Из сказанного ранее следует, что ... условия (4.2.4), (4.2.5) (и даже ...

advertisement
Из
сказанного
ранее
следует, что математическая модель
распространения цунами содержит систему уравнений (4.2.3), граничные
условия (4.2.4), (4.2.5) (и даже их упрощенный вариант (4.2.6)), а также
начальные условия (4.2.7), (4.2.8). С хорошей степенью точности можно
считать жидкость покоящейся в начальный момент. Форма волны
описывается уравнением (4.2.11).
Скорость распространения длинной волны c  qh . Оценим ее порядок
для чилийского варианта цунами. Поскольку глубина Тихого океана в
районе Чили около 4 км, то
c  10  4000  200 м / с  720 км/ч.
Над неровным дном на меньших глубинах и над подводными
возвышениями скорость распространения волны уменьшается. По словам
очевидцев высота цунами вблизи берегов может достигать 30  40 м. Волна,
однако, остается длинной. Описание грандиозной картины движения
цунами дано в рассказе Н. Мартьянова "Не спи! Цунами нападает из – за
угла" («Знание -сила», 1965, №9):
«Я взглянул в сторону воды… Под низким светлым солнцем,
перерезая спокойную синеву, шла на берег высокая, темная и тоже какаято очень спокойная полоса. Вот на ней местами забился белый,
прозрачный от солнца венчик, перекатывающийся шум стал нарастать, и я
понял, что не успею добежать ни до склона, ни даже до мостков через нашу
речушку...
Похоже, что эту первую волну ослабила прибрежная гряда
камней..., дьявольски холодный ледяной вал не то захлестнул, не то
подтопил... Я толком ничего не успел сообразить, как отхлынувшая волна
медленно и как-то очень длинно вытащила меня в бухту...
Отнесло меня довольно далеко - метров на триста-четыреста. Вокруг
шумело и шум даже усиливался..., развернувшись, случайно взглянул в
сторону океана.
Это было так страшно, что я закрыл глаза. Потом посмотрел опять...
надо всей этой мелкой толчеей - надо мной, над шлюпкой, над бухтой нависал темный переливающийся, застывший и несущийся серо-зеленый
водяной кряж. Он валился на меня с нахлобученной белой, как льдина,
грядой наверху, и последнее, что я видел - его косой лоб, и по нему стекали
вниз какие-то легкомысленные струйки и разорванные кружева пены. Это
была вторая, главная волна.
Меня... подняло, завертело - и вдруг выбросило в какой-то чуждый
мир, чужую планету, где не было ни ветра, ни воды, ни земли, ни воздуха,
ни пены - только страшная белая непродыхаемая смесь...
Внезапно это кончилось. Гребень цунами ушел вперед, а я
соскользнул но тыльной стороне волны еще дальше в океан. Я кашлял и
отплевывался, но я дышал, я был жив! И не отрываясь смотрел на берег и
видел, как взлетали в воздух бревна и доски причалов, как в пене
швырнуло вперед разваливающиеся сараи рыбозавода, как далеко по
речушке побежал высокий поворотливый вал. А волна со спадающим
бурым гребнем шла дальше и дальше, вот уже сбиты крайние домики, и
мне показалось что грязная пена догнала последние черные пятнышки
убегавших людей...
... Волна остановилась и лениво повлекла с собой в бухту крыши,
щиты, бочки, шлюпки, доски".
Участника событий спасло, разумеется, мужество. Но если
случившееся объяснить по законам динамики длинных гравитационных
волн, то ему "повезло" он встретил основную (вторую) волну вдали от
берет, где глубина больше, а волна более пологая и низкая. Длинные
волны обладают огромным скрытым запасом энергии. Но тогда (см. разд.
4.2.5) уменьшение скорости и длины волны на мелководье приводит к
увеличению  , т.е. к увеличению высоты волны ("высокая и темная
полоса"). Верхние участки волны движутся с большей скоростью, чем
нижние, что приводит к ее опрокидыванию (валившийся "водяной кряж")
при набегании на берег.
4.3.3. Воздействие цунами. Хотя скорость цунами огромна, в
открытом океане она не опасна из-за ее пологости и очень большой длины.
При подходе к берегу глубина бассейна уменьшается, и на мелководье
происходит деформация волн, которая сопровождается концентрацией
энергии. В 1957 г, М.А.Лаврентьев высказал гипотезу, согласно которой
неровности дна типа подводных гребней могут Играть роль волновода.
Впоследствии эта гипотеза получила экспериментальное подтверждение и
при определенных ограничениях была доказана теоретически.
Возможное воздействие цунами оценим по формуле для U w из
разд. 4.2.5. Поскольку   103 кг/м, q  10 м/с²,  ~ h  1 м,   10 5 м, то
U w  5  10 8  y 2  y1 кг  м 2 / с 2  5  10 5  y 2  y1 т  м 2 / с 2 .
Разность  y2  y1  исчисляется километрами.
Мы видим, что цунами, проникая на берег, обладает громадной
разрушительной силой. Она может привести к большим человеческим
жертвам и огромным разрушениям. Так, например, в ночь с 4-го на 5-е
ноября 1952 г. волной, возникшей в результате землетрясения вблизи
берегов Камчатки, был полностью смыт город Северо - Курильск.
К счастью, столь разрушительные цунами - явление очень редкое,
происходящее один - два раза в столетие. Поэтому экономически
выгоднее отстраивать города заново, нежели переносить их вглубь
материка, удаляя от транспортных линий. Однако для спасения людей и
части материальных ценностей важно решить проблему прогноза цунами.
Download