У этих волн много названий, в каждом языке – свое. В русском языке за ними закрепилось название «волны-убийцы». Они непредсказуемы, появляются словно из ниоткуда и смертельно опасны.
Огромные, они вздымаются над поверхностью океана, захлестывают, а иногда и топят суда, обрекая моряков на смерть. Все происходит мгновенно, как правило, не оставляя времени на спасительный маневр.
До недавнего времени волны-убийцы считались мифом, в который не верили даже многие опытные моряки.
Многие из свидетелей становились жертвами огромной волны, а те очевидцы, которым посчастливилось выжить, не могли представить никаких доказательств.
Но 1 января 1995 года волна-убийца была впервые зафиксирована приборами, и из разряда легенды это явление перешло в категорию объектов научного исследования.
Разобраться в том, что на сегодняшний день известно о волнах-убийцах, как они возникают и где с ними можно столкнуться, Радио Свобода помогал руководитель Лаборатории нелинейных волновых процессов Института океанологии им. Ширшова Сергей Бадулин.
«Холм высотой с корабль»
Одно из первых дошедших до нас описаний волны-убийцы сделал Христофор Колумб в своем знаменитом «Письме католическим королям Изабелле и Фердинанду», в котором он описывал свою третью экспедицию.
Целью письма было продемонстрировать свои заслуги перед короной, поскольку у великого мореплавателя, открывшего новый континент, оказалось слишком много недоброжелателей и надо было прилагать особые усилия, чтобы избежать королевской немилости.
В письме Колумб описывал, сколько земель он открыл и присоединил к Испании, есть ли в этих землях золото, а в морях жемчуг, какие племена он встретил, были ли они опасны или, наоборот, дружелюбны.
Но наряду с этим он счел нужным описать встречу с одной-единственной огромной волной – настолько велико было его потрясение от увиденного. Случилось это возле острова Тринидад. Вот это описание:
«Я встал на якорь у Песчаного мыса, вне этого пролива, и увидел, что вода течет в нем с востока на запад с такой же скоростью, как и в Гвадалкивире во время половодья, и так днем и ночью, ввиду чего я решил, что невозможно из-за течения возвратиться этим проливом назад, ни пройти им вперед из-за мелей. Поздно ночью, находясь на борту корабля, я услыхал ужасный рокот, доносившийся с юга. Продолжая наблюдать, я увидел, как с запада на восток море поднимается наподобие холма высотой с корабль и все более и более приближается ко мне.
Поверху же по направлению к кораблю с шумом и рокотом шла волна с такой же буйной стремительностью и яростью, с какой шли в проливе другие течения, и я был весь охвачен страхом, опасаясь, как бы она не опрокинула корабль, когда обрушится на него. Но она прошла мимо и достигла входа в пролив, где долго сохранялось сильное волнение».
Судно экспедиции Колумба пересекает Атлантику. Ньюэл Вайет, 1927
В свою третью экспедицию Колумб отправился в путешествие на шести судах. Высота самой большой мачты была около 27 метров, что позволяет судить и о высоте встреченной волны. Описание, которое дал Колумб, типично для волн-убийц: невесть откуда взявшаяся гигантская волна при относительно спокойном море.
Впоследствии и другие мореплаватели порой упоминали огромные волны, которые значительно превышали уровень волнения окружающего моря. Однако к таким рассказам относились как к морским легендам.
Например, когда в 1840 году французский мореплаватель Дюмон-Дюрвиль на заседании французской академии наук доложил о том, что в своем путешествии встретил волну около 35 метров высотой, слушатели не поверили ему и дружно засмеялись, несмотря на то что его спутники даже поклялись на Библии в подтверждение его слов.
Существование волн-убийц было окончательно признано наукой только в самом конце ХХ века. 1 января 1995 года приборы на опытной нефтедобывающей платформе «Дропнер S», установленной на норвежском морском шельфе, зафиксировали волну с размахом (расстоянием от ее подошвы до гребня) 25,6 метра.
Ее так и назвали «новогодней волной» или «волной Дропнера». В это время в окрестностях платформы был шторм, но размах других волн, согласно показаниям приборов, составлял 10–11 метров.
Сергей Бадулин объясняет, что возникновение на этом фоне волны вдвое большего размера с точки зрения классического прогноза было практически невероятным событием. Волна размахом в 25 метров повредила, хотя и незначительно, конструкции платформы «Дропнер S».
При строительстве считалось, что такие критические для платформы события могут случиться один раз в 10 тысяч лет, но волна-убийца обрушилась на «Дропнер» уже через год после открытия.
Нефтяная платформа «Дропнер S»
С этого момента стало понятно, что волны-убийцы не только реальны, но и не столь уж редки. Они представляют угрозу и для судоходства, и для нефтяных платформ, и даже для низко летающих над морем вертолетов. Иначе говоря, стало понятно, что игнорировать это явление больше нельзя, и с этого момента волнами-убийцами занялись ученые.
Как выглядит волна-убийца?
Во-первых, это очень высокая волна. Многие очевидцы описывали ее как внезапно выросшую стену в океане. Самую большую волну-убийцу высотой в 35 метров описал Дюмон-Дюрвиль. Он оценил ее высоту на глаз, поэтому можно было бы предположить, что значение превышено.
Впрочем, Сергей Бадулин говорит, что опытные моряки и океанологи способны определить высоту волны визуально с удивительной точностью – так, участники одной из конференций в ходе эксперимента на глаз определили размах 77-сантиметровой, по показаниями прибора, волны с ошибкой всего в 5–7 сантиметров.
«Если опытный моряк говорит, что видел волну высотой в 35 метров, то его словам можно доверять», – считает Бадулин.
Во-вторых, фронт волны-убийцы может быть длинным, но может быть и очень коротким. И если в первом случае волна-убийца похожа на горную гряду, то во втором – на горный пик.
Колумб, по всей видимости, повстречался с такой одиночной «горой», поэтому и остался жив – волна прошла мимо его судна, не задев его. Волны-убийцы могут быть одиночными, а могут идти группой из небольшого числа волн.
Чаще всего упоминают три волны, или «три сестры».
Как возникают волны-убийцы?
Волны-убийцы не следует путать с цунами, которые возникают вследствие землетрясений, извержений вулканов и оползней.
Причины возникновения волн-убийц: во-первых – интерференция, когда происходит простое сложение независимых волн, например, идущих с разных направлений; во-вторых – нелинейное взаимодействие волн, когда волна приобретает дополнительную энергию из волнового фона. Оба механизма могут давать многократное усиление локальной высоты волны.
Это означает, что если одна двухметровая волна накладывается на другую двухметровую волну, то в случае нелинейного взаимодействия может образоваться не четырехметровая волна, а намного более высокая. Например, в Черном море при высоте волнения 1 метр была зафиксирована волна-убийца высотой восемь метров.
Где возникают волны-убийцы?
Волны-убийцы возникают совершенно неожиданно, когда, казалось бы, ничего не предвещает их появления. В отличие от цунами, волны-убийцы могут встречаться на большом расстоянии от берега. Теоретически такие волны могут возникнуть везде – в любой точке моря или океана, включая прибойную зону любого берега. Но все же есть места повышенной опасности, где такие волны ожидаемы.
Во-первых, это океанские фронты, где резко меняются характеристики течений, ледового покрова, солености воды. Яркий пример – случай, произошедший с танкером «Таганрогский залив» в 1980 году, когда он шел в струе очень мощного течения Агульяс. Это течение берет начало в Индийском океане и огибает Африку с юга. Вот свидетельство очевидцев инцидента:
«Волнение моря после 12 ч также несколько уменьшилось и не превышало 6 баллов. Ход судна был сбавлен до самого малого. Оно достаточно хорошо управлялось и хорошо отыгрывалось на волне. Заливания бака и палубы не наблюдалось.
Неожиданно в 13:01 носовая часть судна несколько опустилась, и вдруг у самого форштевня под углом 10–15° к курсу судна был замечен гребень одиночной волны, которая возвышалась на 4–5 м над баком (высота бака подобного судна над уровнем моря 12–15 метров. — РС).
Гребень волны мгновенно обрушился на бак и накрыл работающих там матросов».
В результате один человек погиб, и капитана судна привлекли к суду. Суд обратился за экспертизой к сотруднику института Арктики и Антарктики, доктору наук Игорю Лавренову, который объяснил, что в области таких течений волны-убийцы действительно возникают, но ни в каких инструкциях они не учитываются, поскольку их нельзя предсказать. В результате капитана танкера оправдали.
Во-вторых, это заливы и проливы с изрезанными берегами, от которых волны могут многократно и причудливо отражаться. Волна-убийца может возникнуть, когда направление ветра противоположно течению или под острым углом к нему. В результате волны тормозятся течением.
Сергей Бадулин объясняет, что в такой ситуации течение и ветер могут внести совместный вклад в создание огромной разрушительной волны. Вероятно, как раз такую волну наблюдал Колумб. Его экспедиция обогнула остров Тринидад с юга и приблизилась к заливу Пария со стороны дельты реки Ориноко.
В момент встречи с огромной волной суда стояли около пролива, который сейчас называется проливом Колумба. Течение, как следует из его описания, шло с востока на запад, а волна пришла с юга.
Волны-убийцы и наука
Волны-убийцы, по всей видимости, стали причиной гибели многих судов. По ретроспективной оценке, сделанной учеными, только за 25 лет – с 1969 по 1994 год – в Тихом и Атлантическом океанах они привели к гибели или сильному повреждению 22 танкеров и смерти 525 человек.
За один 2005 год было зарегистрировано девять встреч с волнами-убийцами, шесть из них около берега, а три – в океане. В результате на берегу было смыто более ста домов и погибли четыре человека, а круизные суда Explorer, Grand Voyager, Norwegian Dawn пришлось серьезно ремонтировать.
Последнее судно столкнулось с 21-метровой волной, вода залила каюты, и многие пассажиры получили травмы.
Исследователи изучают это опасное явление и стараются научиться предсказывать появление волн-убийц. Данные спутниковой альтиметрии показывают, что за последние 30 лет средняя высота волнения подросла на 30 см, а это составляет целых 15% от средней по океану величины около 2 метров. Это может означать, что растут и волны-убийцы.
Существуют три источника знаний о таких волнах: наблюдение, эксперимент и моделирование. И по всем трем направлениям наука значительно продвинулась.
В 2000 году для изучения волн-убийц был запущен европейский международный проект MaxWave, который использовал различные методы, включая спутниковые снимки. Разрешение на этих снимках очень высокое – несколько метров.
В результате их анализа ученые обнаружили, что всего лишь за три недели в океане образовалось более 10 гигантских одиночных волн, высота которых превышала 25 метров.
Моделирование достаточно хорошо объясняет, каким образом такие волны могут образоваться. В 2019 году ученым удалось получить модель «новогодней волны» в небольшом искусственном бассейне.
Они расположили источники волн таким образом, чтобы волны встречались под различными углами, и выяснили, что одиночная высокая волна может образоваться, если волны разной амплитуды встречаются под большим углом – от 60 до 120°.
Иначе волны, не достигнув определенной высоты и крутизны, обрушиваются, подобно оползню на склоне горы.
На атлантическом побережье Португалии
Однако, несмотря на накопленные знания, точно предсказать возникновение волны-убийцы по-прежнему практически невозможно. Зато мы больше знаем об их потенциальном размере, силе и «излюбленных местах» возникновения.
Все это можно учитывать при конструировании судов и планировании морских маршрутов.
Одна из перспективных разработок, рассказывает Сергей Бадулин, – система, которая должна отслеживать волнение впереди корабля и при появлении признаков волны-убийцы автоматически выдавать рекомендации к определенным действиям.
Смертельная волна
?
vitalidrobishev (vitalidrobishev) wrote, 2020-05-12 20:15:00 vitalidrobishev vitalidrobishev 2020-05-12 20:15:00 Category: 
“Если человечеству суждено погибнуть от нового всемирного потопа, его карающим мечом будет цунами.”Изречение народа айнов
Кому, как не айнам, знать о последствиях цунами: будучи коренными жителями Японских островов, они не единожды сталкивались со смертельной опасностью, которую несет гигантская волна. Того же мнения придерживаются в Корее, на Сахалине и еще в сотнях стран и городов, находящихся в зоне риска.
“Крик смерти”
И каменная, и смертоносная, и “крик смерти”, и “убийца земли” — какими только эпитетами люди не награждают цунами.
Атмосфера связанных с ним легенд неплохо передает отношение человека к волне: так, в сказаниях алеутов и индейцев с Аляски говорится, что цунами родилось почти одновременно с океаном, и стало не столько его детищем, сколько младшим ребенком от одной матери.
И, кстати, если в контексте этой легенды считать матерью землю, то получается весьма стройная теория — вот, что говорит словарь:
Причиной большинства цунами являются подводные землетрясения, во время которых происходит резкое смещение (поднятие или опускание) участка морского дна. Цунами образуются при землетрясении любой силы, но большой силы достигают те, которые возникают из-за сильных землетрясений (с магнитудой более 7).
Стать причиной образования цунами может любой подводный взрыв (включая техногенный), землетрясение, оползень, ледник — словом, любое сильное разрушение под или непосредственно над водой. И таких разрушений предостаточно: за время наблюдений было зафиксировано почти 3000 гигантских волн, 75-80% которых приходится на Тихий океан.
Больше всего “достается” Японии, Курилам, Аляске, Гавайям и Чили.У любой волны есть несколько собственных параметров, из которых нам интересны длина и высота.
Так вот, если волна в открытом океане, то ее будет сложно заметить, потому что она не достигает и 50 см в высоту, длина может насчитывать сотни километров, а скорость — 600-900 км/ч (на континентальном шельфе — 100-300 км/ч).
Такие волны не опасны для судов, но по мере приближения к берегу параметры меняются: длина и скорость сокращаются, а высота значительно возрастает. Для сравнения: рекордная высота волны, которой не было равных ни до, ни после этой катастрофы, была зафиксирована 9 июля 1958 года на юго-западе Аляски.
Причиной образования гиганта стало землетрясение и последовавшие за ним сильные оползни (общий объем около 30 млн м³ жуткой смеси из земли, льда и камней). Эта масса буквально спикировала со скалы, с высоты более 1100 метров, в северную часть бухты Литуйя, и 500-метровая волна пошла по заливу со скоростью 160 км в час.
Парализующий гул
Существует очень грубое предположение, согласно которому за 2000 лет цунами унесли жизни более 15 млн человек. Невзирая на дату и место происшествия, многие очевидцы отмечают явление, которое сопровождало большую часть катастроф — слабый, но хорошо различимый гул, исходящий откуда-то со стороны воды.
К предупреждению никто не прислушивался и не внимал тихому слову природы, а вскоре и вовсе оказывалось не до него.А иногда причиной жертв становится человеческая беспечность — как, например, в Папуа-Новой Гвинее. На северо-западе острова обитали, в основном, его коренные жители, папуасы, давно привыкшие к катаклизмам в виде цунами.
Они научились распознавать приближающуюся волну по каким-то приметам, но, вопреки здравому смыслу, не спешили покидать прибрежную территорию, на которой располагалось довольно крупное рыбацкое селение, Варапу.
Дело не в бесшабашности его жителей, а в прибрежных рифах, которые служили своеобразными волнорезами и не позволяли воде навредить людям, а несколько хижин никто не брал в расчет — отстроить их заново не составляло труда.Этой же логикой руководствовались в Варапу 17 июля 1998 года: со стороны моря послышался гул. быстро перерастающий в грохот.
Рыбаки по привычке побежали “смотреть волну”, но кто же знал, что именно в этот раз природные волнорезы не справятся. Волна высотой около 15 метров просто смыла Варапу, а вместе с селением погибли около 2000 его жителей, еще больше — остались без крова.Допустили ошибку и те, кто вернулся на берег сразу после первой волны.
Цунами — не один вал, их несколько, и следующий обычно накрывает “жертву” примерно через час, поэтому рекомендовано не появляться на пострадавшей территории в ближайшие несколько часов. И, кстати, многие выжившие папуасы уверены, что причина их бед — испытание очередного оружия.
Что лежит у истоков волны?
Аборигены в Папуа недалеки от истины, потому что испытание оружия действительно может привести к появлению цунами, но это далеко не единственная причина. Среди прочих можно назвать и такие:Самое частое явление, после которого поверхность океана покрывается гигантской смертоносной рябью — подводное землетрясение.
Именно ему планета “задолжала” за 85% всех цунами. При этом дно смещается по вертикали: некоторые его участки опускаются, другие, наоборот, поднимаются.
Колебание волны, стремящейся снова вернуться в равновесие, создает череду волн, однако они не появляются после каждого землетрясения: распознавать “нужное” ученые пока не научились, и ориентируются на сопутствующие признаки.Довольно редки, но все же встречаются цунами из-за оползней, примерно 7% от общего количества.
Именно к ним относится вышеупомянутый случай на Аляске, но чаще всего цунами образуются из-за подводных оползней: так, в Индонезии и других местностях с большим накоплением шельфовых осадков они еще опаснее, потому что местные волны достигают в высоту до 20 метров и более.Извержения вулканов — на их долю приходится около 5% цунами.
Пример — извержение Кракатау в 1883 году. Последовавшие за ним цунами потопили около 5000 кораблей, погибло более 36 тысяч человек.
Это основные причины, но, кроме них, существуют и менее вероятные, которые, однако, не стоит списывать со счетов. К ним относится деятельность человека (вроде подводного атомного взрыва в 1946 году, произведенного США и образовавшего почти 30-метровую волну — сейчас подобная практика подводных испытаний запрещена во всем мире), падение метеорита диаметром более 100 метров в пределах 20 км от береговой линии, и даже ветер.
Сильнейшие цунами за последние годы
…Но вот со стороны горизонта раздался стремительно нарастающий рев. Мало кто видел, как надвигалось в темноте это громоносное “нечто”, и еще меньше тех, кто остался в живых, чтобы о нем рассказать.Одним казалось, что двигалось исполинское ледяное поле, дробясь и ломаясь на прибрежных бурунах… Другие говорили, что ясно видели перемещавшуюся стену воды. Ее пенящийся гремящий гребень фосфорически светился.Стена воды с трехэтажный дом высотой набежала на берег с быстротой, превышавшей пятьсот километров в час.Первая волна сорвала с фундаментов здания. Откатившись, она как бы выпила, увела с собой прибрежную воду, обнажив на двести-триста метров по ширине вдоль всего берега полосу дна прилива… И снова раздался крепнущий грохот. Это гремели “барашки”, закипевшие на второй волне, столь же стремительно набегавшей на берег.
Юрий Ефремов, исследователь Дальнего Востока, о цунами на Курилах
Пятого ноября 1952 года в Тихом океане, почти в полутора сотнях километров от берегов Камчатского полуострова, произошло землетрясение мощностью 8,3-9 по шкале Рихтера. Его отметили практически все сейсмические станции.
Наша страна, слава богу, не избалована вниманием подобных катаклизмов, но жители Северо-Курильска, поднятые в 4 утра подземным гулом и тряской, сразу сообразили, что происходит.
Только вот понимание им не сильно помогло: одна за другой на город обрушились три волны, высота каждой из которых достигала 15-18 метров, не оставив от Северо-Курильска камня на камне, и изрядно потрепав соседние селения. Больше трети от количества жителей, 2336 человек, стали жертвами стихии.
Именно эта катастрофа привела к решению правительства создать системы оповещения о цунами, чтобы уберечь как можно большее число жизней.В марте 1957 года землетрясение на Андреяновских островах мощностью 9,1 породило две волны (15 и 8 метров в высоту), и пробудило вулкан Всевидова, который на тот момент спал в течение двух веков.
Катастрофа унесла 300 жизней;Март 1964 года — Аляска, землетрясение в проливе Принца Уильяма, максимальная высота волны — 67 метров, количество жертв около 150 человек.Сентябрь 2004 — Япония, цунами с волнами высотой до метра нанесли сильный ущерб городам и травмировали несколько десятков человек.Декабрь 2004 — несколько стран Юго-Восточной Азии.
Второе по мощности из всех когда-либо зарегистрированных землетрясений (9,3 по шкале Рихтера) повлекло за собой цунами, равных которому по смертоносности мир еще не видел. Волны двигались со скоростью около 1000 км/ч, снося все на своем пути.
Самое страшное — люди слишком поздно замечали их приближение, потому что стена воды высотой от 15 до 40 метров, вопреки обыкновению, не была увенчана белым гребнем пены, и попросту слилась с синевой неба. Когда опасность стала различима, было уже слишком поздно.
Более 5000 жизней цунами отняло в Таиланде, от 30 до 40 тысяч — в Индонезии, Шри-Ланка потеряла 180 тысяч, а всего в катастрофе погибло более 230 тысяч человек. Именно этот период послужил причиной, по которой все дома Таиланда строят по особому, “противостихийному” проекту.
Март 2011, Япония. Сильнейшее землетрясение вызвало цунами с 40-метровыми волнами, которые частично разрушили АЭС “Фукусима”. Погибло более 15500 человек, пропали без вести 7130, были ранены около 5400.
- Как распознать грядущий вал?
- Волны шторма и цунами
- Дальние родственники
Находясь в цунамиопасных регионах, не дожидаясь сигналов от спасательных служб и сирены, можно и самим увидеть признаки надвигающейся катастрофы. Во-первых, большинство видов цунами “забирают” воду с побережья, поэтому, если море быстро отступает без видимых на то причин, то и самим нужно как можно быстрее и дальше уходить от берега, не тратя драгоценные минуты на исследование открывшегося дна и сбор ракушек. Во-вторых, как становится понятно из большинства вышеописанных случаев, чаще всего причиной цунами становится землетрясение, и при малейших толчках (кстати, на берегу они ощущаются гораздо хуже, если вообще ощущаются) следует удалиться на максимальное расстояние от воды, а в идеале — постараться отыскать холм, на котором можно переждать волну. На возможную катастрофу указывают трещины в припае и необычный дрейф ледяных масс или прочих предметов, толчея и огромные взбросы у рифов и кромок льда.Знаете, что интересно? Штормовые волны и волны цунами могут быть одинаковой высоты (первые даже больше), но вот шторм не наносит таких повреждений. Цунами, даже вовсе не имея волны в ее привычном понимании, способно выразиться в быстрых отливах и приливах, которые тоже не принесут побережью ничего хорошего. Дело в том, что во время шторма движутся только верхние слои воды, цунами же приводит в движение их все, до самого дна, а берег заливает несоизмеримо большим объемом. Кроме того, цунами растягивает свой гребень вдоль всего побережья, тогда как у штормовой волны он колеблется в пределах 100-200 метров.Постепенно нарастающий шторм дает больше времени на поиск укрытия, тогда как цунами налетает внезапно, первой волной расчищая себе путь (кстати, она не обязательно будет самой большой), а остальными “добивая” все встреченное на пути. Катастрофические последствия ждут районы, жители которых не владеют информацией о порядке действий в случае подобной чрезвычайной ситуации: я упоминала число жертв в Индонезии — большинство их них погибли из-за собственного любопытства, или же вернулись в свои дома после первой волны. К сожалению, существующие сегодня системы оповещения несовершенны, да и установлены не везде, поэтому на них можно рассчитывать, но полностью полагаться не стоит.В основном системы предупреждения цунами основаны на сейсмических данных и их обработке. Если получена информация о подводном землетрясении с магнитудой более 7, то подают предупреждение о возможном цунами, но есть большая вероятность “ложной тревоги”. Вариант предупреждения населения “по факту” полезен, но может запоздать, а промедление в случае с гигантскими волнами может привести к ужасным последствиям.Ни в коем случае нельзя путать цунами с так называемыми волнами-убийцами. Это неизведанное и не изученное по сей день явление доставляет морякам немало хлопот: гигантский вал высотой 20-30 метров абсолютно непредсказуем, его возникновение и поведение нереально предсказать — внезапность стала главной причиной выделения этой волны в отдельную категорию. Мощный удар легко потопит стандартное судно, и нанесет серьезный ущерб морскому сооружению.Очень долго их считали мифом, так как не было адекватных свидетельств, а слухи рисовали картину, которая не вписывалась ни в одну известную модель поведения волн. Но в январе 1995 года приборы зафиксировали 25,6-метровую “одиночку”, а дальнейшие изыскания в этом направлении обнаружили еще десяток таких же “шатунов” по всей планете. Невольно нашелся повод заново поразмыслить над причиной гибели некоторых судов: есть зафиксированные случаи пострадавших, точно установлен один корабль, погибший от такой волны, — значит, были и другие.
Исследование изрядно тормозит тот факт, что исследовать волну-убийцу ученые могут только в естественной среде, так как ее не удается воспроизвести в лаборатории. Увы, в океане ее поймать ничуть не проще, поэтому ученым пока что остается довольствоваться теорией и хилыми прототипами.
7 класс. ОБЖ. Происхождение и последствия цунами. Правила безопасного поведения при цунами
- Основные параметры цунами (скорость, высота, длина волны, период волны) , изображение схемы на интерактивной доске. (учащиеся выходят и показывают на схеме с помощью электронного карандаша, определяют параметры, записывают в тетрадь)
- скорость цунами — расстояние, которое проходит цунами за определенное время;
- ^ высота волны — расстояние по вертикали между гребнем и подошвой волны;
^ длина волны — расстояние по горизонтали между двумя вершинами или подошвами морских волн (см. рис.);
^ период волны — интервал времени между приходом двух последовательных волн.
Скорость цунами может достигать 600—1000 км/ч, при приближении к берегу скорость снижается до 50—100 км/ч.
Высота морской волны в области возникновения составляет немногие дециметры, при приближении же к берегу может достигать 10—20, а порой 70 м и более. Длина морской волны колеблется от 150 до 300 км, но иногда достигает 1000 км.
Период волны цунами колеблется от нескольких минут до часа. Трудно заметить глазом такую волну, если вторая волна может подойти к берегу через час после первой. Для сравнения — период обычных поверхностных морских волн составляет от 5 до 15 с.
— Взаимосвязь между силой моретрясения и вероятностью возникновения цунами.
( Моретрясение- подводное землетрясение. На берег обрушились одновременно три гигантские цунами, вызванные землетрясением, эпицентр которого находился в океане в нескольких десятках километров к северу от острова. Его сила достигала 7 баллов по шкале Рихтера.)
- землетрясения (моретрясения) силой более 7,5 балла по шкале Рихтера вызывают цунами почти всегда;
- ^ толчки с силой 7,02—7,2 сопровождаются цунами в 67% случаев;
- ^ толчки с силой 6,7—6,9 — в 17% случаев;
- ^ толчки с силой 5,8—6,2 — лишь в 1,4% случаев.
- — Наиболее цунамиопасные районы России.
- Цунамиопасными районами нашей страны являются Курилы, Камчатка, Сахалин, побережье Тихого океана.
- Признаки приближения цунами.
Внезапный быстрый отход воды от берега на значительное расстояние (сотни метров и даже километры) и осушка дна, при этом смолкает шум прибоя. Этот отлив может длиться от нескольких минут до получаса.
Движение волн может сопровождаться грохомоподобными звуками, которые слышны до подхода волн цунами.
Признаком может быть изменение поведения животных, которые заранее чувствуют опасности и стремятся переместиться на возвышенные места.
- Основными первичными поражающими факторами цунами являются удар волны, гидродинамическое давление потока воды, воздушная волна, которую водная масса несет перед собой, наводнение и затопление
- — Вторичные поражающие факторы цунами:
- < >Затопление местности;Разрушение зданий и сооружений, дорог, трубопроводов, линий электропередачи и связи, других коммуникаций, мостов и причалов;Выброс судов на берег и их разрушение;Гибель людей и животных;Смыв почвы, уничтожение сельскохозяйственных культур;Пожары, загрязнение почвы в результате разрушения хранилищ с опасными веществами объектов, где они используются;Загрязнение или уничтожение источников питьевой воды;Распространение инфекционных заболеваний, возникновение эпидемий.
************************************************
Происхождение и классификация цунами
Цунами — гигантские океанские волны, возникающие обычно в результате подводных или островных землетрясений, извержений подводных вулканов. Кроме того, цунами возможны при обрушении берегов в результате подводных оползней или взрывов в воде. Прохождение серии таких волн иногда длится несколько часов с промежутками между волнами 20—30 минут.
Слово «цунами» японское и образовано двумя иероглифами: «цу», что означает «гавань» и «нами» — «большая волна». Другими словами, оно означает большую волну в гавани, что хорошо определяет суть явления.
В зависимости от причин возникновения различают цунами, порождаемые подводными и прибрежными землетрясениями, крупными извержениями подводных вулканов и оползнями на морском дне.
Волны цунами могут пройти несколько тысяч километров. В открытом море, когда глубина его достаточно велика, высота их обычно не превышает нескольких метров, и они не представляют большой опасности.
По мере приближения к берегу, достигнув мелководья, волны замедляют свое движение и значительно возрастают по высоте, достигая в некоторых случаях 50—70 м. Чем круче берег, тем больше высота волны. Волна цунами может быть не единственной.
Нередко это серия волн. Самую высокую волну из серии называют главной.
Часто перед началом цунами вода отступает от береговой линии, обнажая дно на несколько километров. Затем быстро накатываются волны. Достигая высоты в несколько десятков метров, волны цунами имеют скорость около 90 км/ч.
Классификация цунами по причинам возникновения и интенсивности приведена на схеме 20.
Интенсивность цунами по результатам воздействия на побережье (последствиям этого воздействия) оценивают по условной 6-ти балльной шкале.
I балл — очень слабое цунами. Волну отмечают (регистрируют) лишь специальные приборы — мореографы. Высота волны на берегу — 0,5—1 м.
II балла — слабое цунами. Может затопить плоское побережье. Его замечают лишь специалисты. Высота волны — около 1 м.
III балла — среднее цунами. Плоское побережье затоплено, легкие суда могут оказаться выброшенными на берег. Портовые сооружения могут быть подвергнуты слабым разрушениям. Высота волны — около 2 м.
IV балла — сильное цунами. Побережье затоплено. Прибрежные постройки повреждены, имеют слабые и средние разрушения. Крупные парусные суда и небольшие моторные суда выброшены на сушу, а затем снова смыты в море. Берега засорены песком, илом, обломками камней, деревьев, мусором. Возможны человеческие жертвы. Высота волны — около 3 м.
V баллов — очень сильное цунами. Приморские территории затоплены. Волноломы и молы сильно повреждены. Суда, даже крупные, выброшены на берег. Ущерб велик и во внутренних частях побережья.
Здания и сооружения имеют сильные, средние и слабые разрушения в зависимости от удаленности от берега. Все кругом усеяно обломками. В устьях рек высокие штормовые нагоны. Сильный шум волн. Имеются человеческие жертвы.
Разрушения по фронту вдоль побережья — до 400 км. Высота волны — около 8—23 м.
VI баллов — катастрофическое цунами. Полное опустошение побережья и приморских территорий. Суша затоплена на значительные расстояния в глубь от берега моря. Большие человеческие жертвы. Разрушения по фронту вдоль побережья — более 500 км. Высота волны — более 23 м.
Последствия цунами
Разрушительная сила цунами зависит от скорости волны, направления ее движения по отношению к берегу, контура береговой линии, рельефа берега, берегового склона и шельфа.
Наибольшему воздействию цунами подвержены равнинные побережья. Хотя при подходе к пологому берегу его ударное воздействие уменьшается, зона затопления очень велика.
Основные поражающие факторы цунами — ударное воздействие волны, размыв фундаментов зданий, мостов и дорог, наводнения.
Цунами, имея большую скорость, высокую плотность вещества и огромную массу, обладают колоссальным разрушительным эффектом. Набегая на препятствие, волна обрушивает на него всю свою энергию, поднимаясь над ним громадной стеной, давит, разрушает и уничтожает его.
Цунами могут вызывать массовое поражение людей, разрушают здания и другие сооружения, забрасывают на значительные расстояния от берега тяжелые объекты, в том числе и океанские суда, переворачивают железнодорожные составы, сносят жилища, сдвигают дома, разрушают скалы, а иногда бетонные основания маяков. Даже слабые цунами повреждают суда, портовые сооружения и оборудование. Значительные повреждения вызывают также плавающие предметы (включая мелкие суда и автомобили) и обломки, которые становятся опасными таранными предметами.
Особенно опасны цунами для поселков, городов и сооружений, расположенных на низменных берегах океана, а также находящихся в вершинах заливов и бухт, широко открытых океану и клинообразно сужающихся в сторону суши.
Опасное воздействие на людей, здания и сооружения оказывает и воздушная волна, которую водная масса несет перед собой. Она выламывает окна, двери, сносит крыши и дома. Воздействие воздушной волны на людей в определенной степени подобно воздействию взрывной ударной волны.
Вторичными последствиями разрушительных воздействий цунами могут быть пожары, возникающие в результате повреждений нефтехранилищ, пожароопасных предприятий, морских судов. Разрушение химически и радиационно опасных объектов, а также коммунальных систем может вызвать на обширных территориях химическое, радиационное или другие загрязнения. Вторичные последствия цунами по тяжести и размерам ущерба могут во много раз превосходить его прямые последствия.
Вдали от побережья действие цунами не опасно. Поэтому суда, успевшие покинуть гавань и отойти достаточно далеко от берега (не менее чем на б—8 км), воздействию разрушительной волны не подвергаются.
Однако корабли, находящиеся в океане над эпицентром подводного землетрясения, вызывающего цунами, могут испытать моретрясение. Подводные сейсмические толчки через толщу воды передаются на корпус судна в виде серии сотрясений.
При сильном моретрясении могут быть выведены из строя двигатели, рулевое управление, некоторые приборы и оборудование, может быть сбита с ног команда.
ИСТОЧНИКИ
http://xn—-7sbbfb7a7aej.xn--p1ai/obzh_07/obzh_materialy_zanytii_07.html
https://yadi.sk/d/wmAuynGzZpgMQ
Все что вы не знали о цунами
Оценка: 5.0 5270 0 Наука и Технологии
09:32
Самые старые источники о цунами дошли до нас из Японии. Японские острова расположены в сейсмически опасной зоне, а плотность населения очень высокая.
В России первые описания цунами появились в XVIII веке: ботаник, географ и путешественник Степан Крашенинников стал свидетелем явления на Камчатке в 1737 году. Как он тогда отметил, высота цунами достигала 30 сажен, то есть порядка 50 метров.
Это была очень высокая волна. Но, как ни странно, интерес к цунами это сообщение не вызвало.
Всерьез изучением этого явления начали заниматься в середине XX века, после окончания войны и отказа японцев от прав на Курильские острова.
Страшное цунами произошло в 1952 году: гигантская волна обрушилась на все побережье Курил, город Северо-Курильск был полностью смыт. По разным оценкам, погибло около пяти тысяч человек.
И именно после этого события была создана служба цунами, а это явление начали всерьез изучать в России.
Большая волна в Канагаве. Кацусика Хокусай // wikipedia.org
Самая частая причина цунами — подводные землетрясения. Движение континентов связано с перемещениями магмы: из-за этого континенты сталкиваются. Согласно главной теории, океанические плиты наталкиваются на плиты материковые, на стыке плит образуется источник проблем — зоны субдукции, когда одна плита как бы подползает под другую. На этом стыке и происходят самые страшные события.
Эта идея, концепция спрединга, появилась в 1960-х годах. В мантии Земли происходит конвекция (внутренний теплообмен, при котором энергия передается струями и потоками), из-за чего плиты, особенно в океаническом бассейне, могут сильно смещаться.
Сильнейшие землетрясения и цунами происходят в зонах субдукции
Например, в районе Курил в настоящее время сдвиг плит составляет порядка шести сантиметров в год, а в некоторых местах доходит до десяти.
Плиты сжимаются, образуются упругие напряжения, которые постепенно накапливаются. Во время землетрясения обычно происходит сброс (разрядка) накопленной упругой энергии.
Однако иногда напряжение может копиться десятки и сотни лет. Тогда произойдет очень сильное землетрясение.
Источниками цунами могут быть и подводные оползни, возникающие в результате сейсмических толчков и сотрясений, а иногда самопроизвольно. Одно из самых известных таких событий произошло в 1929 году. Случилось небольшое землетрясение, которое само по себе не могло бы вызвать цунами, но привело к обрушению подводного склона.
Образовался поток, который промчался несколько тысяч километров от Ньюфаундленда на юг, оборвав кабели, соединявшие Европу и Америку. Образовавшаяся волна цунами была очень мощной и вызвала большие разрушения ― это было оползневое цунами. Они, как правило, не имеют трансокеанского характера, а скорее локальные, и причиненные ими разрушения имеют масштаб десяти километров.
Ньюфаундлендское событие скорее исключение.
Одной из причин цунами в ряде случаев становится вулканическая активность. Известный пример — вулкан Санторин. Он взорвался и вызвал этим волну цунами. Это удалось определить благодаря геологическим данным. Мы называем это палеоцунами.
Удалось выяснить, что волны были до 200 метров, а по некоторым данным — 260 метров. Эта волна обрушилась на побережье Крита и, возможно, стала причиной гибели минойской цивилизации.
Некоторые научные исследования показывают, что именно минойское извержение могло послужить основой для легенды о гибели Атлантиды «в один день и бедственную ночь», рассказанной Платоном.
Экспедиции по поиску палеоцунами организовываются каждый год. Но это сложная задача: надо знать область, где искать. Перспективные районы для поиска — болото на высоте первых 10–20 метров над уровнем моря (иначе цунами до него бы просто не добралось).
Если волна доходила до болота, то она приносила с собой соленую воду и морские организмы. Мы раскапываем такие ямы, находим эти следы, анализируем их, связываем вместе. Иногда события древности накладываются на цунами последних десятилетий.
Интересно, что самые сильные заплески обнаружены именно в палеоцунами — например, были обнаружены следы волн до 300 метров на Гавайях, случившихся несколько тысяч лет назад.
Карта очагов сильнейших исторических цунами Курило-Камчатского региона
По интенсивности цунами самыми опасными регионами являются Японские острова, Индонезия, Чили, Алеутские острова, Аляска. В целом тихоокеанский регион является самым опасным, и цунами там происходят гораздо чаще. Но одно из самых крупных за все время наблюдений землетрясение произошло в 2004 году в Индийском океане.
Трагедия произошла потому, что многие в регионе не наблюдалось серьезной сейсмической активности. Существует гипотеза «сейсмических брешей», согласно которой если в данном районе долгое время, десятки или сотни лет, не происходит сильных землетрясений, там накапливаются очень сильные упругие напряжения. Именно так и случилось в районе Андаманских островов.
Сейсмологи знали, что это сейсмически активная зона, но около 150 лет землетрясений не происходило. Событие, которое произошло в декабре 2004 года, было очень мощным ― магнитуда, по разным оценкам, составляет от 9,1 до 9,3 балла. Погибло около 300 тысяч человек, и именно потому, что никто не ожидал этого.
Не было систем предупреждения, люди абсолютно не были подготовлены.
Землетрясение в Индийском океане в 2004 году // wikipedia.org
В рамках этого ужасного события примечательна история острова Сималур. Он находился чуть южнее индонезийского города Банда-Ачех, очень сильно пострадавшего и разрушенного в результате цунами, то есть находился фактически в эпицентре. На многих островах погибли люди, поселки, близкие к побережью, оказались почти все смыты.
А именно на этом острове погибло наименьшее количество ― семь человек. По сути, они просто отказались эвакуироваться. Именно на этом острове люди сохранили легенды, передававшиеся из поколения в поколение, о том, что после сильных землетрясений нужно уходить в горы, что они и сделали.
А те семеро, кто отказался это сделать, погибли.
Одно из крупнейших цунами произошло 5 ноября 1952 года на Курильских островах. Город Северо-Курильск и множество поселков побережья Камчатки и Курил были полностью уничтожены. Что примечательно, в советских газетах того периода не было никаких упоминаний о произошедшем.
Согласно имеющимся сведениям, примерно через 40 минут после первого сотрясения на Северо-Курильск надвинулись две волны цунами. Первая была не очень высокая и залила только самые низкорасположенные дома, а высота второй составила 10 метров ― она и причинила главные бедствия.
Радиостанция передавала SOS, но довольно бестолково, и в Петропавловске не могли понять, что происходит.
Деревня в руинах недалеко от побережья Суматры // wikipedia.org
Самое главное в случае цунами — знать, что делать. Во многих случаях можно спастись, хотя, конечно, бывают такие районы и ситуации, когда это сделать трудно. К сожалению, в индийском цунами много туристов погибло как раз из-за неосведомленности.
Но известен пример десятилетней английской школьницы Тилли Смит, которая во время событий 2004 года отдыхала с родителями в Индонезии.
Незадолго до этого на уроке географии в школе ей и ее одноклассникам рассказали о цунами, и, будучи на отдыхе, она смогла распознать его признаки и предупредить о надвигающемся бедствии родителей и тех, кто был с ними на пляже. Таким образом, благодаря ей спаслось больше ста человек.
Известно о еще нескольких крупных морских землетрясениях и последовавших за ними цунами. В середине XVIII века, в 1755 году, крупное цунами обрушилось на побережье Португалии и Марокко, сильно пострадал Лиссабон, погибло около 100 тысяч человек.
Японские острова регулярно страдали от землетрясений и цунами на протяжении XVIII и XIX веков. Особенно сильное событие произошло не так давно, в 2011 году — его еще называют «великое восточнояпонское землетрясение».
Это самое крупное землетрясение в Японии, его магнитуда составила 9,1.
Прогноз цунами бывает долгосрочный и краткосрочный. Под долгосрочным прогнозом подразумевается оценка риска. То есть, например, вероятность цунами в Балтике очень низкая, хотя все-таки не нулевая. Но там можно спокойно строить здания на берегу, купаться, в специальной службе цунами необходимости нет.
На берегу Северного Сахалина вероятность цунами тоже довольно низкая. А вот на Курильских островах, на Южном Сахалине и в области Японского моря уровень риска гораздо выше. Это называется долгосрочным прогнозом: мы оцениваем вероятную высоту волны цунами, ее повторяемость.
Понятие «повторяемость» подразумевает, что, например, цунами с высотой 3 метра будет возникать в данном районе раз в 10 лет, а для цунами с высотой 20 метров повторяемость может составлять 100 лет. Самые высокие волны и самая частая повторяемость приходятся на Курильские острова и Камчатку.
Большие цунами со значимой высотой происходят там раз в пять лет.
Генерация цунами сейсмотектоническим источником // giphy.com
Другой вид прогноза — оперативный. То есть это прогноз события, которое фактически уже произошло. Случилось землетрясение, образовалось цунами, но у жителей побережий еще есть время, и мы можем оценить проблему, принять решение об эвакуации и выводе судов в открытое море.
Одним словом, есть масса мероприятий, которые зависят от этого прогноза. Когда служба цунами только появилась, такие решения принимались только исходя из силы землетрясений: при помощи сейсмических приборов оценивали магнитуду.
Если землетрясение больше 6 баллов, то может произойти цунами, хотя при 6 баллах незначительное. Для Курильских островов тревожной магнитудой является 7 или 7,5 балла. Такое землетрясение может вызвать серьезное цунами.
И, как уже было сказано, эта характеристика долгое время была единственным основанием для принятия решения об эвакуации на Сахалине, Камчатке и Курильских островах.
Однако далеко не все землетрясения порождают цунами. А людям, встревоженным извещением об эвакуации, как правило, не нравится по ночам убегать в сопки, когда тревога в конце концов оказывалась ложной. Из-за этого некоторые стали отказываться от эвакуации, что приводило к жертвам среди населения побережья, флота. Очень важно знать наверняка, будет цунами или нет.
Сейчас наука очень сильно продвинулась в предсказании цунами. Появились современные способы наблюдения за уровнем моря, например американские глубоководные приборы DART, российские разработки. Ведутся постоянные наблюдения. Как только происходит землетрясение, через спутник передается информация, оценивается, есть волна или нет.
В глубоководной части океана волна, как правило, не очень большая ― обычно не более 10– 20 сантиметров. Из этой величины можно рассчитать, какая волна будет на берегу. В современном мире система работает именно так, она должна давать прогноз волны цунами для разных частных случаев. Но небольшие ошибки все же бывают.
В случае с нашим Дальним Востоком нас спасает то, что плотность населения небольшая, жертв поэтому немного. Последнее землетрясение в населенном районе Южных Курильских островов было в 1994 году.
Тогда никто не погиб, но ущерб был нанесен значительный: на берег выбросило несколько рыболовецких судов, были затоплены прибрежные сооружения, один из домов унесло вверх по руслу реки.
Мы все время находимся в ожидании цунами. Цунами 1952 года вполне может повториться. Американцы говорят, что опасная с точки зрения цунами зона есть около Аляски, а также на севере Калифорнии. Такие регионы нужно особо изучать и наблюдать за ними, чтобы предупредить трагедию. Во многом это вопрос подготовки.
Распространение волн цунами
Опасным также является западное побережье Южной Америки. Одно из самых сильных подводных землетрясений случилось в 1960 году в Чили, и в целом в этом регионе они происходят довольно часто. Землетрясение 1960 года носило трансокеанский характер.
Сейчас появился такой не вполне научный, сленговый термин «мегацунами» — под ним мы подразумеваем такое цунами, которое может наносить ущерб за тысячи километров от источника, и именно таким было событие 1960 года.
Из-за чилийского цунами люди погибли и на Гавайях (61 человек), и в Японии (142 человека). И землетрясение у Центральных Курил в 2006 году тоже было мегацунами и нанесло ущерб по более отдаленным регионам. Сейчас население Курильских островов готово эвакуироваться за десять минут.
В некоторых случаях волна приходит буквально через полторы минуты после землетрясения, и за это время надо убежать.
Есть такое направление — цунами-районирование: изучив местность и сделав прогноз, мы ставим строителям задачу не возводить здания ниже определенного уровня, чтобы людям не нужно было чуть что бежать в сопки. Запрещено строить здания вроде детских садов, больниц и так далее.
Некоторые строения по сути своей обязаны быть прибрежными, но тогда их работники должны всегда быть готовы к эвакуации. Судам, если у них есть запас времени, спастись достаточно легко — достаточно уйти в море на глубину больше 30–40 метров. Опасность цунами представляет на глубине меньше 20 метров.
В открытом океане волна идет со скоростью 800 км/ч, на глубине 50 метров скорость 80 км/ч, а на подходе к берегу скорость волны около 10 м/с.
Формирование волн цунами // wikipedia.org
Опасность цунами зависит также от его вида. Это может быть «потопление» — как прилив, только очень быстрый. Человека может смыть, течение довольно быстрое. Но это не самое страшное.
Второй вид — это стена воды, мы ее называем бор. Бор несется со скоростью порядка 10 м/с и сносит все на своем пути. Выжить практически невозможно. На многих снимках индийского цунами виден бор. Он возникает там, где в прибрежной области пологое дно, то есть на мелководье, обычно довольно протяженном. Волна, выходя на такое мелководье, обрушается и вырождается в опасную стену.
Изучением цунами всерьез занялись в первую очередь сейсмологи, так как эти волны были связаны с землетрясениями. Их сначала так и называли — морские сейсмические волны.
Первыми в России этим серьезно занялся академик Сергей Леонидович Соловьев, который вместе с академиком Юрием Антониевичем Израэлем стоит у истоков создания системы предупреждений о волнах цунами на Дальнем Востоке.
Это специальная система, которая защищает население и сигнализирует об опасности. В целом цунами довольно интенсивно исследуется во всем мире, больше всего в Японии, США и России.
Служба цунами очень сильно продвинулась за последние годы. Теперь мы можем определять «цунамигенность» землетрясения. К сожалению, не всегда в оперативном режиме: иногда на сбор данных требуется несколько дней.
Сейчас стоит задача решить проблему расчета деформации дна в оперативном режиме, то есть меньше чем за 10 минут. В районе Фукусимы волна подошла, например, примерно через 10 минут.
Надо дать людям возможность убежать в более высокие места.
Само по себе изучение цунами достаточно комплексная задача: мы узнаем много про взаимодействие литосферы и гидросферы. Казалось, все уже изучено, но постоянно появляются новые открытия.
Значительные усилия направлены на поиск предвестников цунами, признаков, по которым можно определить, что оно все-таки случится. Некоторые признаки удалось обнаружить в атмосфере: известны случаи, когда в ионосфере возникала волна, которая приходила чуть раньше, чем само цунами.