Из таблицы видно, что на глубине волны цунами длинные и пологие, поэтому в море они не страшны.

Высота цунами и, следовательно, их воздействие на берег, помимо зависимости от скорости, зависят также от рельефа дна океана в прибрежной его части и от конфигурации  и рельефа побережья.

Достигнув континентального шельфа, волны цунами замедляют свое движение, а их высота возрастает. Подход цунами к берегу иногда сопровождается отливом, которому могут предшествовать короткопериодные колебания уровня воды малой амплитуды, называемые предвестниками. Этот отлив может длиться от нескольких минут до получаса. Чем дальше отступает океан от берегов после землетрясения, тем большей силы достигнут набегающие на сушу цунами. Однако надо помнить, что не все цунами начинаются с необычного отлива и что отход моря бывает иной раз незначительным и может остаться незамеченным. Полезно знать, что зимой признаком приближения цунами может служить появление трещин в береговом льду, необычный дрейф льдин (например, в безветренную погоду), взбросы воды у кромки льда.

Характер распространения цунами  вглубь побережья, естественно, определяется рельефом суши. Иногда волны распространяются вглубь на расстоянии до 1 км и чрезвычайно редко на расстояние до 2-3 км и более.

В том случае, если река протекает по долине, выходящей в открытую бухту или бухту, сужающуюся в сторону суши, при цунами вверх по этой долине пойдет большая волна, на реке образуется водяной вал, и поднявшаяся вода затопит долину.

На открытых берегах Тихого океана и песчаных мысах высота цунами колеблется в пределах до 10 м в прибрежной полосе и быстро падает по мере продвижения волны вглубь суши.

Наиболее сильное воздействие оказывают цунами на песчаные отмели и косы, расположенные невысоко над уровнем океана (отмели и песчаные косы, отходящие от скалистых склонно клиновидных бухт или лежащие в глубине таких бухт; песчаные косы, отделяющие открытый берег океана от лагун или речных проток, и т.п.). С таких берегов сооружения могут быть смыты цунами, а самые берега, сложенные рыхлыми наносами, нередко сползают и промываются новыми протоками.

В бухтах, с узкими входами в них («воротами»), цунами проявляются в виде сравнительного медленного и слабого подъема уровня воды.

На открытых побережьях Тихого океана, с ровной береговой линией и отлогими песчаными берегами, шириной более 500 м, а также на широких песчаных мысах цунами обычно слабы и не распространяются дальше 300-500м от берега.

На западном побережье Камчатки и Курильских островов цунами проявляются весьма слабо, так как возникающие при землетрясении в  Тихом океане волны быстро затухают при прохождении проливов между островами Курильской гряд. По этим же причинам слабо проявляются тихоокеанские цунами на побережье Охотского и Японских морей.   

 Цунами состоят из серии волн, которые достигают берега с периодом  от 5 до 90 мин. Самой высокой обычно бывает не первая волна, но большей частью она оказывается среди первых десяти. За главными волнами цунами следуют вторичные колебания (ондуляции), в основном связанные с резонансными эффектами в бухтах, удерживающих энергию главных волн. Наступление цунами иногда сопровождается свечением воды и дна, производимым планктоном. Свечение бывает иногда настолько сильным, что напоминает вспышку прожектора.

Энергетическое воздействие цунами на берег, то есть интенсивность цунами оценивается по шестибалльной шкале:

- 1 балл - очень слабое цунами. Волна отмечается (регистрируется) только мареографами.
- 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.

Цунами прошлого

Само явление цунами старо, как Океан. Рассказы очевидцев о страшных волнах, передававшихся из уст в уста, со временем становились легендами, а примерно 2000-2500 лет назад появились и письменные свидетельства. Первое цунами, о котором мы знаем из истории, уничтожило город Амнисос на Крите около 1400 года до нашей эры. Считается, что гибель этой минойской цивилизации отразилась в легенде о гибели Атлантиды.

Цунами известны народам, заселяющим побережье Атлантического океана достаточно давно. Записи о цунами в Центральной и Южной Америке, найденные археологами, относятся к временам открытия и завоевания побережий испанцами, т.е. XVI и XVII века. Самым значительным стихийным бедствием, относящимся к тому времени, является землетрясение в Лиссабоне 1755 г., которое вызвало 15-метровую волну. Волна цунами уничтожила лиссабонский порт и вызвала значительные разрушения в юго-западной Испании, Марокко и на Карибских островах. По некоторым оценкам, в результате этого землетрясения и после волны цунами погибли около 20000 человек. Имеющаяся информация об исторических цунами показывает, что тенденция возникновения последних ближе к XVIII – XIX векам значительно усилилась, и цунами интенсивностью два балла происходили в среднем один раз за семь лет. За весь же период истории, цунами интенсивностью 2-3 балла возникали раз в 20 лет. Всего за период с 1498 по 1997 года произошло 109 цунами, из которых волны цунами интенсивностью более одного балла возникали 31 раз, т.е. в среднем один раз в 15 лет. Таким образом, с точки зрения возникновения цунами бассейн Карибского моря является одним из самых опасных мест во всей Атлантике. Прогноз возникновения цунами этого региона является крайне необходимым не только в связи с высокой сейсмической активностью данного региона, но и с вероятной возможностью извержения вулканов, которые также могут вызвать волны цунами.

Основные места возникновения цунами - это Тихий океан, на периферию которого приходится более 80% цунами. Знаменитое "огненное" кольцо Тихого океана характеризуется не только большим количеством действующих вулканов, но и частыми сильными землетрясениями, горным рельефом и цепочкой глубоководных желобов. В этих местах, называемых активными континентальными окраинами, происходит погружение тяжелых, холодных океанических плит под более легкие и высоко расположенные континентальные. Процессы взаимодействия между плитами и приводят к землетрясениям, извержениям вулканов и возникновению цунами в океане.

Рис.4. Сейсмичность тихого океана.

 Каждая точка на карте — эпицентр землетрясения в период с 1977 года. Цветом указана глубина очага в километрах. (Источник: #"1.files/image005.jpg">

Рис.5. карта распространения цунами.

Карта мира, на которой отображено распространение энергии сейсмических морских волн (цунами) из очага землетрясения близ о.Суматра в декабре 2004 г., рассчитанное по модели MOST. Цветом показаны наибольшие амплитуды волн цунами в открытом море в течение 44 ч. Белые линии - времена прихода волн цунами в часах после первого толчка. Кружками разной величины показаны амплитуды волн, измеренные мареографами вблизи побережий в некоторых избранных точках (обозначения см. на врезке в левом нижнем углу карты). На врезке вверху - модель геометрии очага и расчетные высоты волн в Бенгальском заливе. Распределение подвижек по четырем участкам разлома (с севера на юг: 21, 13, 17 и 2 м) дает наилучшую аппроксимацию данных спутниковой альтиметрии и хорошо соответствует расчетам параметров очага по результатам сейсмических и геодезических наблюдений.

 (Источник:www.vivovoco.rsl.ru)

Больше времени, почти два часа, понадобилось цунами, чтобы ударить по Шри-Ланке (бывший остров Цейлон), восточному побережью Индии, Бангладеш и Мальдивским островам. На Мальдивах высота волны не превышала двух метров, но сами острова поднимаются над поверхностью океана не больше, чем на метр-полтора, поэтому две трети территории Мале - столицы островного государства - оказались под водой. Однако в целом Мальдивские острова пострадали не слишком сильно, поскольку окружены постройками коралловых рифов, которые приняли на себя удары волн и погасили их энергию, обеспечив тем самым пассивную защиту от цунами. Через шесть часов волна дошла до восточного побережья Африки. Наибольшее число жертв и разрушений цунами вызвало в Индонезии и на Шри-Ланке. По оценкам, общее количество погибших составляет более 300 тысяч человек.

Высота цунами в открытом океане составила 0,8 м, в прибрежной зоне — 15 м, а в зоне заплеска — 30 м. Скорость волны в открытом океане достигла 720 км/ч, а по мере торможения в прибрежной зоне снизилась до 36 км/ч.

По данным сейсмических станций, землетрясение, вызвавшее цунами в Индийском океане, вернее, его первый толчок имел магнитуду 8,6-8,9 или даже 9,1 по шкале Рихтера, то есть близко к максимально возможной. Мощность равнялась 2x1025эрг, что соответствует мощности десятка водородных бомб по 10 мегатонн и на четыре порядка превышает мощность трагически знаменитого Спитакского землетрясения в Армении 7 декабря 1988 года. Появились сведения, что оно способствовало резкому смещению оси вращения Земли на 3 см, а земные сутки уменьшились на 3 микросекунды. Второй толчок, эпицентр которого находился несколько севернее первого, имел магнитуду 7,3 и вызвал образование второй волны цунами. После первых, самых сильных толчков 26 декабря землетрясения в этом регионе происходили практически ежедневно в течение нескольких недель с довольно высокой магнитудой порядка 5-6. Такие землетрясения, следующие за главным сейсмическим ударом, называются афтершоками. Они свидетельствуют о рассасывании напряжений, об их релаксации.

Рис.6. Отступание моря

Слева-1 января 2004 года, справа-26 декабря 2004 года. Видно отступание моря, что свидетельствует о приближении цунами. Источник  www.digitalglobe.com

Геолого-геофизические исследования зон субдукции показывают, что нависающая плита (представляющая собой обычно островную дугу или активную континентальную окраину) имеет сегментированное строение за счёт поперечных (перпендикулярных к берегу) разломов. Они рассекают её на ряд блоков-клавиш протяжённостью до 100 км. Типичное сильное подводное землетрясение имеет очаг именно такого масштаба и связано со срывом только одного блока с поверхности контакта плит. Но иногда, например, при косом пододвигании плиты под островную дугу, сорвавшийся под действием предельных напряжений отдельный блок задевает соседние блоки и срывает их раньше времени. В результате по принципу домино развивается каскад аналогичных срывов вдоль кромки нависающей плиты — происходит „составное“ землетрясение с гигантским очагом протяженностью до 1000 км. Именно по этой причине процесс вспарывания поверхности между литосферными плитами 26 декабря 2004 года длился 8 (!) минут (обычно продолжительность подобных процессов очень коротка и не превышает минуты).

Вертикальный сдвиг пластов земной коры в эпицентре землетрясения на протяжении более 1000 км был равен 8–10 м. После окончания подвижки на всём пространстве очага сейсмические станции России зафиксировали 40 афтершоков (более мелких землетрясений). Аналогичные службы США насчитали их 85, а служба слежения за ядерными испытаниями, расположенная в Вене, — 678 (!).

Волны цунами после землетрясения в районе Суматры распространились не только по Индийскому океану, но и Тихому, достигли побережья Курильских островов, в частности, было зарегистрировано в Северо-Курильске (остров Парамушир). Максимальная высота волны составила 29 см. Период цунами составил 40-50 минут. Волна достигла побережья Курильских островов через 41 час 17 минут после землетрясения.

Физико-математическая основа

Магнитуда цунами по сравнению с другими параметрами

МАГНИТУДА  (от лат. magnitudo - величина), условная величина, характеризующая общую энергию упругих колебаний, вызванных землетрясениями или взрывами; пропорциональна логарифму энергии землетрясений; позволяет сравнивать источники колебаний по их энергии

Иида, следуя более ранней работе Имамуры, определил магнитуду m цунами для Японии, как:

m=log2ηmax (1)

  где ηmax – максимальная высота в метрах, измеренная на побережье на расстоянии 10-300 км от места зарождения цунами. Географическое распределение эпицентров цунамигенных землетрясений (классифицированных по магнитуде цунами m) показывает, что большинство из них находится в Тихом океане около Японии (но не в Японском море).Иида изучил около100 цунамигенных землетрясений с 1700 по 1960 г.

Соловьев отмечал некорректность использования термина «магнитуда цунами». Он писал: «Если к описанию цунами применяется сейсмологическая терминология, то градации шкалы Имамура-Иида являются мерой интенсивности, а не магнитуды. Это является следствием того, что величина магнитуды должна давать динамическую характеристику процесса в источнике, а интенсивность должна характеризовать его в некотором ближайшем к источнику пункте наблюдения

Другим важным моментом, отмеченным Соловьевым, является различие между средним η и максимальным ηmax затоплением при цунами. Это различие необходимо, так как, хотя энергия цунами определяется по средней высоте подъема, в старых описаниях, прежде всего, указывается максимальная высота цунами. Разница между средней и максимальной высотой может быть в основном обусловлена топографией.

Рис.7. Соотношение между η и ηmax

Цунами:

1-Санрику,1993г.;

2-Тонанкандо, 1944г.;

3-Нанкаидо, 1946г.;

4-Токати-Оки,1952г.;

5-Камчатка, 1952г.;

6-Босо, 1953г.;

7-Итуруп, 1958г.;

8-Чили, 1960г.;

9-Уруп, 1963г.;

10-Аляска, 1964г.;

11-Ниигата, 1964г.

Источник:

Т.С.Мурти «сейсмические морские волны цунами»

Соловьев определил интенсивность цунами i, как

i =log (√2 η) (2)

По сравнению с выражением (1) выражение (2) имеет три отличия. Во-первых, вместо величины m вводится параметр i; во-вторых, максимальная высота ηmax заменяется на среднюю η, в-третьих, вводится множитель √2, учитывающий среднюю разность между максимальной и средней высотой цунами различной интенсивности.

Предсказание цунами

Предсказания будут зависеть от того, как будет предсказано землетрясение. Землетрясения в настоящее время трудно предсказывать, и, таким образом, задача прогноза цунами в прямом смысле сложна.

В настоящее время под прогнозом цунами подразумевают, расчет времени, необходимого для подхода волны от эпицентра, свершившегося где-то в океане землетрясения до заданного пункта побережья.

Но и такой прогноз осложняется тем, что не при всех землетрясениях в океане возникают цунами. Поэтому первоначальной задачей, после того уже как землетрясение зарегистрировано  и определен его эпицентр, является проверка, относится ли данное землетрясение к тем, которые формируют цунами. Пока это делается на основании эмпирических данных, которые просто устанавливают наиболее опасные районы океана, где землетрясения чаще всего вызывают цунами. Так, например, у берегов Японии землетрясения, сопровождаемые цунами, появляются чаще тогда, когда их эпицентры расположены к востоку от Сангарского пролива и к югу от острова Сикоку. Но такого рода заключения не всегда надежны, и поэтому обычно надежным подтверждением цунами является регистрация сформировавшейся волны.

Предсказание цунами основываются на регистрации происходящих в океане процессов во время землетрясения тремя способами: сейсмические наблюдения на ряде станций, наблюдения над уровнем с помощью мареографов и акустические наблюдения.

Заблаговременность предупреждения, необходимая при всяком прогнозе, в данном случае обеспечивается тем, что скорость распространения сейсмических волн в земной коре измеряется несколькими километрами в секунду, и, таким образом, сведения о землетрясении, происшедшем где-то на дне океана, поступают в течение считанных минут.

Служба прогноза цунами базируется на системе сейсмических станций и сети мареографных пунктов, расположенных на островах и многих пунктах побережья. Эти пункты регистрируют сформировавшуюся цунами.

Наличие удаленных от побережья океана островов дает возможность предупредить население берегов океана о приближающейся неотвратимой опасности. Немедленно по получении сведений о волне цунами, измеренной мареографами, дается предупреждение и устанавливается время подхода волны к различным пунктам побережья океана.

На больших расстояниях от цунамигенных районов, какими являются Гавайские острова и тихоокеанское побережье США, предупреждение о цунами осуществляется станциями, оборудованными сейсмографами с видимой записью и механической регистрацией, предназначенными для обнаружения удаленных землетрясений.

Японская служба предупреждения цунами также опирается преимущественно на сейсмические наблюдения.

Наиболее опасными для Японии являются цунами, возникающие вблизи тихоокеанского побережья. В этих районах действует до 60 сейсмических станций, объединенных в оперативные группы числом до 9 с центрами в метеорологических обсерваториях. Обсерватории связаны со станциями прямой кабельной связью. Обсерватории объявляют состояние тревоги каждая по своему району.

Для наших дальневосточных районов, подверженных воздействиям цунами, - Камчатки и Курильских островов – наиболее опасными являются цунами, возникающие в районах Курило-Камчатской впадины. Эта впадина удалена от побережья на относительно небольшое расстояние. Волна цунами добегает здесь до берега всего за 20-30 мин после начала землетрясения. Для регистрации эпицентра землетрясения используется специальная установка – УБОЭЦ (установка быстрого определения эпицентра), размещенная в Петропавловске-на-Камчатке, Ключах и Южно-Сахалинске.

Установка состоит из двух комплектов приборов. Один из них показывает направление на эпицентр – азимут, другой – расстояние и силу землетрясения.

На сегодняшнем этапе развития человечества лишь малое число стран в мире способно в достаточной степени приблизиться к чисто практическим задачам предсказания и смягчения последствий катастроф, потому что дело это требует грандиозных интеллектуальных и материальных затрат. И только образование способно в прямом смысле обогнать катастрофу.

Дело в том, что с 2000 г. огромный ледник, расположенный в Бернском нагорье, под воздействием необычайно высоких летних температур сократился почти на километр, значительно подняв уровень и без того самого большого в Альпах ледникового озера. Швейцарский эксперт Мартин Функ считает, что сейчас его объем колеблется о 4 до 6 млн куб. м, и повышение способно привести к тому, что ледник всей своей колоссальной массой обрушится в озеро. Вызванная этим гигантская волна может достичь размеров и разрушительной силы настоящего цунами.

   Миллион кубических метров льда представляет собой колоссальную опасность. Инженеры предлагают два выхода из ситуации: понижение уровня озера путем откачивания воды или строительство мощной защитной стены на пути возможного цунами. И, разумеется, создание системы предупреждения населения. Последнее само по себе представляется не столь эффективным, потому что времени между началом катастрофического процесса и наступлением разрушительных последствий может просто не хватить для принятия необходимых мер безопасности.

По  статистике, катастрофы огромного масштаба происходят достаточно редко - приблизительно раз в 10 тысяч лет, - но все-таки происходят. Показанный учеными сценарий, связан с Канарскими островами, имеет последствия катастрофы несравненных масштабов. Дело в том, что на острове Ла-Пальма почти весь западный склон горного хребта Кумбре Вьєха нестабильный и в результате очередного извержения может упасть в море. Такие извержения уже происходили на этом острове. Однако, западный склон постоянно рушится. По словам Саймона  Дея, если эта гигантская масса горной породы длиной приблизительно 20 км за несколько секунд, попадет в море, она спровоцирует цунами. Эта неимоверная сила толчка, который создала масса весом  в триллионы тонн, спровоцирует мегацунами. И оно по своим масштабам будет необычайно большим, чем все те, которые человечеству приходилось уже пережить. Ученые даже изготовили уменьшенную копию вулкана и посчитали силу толчка, а также силу возникшей волны. Эти эксперименты и компьютерные расчеты показали, что начальная высота такой волны может достичь от 650 метров до километра - это в два-три раза выше Эйфелевой башни.

Ученые утверждают, что падение склона рано или поздно будет. Проблема в том, что никто не может, рассчитать, когда именно это будет, и поэтому готовиться к этому надо уже сейчас. Волна, которая появится, будет приблизительно 650 м в высоту. Со скоростью 720 км в час, она двинется в направление  США. Только  за 8 часов она достигнет побережья материка и, если не будет сделан план эвакуации, времени не хватит, чтобы спастись. Ученые говорят, что это очень приблизительные расчеты. Но есть вероятность, что силы этого мегацунами будут достаточными, чтобы пересечь все океаны и достигнуть отдаленных континентов. Нам остается только вопрос, когда нам ждать разрушения острова.

Заключение

Вероятность повторения землетрясения, по силе равного Суматранскому, намного выше, чем считалось до сих пор. Более того, как признали ученые, они пока не в состоянии точно предсказать, где случится следующая мегакатастрофа.

Риски мегаземлетрясений, подобных катастрофическому Суматранскому (2004 год), сильно занижены, а способности ученых предсказывать такие землетрясения преувеличены.

До катастрофы считалось, что механизм землетрясений в зоне субдукции достаточно прост.

Однако, как говорят сейсмологи, с 1980 годов карта опасных районов была сильно уточнена. В первую очередь, это связано с появлением системы GPS.

С практической точки зрения, считают специалисты, теперь придется переосмыслить и заново переоценить риски землетрясений. Некоторые места повысят свой сейсмический рейтинг, некоторые – понизят. Так, например, район тихоокеанского побережья Америки, где сходятся Южно-Американская плита и плита Наска, как выяснилось, может считаться менее опасным, потому что плиты сходятся с меньшей скоростью, чем предполагалось до сих пор.

 С другой стороны, в некоторых зонах субдукции могут произойти сильнейшие землетрясения, не связанные собственно с процессом субдукции. Кроме того, помимо подминания одной плиты другой отмечаются и поперечные движения, которые также труднопредсказуемы. Пока мегаземлетрясения по-прежнему остаются сюрпризами

Список использованных источников:

1.     Т.С.Мурти  «Сейсмические морские волны цунами»,1981г.;

2.     А.Е.Святловский «Цунами (морские волны при землетрясениях)», 1955г.;

3.     Академия наук СССР «Распространение и набегание на берег волн цунами»,1981г.;

4.     Н.И.Егоров «Физическая океанография», 1974г.;

5.     Донат Наумов «Мир океана», 1983г.;

6.     Л.Лобковский «В мире науки» №5,май 2005

7.     www.vivovoco.rsl.ru

8.     www.digitalglobe.com

9.     www.ua.opensourse.com.ua

10. www.sciam.ru

11. доктор геолого-минералогических наук Н.Короновский www.nauka.relis.ru

12. www.fio.ru

13. http://soulhunterweb.narod.ru

14.  www.inno.ru

15. www.epochtimes.com.ua