения безопасности населения и хозяйственной деятельности в прибрежных районах и уменьшения возможного ущерба от цунами [7,9]. Под угрозой находятся территории 14 городов и нескольких десятков населенных пунктов, – говорится в «Атласе». Повторяемость цунами силой в четыре балла случается раз в 50–100 лет, а менее слабые – в 10 раз чаще.  Рис. 8. Состав и размещение сейсмологической сети СПЦ ДВ России Центры СПЦ расположены в г. Южно-Сахалинск, Петропавловск-Камчатский и Владивосток. Центры СПЦ оснащены аппаратно-программными комплексами (АПК) на базе персональных компьютеров, которые реализуют следующие основные задачи в интерактивном режиме: - выбор схемы оповещения (регламента действий) в зависимости от положения эпицентра землетрясения; - расчет времени подхода волны цунами до цунами-защищаемых пунктов по схеме оповещения; - анализ ситуации и принятие решений об угрозе цунами и отмене состояния угрозы цунами; - формирование и доведение по каналам связи сигналов и сообщений по схемам оповещения в соответствии с регламентом, в том числе по международному обмену; - прием и визуализация данных от системы Handar. 3.3 Прогноз цунами При прогнозе цунами сейсмического происхождения обычно используются: • статистические прогнозы на основе собранного эмпирического материала о современных и древних событиях (палеоцунами); • прогноз возбуждения волны в источнике цунами на основе обработки динамических характеристик сейсмограмм; • прогноз возникновения источника цунами в океане на основе регистрации гидроакустической волны от землетрясения; • прогноз возникновения источника цунами в океане на основе обработки спутниковой информации о процессах в эпицентральной зоне (акустическая кавитация, турбулизация поверхности, волновые структуры); • прогноз прихода волны цунами на основе обработки записей автономных систем вынесенных в океан гидрофизических буйковых и донных регистраторов и станций наблюдения. Понятно, что прогноз цунами от удаленных источников имеет значительно больше шансов на успех, чем прогноз местных или локальных цунами. Например, цунами, возникшее у берегов Аляски, придет к берегам Камчатки только через несколько часов, и прогноз этого события для жителей побережья Камчатки может быть вполне достоверным. Существуют три категории сейсмического прогноза. К первой относится долгосрочный прогноз, с временным шагом порядка 100 лет. Он базируется на исследовании наиболее активных зон субдукции. Второй вид прогноза – среднесрочный, с шагом в несколько лет. В его основе лежат процессы, непосредственно связанные с подготовкой очага, а именно: трансформация напряжений, финальная стадия накопления энергии в сейсмогенном блоке и так называемые форшоки (предварительные толчки). Среднесрочный прогноз должен основываться на тщательном анализе всех процессов. Он очень важен потому, что даже 10 лет – достаточно короткий срок с учетом объемов и масштабов превентивных мер безопасности. Теоретически существует третий вид прогноза – краткосрочный, о котором мечтает все человечество. Им занимаются с древнейших времен, исследуя поведение животных накануне землетрясения: собак, кошек, мышей, змей и т.д. Основная трудность краткосрочного прогноза сильного землетрясения заключается в том, что когда сейсмогенный блок накопил критический уровень упругой энергии, то практически любое очень малое возмущение среды может сыграть роль триггера или спускового крючка, вызывающего срыв блока, сопровождаемый землетрясением. 4 Примеры проявления цунами 4.1 Исторические цунами За последние 4 тысячи лет в мире отмечено более 2 тысяч 300 цунами. В таблице 3 отражены только известные и наиболее разрушительные по своему характеру цунами [2]. Таблица 3 - Разрушительные цунами в истории человечества
4.2 Появление цунами на территории Российской Федерации Максимальное количество проявлений цунами отмечено на территории Дальнего Востока России, который протянулся в меридиональном направлении на 4500 км от мыса Дежнева до Владивостока. К территории Дальнего Востока относится и Курило-Камчатская островная дуга, вдоль которой располагаются глубоководный желоб, пояса действующих вулканов и землетрясений протяженностью 1900 км. Сейсмичность здесь – одна из самых высоких на Земле и немного уступает лишь Северо-Восточной Японии. В этом регионе сейсмологи насчитывают до 300 ощутимых землетрясений в год. Тихоокеанское побережье России находится в одной из самых «горячих» зон «огненного кольца». Здесь сходятся Тихоокеанская плита с Евро-Азиатской и Северо-Американской плитами. Здесь самая высокая плотность распределения действующих вулканов на Земле: на каждые 20 километров побережья – один вулкан. На тихоокеанском побережье Камчатки и Курильских островов проявляются наиболее сильные цунами на территории России. Менее сильные цунами отмечаются в Охотском, Японском и Беринговом морях. Катастрофических цунами (с высотой волны порядка 30 м) на нынешнем тихоокеанском побережье России за последние 10 тыс. лет было не менее пятидесяти. К такому выводу пришли специалисты сахалинского Института морской геологии и геофизики, в течение десяти последних лет занимающиеся поиском следов древних цунами.  Рис. 9. Литосферные плиты Тихоокеанского региона России Потенциально разрушительным считается цунами с высотой подъема воды более 2 метров. После 1952 г. было зарегистрировано порядка 60 цунами, в том числе 15 потенциально разрушительных. Эпицентры землетрясений и вероятные места возникновения цунами образуют две системы: главную, тянущуюся вдоль восточного побережья Камчатки и Курил, и второстепенную, расположенную в северной части Японского моря и в Татарском проливе. В главной зоне очаги цунамигенных землетрясений распределяются неравномерно, преимущественно в северном и южном концах, причем с неглубоким залеганием очагов землетрясений. Дальневосточное побережье России подвержено воздействию разрушительных цунами как от близких очагов (что наиболее опасно), так и от очагов дальних (трансокеанских) цунами — телецунами. Заключение Прежде чем принимать меры защиты от такого явления, как цунами, необходимо знать: что это за явление, его причины, особенности. И чем доступнее эти знания будут для большинства людей, чем больше люди будут знать об этом, тем меньше будет жертв и больше эффективность принимаемых мер. По данным ЮНЕСКО, Дальневосточный регион входит в число первых пяти регионов мира, где происходит наибольшее количество природных катастроф из всех известных на Земле, в том числе катастрофические цунами. Они проявлялись в этом районе весьма часто и интенсивно на протяжении многих столетий и в наше время. Это связано с тем, что Камчатка, Сахалин и Курильские острова располагаются на границе самых гигантских морфоструктур Земли – Евроазиатского континента и Тихого океана, в зоне сочленения которых происходят активные современные тектономагматические процессы. Динамика недр проявляется здесь прежде всего в извержениях действующих вулканов, а также высокой сейсмичности, выражающейся в частых и нередко исключительно мощных землетрясениях, в том числе подводных. Динамика недр отражается и в современных движениях литосферы, тепловых и геофизических полях. При этом расположение региона в непосредственной близости от крупнейшего океана планеты естественно обуславливает подверженность их сильнейшим на Земле цунами – гигантских сейсмических морских волн в океане, достигающих при выходе на побережье высоты 20–40 м и более. Энергия и разрушительная сила такой гигантской массы воды, несущейся со скоростью современного реактивного лайнера, гигантские и приводят к чрезвычайно разрушительным последствиям. Тем более что это нашло свое подтверждение в происшедшей на наших глазах декабрьской катастрофе 2004 года в Индийском океане. Список использованной литературы 1. Атлас природных и техногенных опасностей и рисков чрезвычайных ситуаций в Российской Федерации. М., ИПЦ. «Дизайн. Информация. Картография», 2005, 270 с. 2. Атлас максимальных заплесков волн цунами для Курило-Камчатского побережья. 1978 г. 3. Болт Б. и др. Геологические стихии: землетрясения и цунами, из-вержения вулканов, лавины, оползни, наводнения. М.: Мир, 1978. 440 с. 4. Босов В. Забытая трагедия. «Вести: ежедневные камчатские новости», 19.01. 2005. 5. Гейст Э., Титов В., Синолакис К. Цунами: волна перемен. / «В мире науки», №5, 2006. 6. Геодинамика и вулканизм Курило-Камчатской островодужной системы. ИВГиГ ДВО РАН, Петропавловск-Камчатский, 2001 г., 428 с. 7. Гидрометеорология и гидрохимия морей, том IX, Охотское море // Гидрометеоиздат, 1998. 8. Гир Дж, Шах Х. Зыбкая твердь: Что такое землетрясение и как к нему подготовиться: Пер. с англ. – М.: Мир, 1988, – 220 с. 9. Го Ч.Н, Кайстренко В.М., Симонов К.В. Предварительные данные о цунами-опасности побережья Японского моря // Нестационарные длинноволновые процессы на шельфе Курильских островов. – Владивосток: ДВНЦ АН СССР, 1984. – С.138-141. 10. Действие ядерного оружия. Пер. с англ. – М., 1963. 11. Доценко С.Ф. Цунами в Черном море // Изв. РАН. Физика атмосферы и океана. 1995. Т. 30. С. 483 – 489. 12. Доценко С.Ф., Кузин И.П., Левин Б.В., Соловьева О.Н. Общая характеристика цунами в Каспийском море // Морской гидрофизический журнал. 2000. №3. С. 20-31. 13. Доценко С.Ф., Кузин И.П., Левин Б.В., Соловьева О.Н. Цунами в Каспийском море: сейсмические источники и особенности распространения //Океанология. 2000. Т. 40. № 4. С. 509 – 518. 14. Жарков В. Н. Внутреннее строение Земли и планет. – М., 1983. 15. Зайченко М.Ю., Куликов Е.А., Левин Б.В., Медведев П.П. «О возможности регистрации цунами в открытом океане по данным спутникового альтиметра». // Океанология – 2005. – Т. 45, № 2. с. 209 – 216. 16. Короновский Н.В. Общая геология. М.: МГУ, 2006. С. 477-480. 17. Короновский Н.В., Ясаманов Н.А. Геология, 5-е изд. М.: Академия, 2008. 445 с. 18. Святловский А.Е., Силкин Б.И. Цунами не будет неожиданным. Л.: Гидрометеоиздат, 1973. 125 с. 19. Шепард Ф.П. Морская геология. Л.: Недра, 1976. С.82 -88. |