Чрезвычайные ситуации природного характера. Цунами

Цунами
Выполнил ученик
ГОУ СОШ№448
9«А» класса
Олещенко Дмитрий.
Что такое цунами?
Цунами - длинные
волны, порождаемые
мощным
воздействием на всю
толщу воды в океане
или другом водоёме.
содержание
Причины возникновения цунами
• Подводные
землетрясения (около 85%
всех цунами) часть дна
опускается, а часть
поднимается.
• Оползни (7%).
• Вулканические
извержения (около 5%).
• Изменение атмосферного
давления(3%)
Траектории частиц воды ветровых
волн и волн цунами
Основные характеристики
цунами
• Скорость цунами - расстояние,
которое проходит цунами за
определенное время. скорость
(600-1000 км/час)
• Высота волны - расстояние по
вертикали между гребнем и
подошвой волны. (до 70 м)
• Длина волны - расстояние по
горизонтали между двумя
вершинами или подошвами
морских волн. (до 1000 км)
• Период волны – интервал
времени между приходом двух
последовательных волн. (от
минут до нескольких часов).
Скорость
.
Скорость распространения волны цунами
определяется глубиной океана H и ускорением
свободного падения g:
.
При приближении к берегу глубина океана уменьшается, и волна
замедляется. Кинетическая энергия частиц жидкости,
распределённая по вертикали, сосредотачивается во всё меньшем
столбе жидкости. Именно поэтому высота волны возрастает при
приближении к берегу. Высота волны цунами в открытом океане
обычно невелика – не более 1 м. Однако, приближаясь к берегу,
гребень волны становится выше и круче, и наконец на мелководье
происходит его обрушение и образуется бор.
Схема образования и распространения
волны цунами
Расчёт времен добегания волны Шикотанского
цунами 4 октября 1994 г. Изолинии нанесены в
часах. Эпицентр отмечен чёрным кружком
Затухание волн.
В открытом океане с ровным дном энергия волны затухает
как 1/r, где r – расстояние от источника. Соответственно
амплитуда (высота) волны уменьшается как . Такое
затухание иногда называют геометрическим
расхождением. Кроме эффекта геометрического
расхождения волна испытывает затухание за счёт
рассеяния на неоднородностях рельефа дна.
Отражение.
Отражение волны от крутого берега приводит к
удвоению её амплитуды на берегу. Если
амплитуда набегающей волны 5 м, то при
отражении на линии берега высота составит 10 м.
Коэффициент отражения от берега-стенки близок
к 1. Однако, если берег покатый, при выходе
волны на мелководье происходит обрушение
гребня. Оказывается, когда высота волны a
сравнима с глубиной воды H, разница между
скоростями движения «подошвы» волны и её
гребня становится существенной. Вершина волны,
скорость движения которой равна
,
догоняет подошву, движущуюся со скоростью
, что и вызывает обрушение
Преломление.
• В роли коэффициента преломления для
волн цунами выступает скорость
. Чем
меньше глубина воды, тем скорость
распространения меньше. Соответственно
«луч» цунами всегда загибается в сторону
мелководья.
Схема образования захваченных и
излучённых волн
Цунамиопасные зоны.
• Наиболее часто цунами возникают в зонах
высокой сейсмичности. К ним прежде всего
относятся так называемые зоны субдукции
или, иными словами, зоны сочленения
океанической и материковой тектонических
плит. На карте Тихого океана (рис. 8)
хорошо видно, что сильнейшие
землетрясения и цунами возникали в ХХ в.
по периметру океана в окрестности
континентального склона в океане
Оценка энергии цунами
•
Попробуем оценить энергию, которую несут волны цунами. Во время
землетрясения над очагом формируется начальное смещение
поверхности океана. Мы можем считать, что вся энергия цунами в
этот момент представлена в виде потенциальной энергии поднятия
столба жидкости над очагом. Обозначим среднюю высоту смещения
поверхности океана через a. Тогда потенциальная энергия выразится
формулой
, где – плотность воды, а S – площадь очага.
Размеры источника возьмём 100 . 1000 км . км – это типично для
мощных землетрясений. Для источника со средней высотой
смещения поверхности a = 0,5 м получается примерно 1021 эрг
(1014 Дж), что равняется энергии бомбы, взорванной в Хиросиме.
Однако, согласно расчётам канадского учёного Т.Мурти, энергия
цунами 26 декабря 2004 г. оказалась в 390 раз больше! Это означает,
что средняя высота начального возмущения уровня составила около
10 м.
Правила поведения при внезапном
подходе цунами:
• немедленно закройте все окна и двери на запор и
поднимитесь на верхний этаж; общее правило —
не выбегать из прочного здания;
• займите наиболее безопасное место в
помещении — вдали от окон у капитальной стены
со стороны прихода волны;
• если волна застает на улице,
то постарайтесь зацепиться за ствол
дерева или бетонную стену;
приготовьтесь к возвратному
движению волны.
Разрушительные последствия
Спасибо за внимание!!!