Подобно тому как
имеется шкала интенсивности землетрясений,
существует и шкала интенсивности цунами
I — цунами очень
слабое, волна отмечается лишь мареографами.
II — cлабое цунами,
может затопить плоское побережье.
III — цунами средней
силы. Плоские побережья затоплены,
легкие суда могут быть выброшены на
берег. В воронкообразных устьях рек
течение может временно меняться на
обратное. Портовые сооружения подвергаются
небольшому ущербу.
IV — сильное цунами,
побережье затоплено, прибрежные постройки
и сооружения повреждены. Крупные парусные
суда и небольшие моторные выброшены на
сушу, а затем снова смыты в море. Берега
засорены обломками и мусором.
V — очень сильное
цунами, приморские территории затоплены.
Волноломы и молы сильно повреждены. И
более крупные суда выброшены на берег.
Ущерб велик и во внутренних частях
побережья. В устьях рек высокие штормовые
нагоны. Человеческие жертвы.
VI — катастрофическое
цунами, полное опустошение побережья
и приморских территорий. Суша затоплена
на значительное пространство в глубь
от берега моря. Самые крупные суда
повреждены. Много жертв.
В открытом океане волны цунами распространяются со скоростью
— ускорение свободного падения, а
— глубина океана (так называемое приближение мелкой воды, когда длина волны существенно больше глубины). При средней глубине 4 км скорость распространения получается 200 м/с или 720 км/ч. В открытом океане высота волны редко превышает один метр, а длина волны (расстояние между гребнями) достигает сотен километров, и поэтому волна не опасна для судоходства. При выходе волн на мелководье, вблизи береговой черты, их скорость и длина уменьшаются, а высота увеличивается. У берега высота цунами может достигать нескольких десятков метров. Наиболее высокие волны, до 30—40 метров, образуются у крутых берегов, в клинообразных бухтах и во всех местах, где может произойти фокусировка. Районы побережья с закрытыми бухтами являются менее опасными. Цунами обычно проявляется как серия волн, так как волны длинные, то между приходами волн может проходить более часа. Именно поэтому не стоит возвращаться на берег после ухода очередной волны, а стоит выждать несколько часов.
Hмелк. = 1,3 · Hглуб. · (Bглуб. / Bмелк.)1/4, м
где: Hглуб. — изначальная высота волны в глубоком месте;
Bглуб. — глубина воды в глубоком месте;
Bмелк. — глубина воды в прибрежной отмели;
Может быть непонятным, почему цунами высотой несколько метров оказалось катастрофическим, в то время, как волны той же (и даже значительно большей) высоты, возникшие во время шторма, к жертвам и разрушениям не приводят. Можно назвать несколько факторов, которые приводят к катастрофическим последствиям:
Причины образования цунами
И море – именно
та область, та единственная стихия, где
эти гиганты могут распространяться и
существовать.
Ж. Верн. « Двадцать
тысяч лье под водой».
Цунами –
гравитационные волны большой силы,
возникающие на поверхности океанов и
морей.
Термин
«цунами» пришел из японского языка и
дословно означает большая волна в
заливе. Цунами возникают во время
землетрясений (моретрясений), извержения
подводных вулканов, подводных обвалов
или оползней; вибраций дна в результате
подводных взрывов крупных ядерных
устройств с образованием в толще воды
мощных волн. Эти волны расходятся во
все стороны от эпицентра, который
представляет собой проекцию гипоцентра
– условного центра очага землетрясения
– на поверхность морского дна. Там
возникают напряжения и деформации
горных пород, которые приводят к разрывам
и высвобождению накопившейся энергии.
Чаще
всего цунами связаны с землетрясениями.
Но не всякое землетрясение вызывает
цунами. Гигантская волна образуется,
когда происходит внезапное, очень резкое
смещение океанского дна, и особенно при
мгновенном вбрасывании (подъеме) одного
из крыльев тектонического разрыва.
Максимальная амплитуда волн возникает
тогда, когда смещение пород происходит
на глубине 10 км. Мгновенное смещение
дна вызывает одновременный подъем всей
толщи воды и волны поверхности,
расходящиеся в стороны со скоростью до
600-800 км/ч. в открытом океане эти волны
можно не заметить: они имеют большую
длину, расстояние между гребнями
достигает 100-150 км, а высоту всего несколько
метров. Разрушительная сила цунами
зависит от интенсивности породивших
их землетрясений, расстояний от места
их возникновения до берега, протяженности
очага и первоначальной высоты волны,
от особенностей рельефа дна на пути
распространения волны и конфигурации
береговой линии. Особую опасность
представляют собой суживающиеся, с
уменьшающимися глубинами бухты и
проливы, в которых происходит значительное
уменьшение глубины и увеличение высоты
волны. В случае низменного побережья
волна захватывает большие участки суши,
сметая все на своем пути. Уменьшается
высота волны только в закрытых
расширяющихся бухтах с узким входом.
Дело в том, что энергия волны распределена
так, что в результате трения верхняя
часть толщи воды перемещается с большей
скоростью, чем нижняя. При приближении
к берегу уменьшается как скорость
движения волны, так и ее длина. Когда
нижняя часть волны начинает тормозиться,
волна вырастает, увеличивая свою высоту.
На гребне растущей волны появляется
белый бурун, и она приобретает асимметричную
форму: внутренняя сторона вогнутая и
крутая, а внешняя, обращенная в сторону
океана, более пологая. У волны цунами
гребень венчается гигантским буруном,
а сама она всей массой гигантской водяной
стены обрушивается на берег.
Пространственное
распространение цунами.
Отмеченное за 2,5 тысячи лет пространственное
распределение показывает, что цунами
характерно только для Тихого, Атлантического
океанов и Средиземного моря. За этот
период зарегистрировано 355 случаев
цунами. Основной район, где появляются
цунами – побережье Тихого океана (до
80% всех случаев). При этом на долю Японии
и Гавайских островов приходится более
197 случаев. Из 99 цунами, происшедших в
Японии с 687 года, сильными, сопровождающимися
разрушениями береговых сооружений,
оказалось лишь 17. Среди 14 цунами,
отмеченных на Курильских островах и на
Камчатке с 1737 года, только 4 оказались
сильными и причинили разрушения
постройкам и населенным пунктам,
расположенным на берегу океана. При
взрыве вулкана Кракатау в Зондском
проливе между островами Ява и Суматра
в 1883 году гигантская волна смыла в море
более 36000 человек, в 1933 году у побережья
Санрику в Японии волной цунами высотой
24 м было смыто 3000 жителей. В 1952 году
цунами высотой 18 м разрушило город
Северо-Курильск, расположенный на
острове Парамушир.
Поражающие
факторы. Основные
поражающие факторы цунами: высота,
скорость и сила распространения волн
при обрушении их на побережье, а также
внезапность возникновения и неограниченная
дальность распространения.
Волны
образуются как в толще океана, так и на
его поверхности и достигают берега с
периодом от 5 до 90 минут. Длина цунами
составляет 150-300 км. Скорость распространения
цунами зависит от глубины и достигает
1000 км/ч.
В
открытом море цунами почти не заметны.
Но, добежав до мелководного континентального
шельфа, волна становится выше, вздымается,
высота гребня растет. В зависимости от
рельефа побережья волны могут достигать
40 м высоты и распространяться вглубь
суши на расстояние до 3-10 км, а, уходя
обратно с берега в океан, образовывать
сильные течения. Высота и скорость
движения волн возрастают при входе в
узкие и глубокие бухты, а также при
отражении волн от крутых берегов,
особенно при значительной глубине
прибрежных районов. На отлогих берегах
образование гребня происходит вдали
от береговой черты, и волны опрокидываются
на береговой отмели, вследствие чего
еще до выхода на берег теряют свою силу,
высоту и скорость.
Последствия
цунами. Бурлящая
вода стремительно мчится вперед, сметая
все на своем пути. Если волна входит в
узкий залив, то ее высота и сила возрастают
в несколько раз. Постепенно сила волны
иссякает, и вода начинает свой обратный
бег к океану, увлекая за собой любые
плавающие предметы, автомобили, животных
и людей.
Вторичные
последствия цунами в значительной
степени связаны с подтоплениями,
затоплениями, разрушениями прилегающих
к берегу земель (это значит еще и засоление
почвы), зданий, предприятий и т.п. Мощные
потоки воды далеко продвигаются вглубь
суши по долинам рек, смывая мосты и
вызывая оползни. Для цунами как для
большинства стихийных бедствий характерно
увеличение риска пожаров, химических
и других загрязнений (последствия
промышленных разрушений).
Прогноз,
профилактические мероприятия и защитные
мероприятия. Эффективность
прогноза и оповещения о приближении
цунами зависит от точности прогноза
координат эпицентра, силы и продолжительности
подводных землетрясений или взрывов
вулканов, обуславливающих образование
цунами. День и час возникновения
землетрясения и как следствия его цунами
предсказать в принципе нереально, так
как этот процесс нелинейный. Но можно
установить районы, где риск землетрясения
и цунами велик, то есть провести
сейсмическое районирование.
Основные
места возникновения цунами – это Тихий
океан, на периферию которого приходится
более 80% цунами. « Огненное кольцо» Тихого
океана характеризуется большим
количеством действующих вулканов,
частыми сильными землетрясениями,
горным рельефом и цепочкой глубоководных
желобов. В этих местах происходит
погружение тяжелых холодных океанических
плит под более легкие и высоко расположенные
континентальные, что и приводит к
возникновению описанных событий.
По
координатам эпицентра землетрясения,
используя карты изохрон, может быть
определено расчетное время добегания
цунами до любой точки океана или
побережья. Продолжительность его может
меняться от получаса до суток, в
зависимости от координат землетрясения
и расстояния от побережья. Для Камчатки
и Курильских островов время добегания
цунами очень мало – от 30 до 40 минут. При
таком сравнительно малом времени
добегания цунами до побережья Камчатки
и Курильских островов точность прогноза
этого явления приобретают жизненно
важное значение в первую очередь для
населения побережья (для судов в открытом
океане цунами практически незаметно).
Обрушится на берег волна или нет –
неизвестно. Но жители побережий,
находящихся в опасной сейсмической
зоне, почувствовав землетрясение, должны
немедленно бежать прочь от береговой
зоны. Так можно спастись от цунами, когда
время прихода составляет 15-30 минут. Если
же цунами возникает далеко, и волны
перемещаются несколько часов, то
достаточно времени, чтобы подготовиться
к стихии и вывести людей в безопасные
места. Для этого должна действовать
система оповещения населения, чтобы не
возникала паника. Надо, чтобы туристы,
приезжающие отдыхать в сейсмоопасные
районы, об этом знали и четко представляли,
что надо делать в случае тревоги.
Для
прогноза цунами кроме геофизических
методов могут быть использованы некоторые
предшествующие ему природные явления,
например, сильный отлив океана от берега,
происходящий в неурочное время и
достаточно быстро. Отступление океана
в этом случае длится от нескольких минут
до получаса, а в некоторых случаях и
дольше. На Курило-Камчатском побережье
вследствие близости очагов землетрясения
отступление океана длится не более
10-15 минут. При этом, чем дальше океан
отступает от берегов после землетрясения,
тем большей силы достигнет цунами.
Профилактические
мероприятия необходимо проводить прежде
всего в прибрежных районах, ранее
неоднократно поражавшихся цунами. К
ним относят: строительство береговых
укреплений, предохраняющих здания,
сооружения и др. материальные ценности;
волноломы, уходящие в океан на десятки
метров; волнорезы; дамбы; перемычки;
волноотбойные стенки; перемещение домов
на высокие участки побережья; упорядочение
деятельности в приливно-отливной зоне;
облесение побережья; устройство
гаваней-убежищ для судов и т. п.
Предсказание
любого явления особенно стихийного –
дело чрезвычайно сложное. В природе все
взаимосвязано и взаимообусловлено.
Факторов, от которых зависит каждое
явление, много. Сложность в предсказании
цунами усугубляется его зависимостью
от землетрясения. Поэтому прогноз цунами
подразделяется на долгосрочный и
краткосрочный. К краткосрочному относится
прогноз от уже происшедшего землетрясения.
Учет всех данных дает возможность
предсказать будет цунами или нет. К
долгосрочному относят предсказание
всех тех цунами, которые возникнут в
будущем при сильных землетрясениях.
В
1965 г. был учрежден Международный
информационный центр цунами (МИЦЦ).
Начало его организации положено созданием
Службы предупреждения о цунами в США в
1946 г., после того, как побережье страны
и особенно гавайские острова пострадали
от цунами, возникшего после Алеутского
землетрясения 1 апреля 1946 г.
У
нас в России еще в конце 50-х годов прошлого
века на Дальнем Востоке создана служба
предупреждения цунами, охватывающая
Камчатку, Курильские острова, Сахалин
и Приморье. На Гавайских островах
существует Центр предупреждения имени
Ричарда Хагимайера. Сейчас в Индийском
океане, вблизи Индонезии, предполагается
организовать сеть наблюдений, а в
дальнейшем есть намерение сделать
глобальную сеть предупреждений о цунами
и оснастить ее новейшими сейсмографами,
специальными датчиками и бакенами, на
которых будет размещена регистрирующая
аппаратура, и все это объединить
спутниковой системой.
Землетрясение,
случившееся 26 декабря 2004 года в 7 часов
58 минут по местному времени у берегов
Индонезии, стало причиной цунами, которое
обрушилось на остров Суматра, Шри-Ланку,
острова у берегов Таиланда, восточное
побережье Индии, Мальдивские острова
и даже га береговую зону в Сомали в
Восточной Африке. Его магнитуда равнялась
9 по шкале Рихтера. Эпицентр землетрясения
находился вблизи северной оконечности
острова Суматра на глубине около 20 км
под дном океана. Протяженность очага в
направлении северо-запад – юго-восток
составила более 1000 км! Вертикальный
сдвиг пластов земной коры в эпицентре
землетрясения был равен 8-10 м. В
геологическом отношении здесь проходит
граница между двумя литосферными плитами
– крупными блоками земной коры, где
происходит погружение океанической
Индийской плиты под восточную
континентальную. Желоб, протягивающийся
параллельно Суматре, представляет след
такого погружения. В результате
землетрясения образовалась гигантская
волна цунами. Ее высота 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 снизилась до 36 км/ч.
Через 15 минут после первого толчка волна
достигла и смела северную оконечность
острова Суматра. Через 1,5 часа она
обрушилась на побережье Таиланда и
курортного острова Пхукет, через 2 часа
достигла Шри-Ланки, Мальдивских островов
и Индии, за 8 часов прошла Индийский
океан, а за сутки – впервые в истории
наблюдения волн цунами обогнуло весь
Мировой океан. Даже на Тихоокеанском
побережье Мексики высота волны составила
2,5 м.
Цунами
унесло жизни около 300 тысяч человек и
причинило огромный материальный ущерб.
Наибольше число жертв цунами вызвало
в Индонезии и на Шри-Ланке. На побережье
и на глубину на многие километры была
уничтожена вся инфраструктура, сильно
нарушены связь и транспортное сообщение.
По оценкам ООН — это крупнейшая природная
катастрофа, постигшая человечество за
последние 100 лет. К сожалению, в районе
землетрясения сети наблюдений не
существовало, а система оповещения не
была организована.
Шкала оценки силы цунами
Шкала оценки силы цунами
четырехбалльная шкала для оценки силы (интенсивности) цунами по их воздействию на наземные предметы и по высоте волны (М). Предложена К. Ииды и А. Имамуры Умеренное цунами (один балл, высота волны до 2 м) — отмечается заметное затопление плоских берегов, повреждение легких построек. Лодки и легкие суда прибиваются к берегу. Сильное цунами (два балла, средняя высота волны 2-4 м, максимальная — до 6 м) — в прибрежной полосе длиной в десятки км происходит частичное разрушение легких и повреждение прочных зданий, повреждение набережных. Легкие суда выбрасываются на берег или уносятся в море. Побережье покрывается плавучими обломками. Значительное число жертв. Очень сильное цунами (три балла, средняя высота волны 4-8 м, максимальная до 10-20 м) — в прибрежной полосе длиной до 400 км — полное разрушение легких и значительное повреждение прочных зданий, сильный смыв почвы с полей. Повреждение всех судов, кроме самых больших. Много жертв. Разрушительное цунами (четыре балла, средняя высота волны 8-16 м, максимальная — до 30 м) — в прибрежной полосе длиной 500 км — сильное повреждение или разрушение всех построек, уничтожение садов, плантаций. Сильное повреждение крупнейших судов. Много жертв. В России к цунамиопасным относятся побережья Камчатки и Курильских островов, к несколько менее опасным — Сахалина и Приморья. С 1737 по 1937 у побережья Камчатки и Курил отмечено 35 цунами, в том числе в ноябре 1952 — четырехбалльное.
Словарь терминов МЧС,
Смотреть что такое «Шкала оценки силы цунами» в других словарях
Вызвано мощным землетрясением (оценка магнитуды по разным источникам колеблется от 8,3 до 9), которое произошло в Тихом океане в 130 километрах от побережья Камчатки. Три волны высотой до 15—18 метров (по разным источникам) уничтожили город Северо-Курильск и нанесли ущерб ряду прочих населённых пунктов. По официальным данным, погибло более двух тысяч человек.
Вызвано землетрясением с магнитудой 9,1, произошедшим на Андреяновских островах (Аляска), которое вызвало две волны, со средней высотой волн 15 и 8 метров соответственно. Кроме того в результате землетрясения проснулся вулкан Всевидова, расположенный на острове Умнак и не извергавшийся около 200 лет. В катастрофе погибло более 300 человек.
Крупнейшее на Аляске землетрясение (магнитудой 9,2), произошедшее в проливе Принца Уильяма, вызвало цунами из нескольких волн, с наибольшей высотой — 67 метров. В результате катастрофы (в основном, из-за цунами) по разным оценкам погибло от 120 до 150 человек.
Землетрясение с магнитудой 7,1, произошедшее на северо-западном побережье острова Новая Гвинея, вызвало мощный подводный оползень, породивший цунами, в результате которого погибло более 2000 человек.
Распространение цунами по Индийскому океану
В 110 км от побережья полуострова Кии и в 130 км от побережья префектуры Коти произошли два сильных землетрясения (магнитудой до 6,8 и 7,3 соответственно), вызвавших цунами, с высотой волн до одного метра. Пострадало несколько десятков человек.
В 00:58 произошло мощнейшее землетрясение — второе по мощности из всех зарегистрированных (магнитудой 9,3), вызвавшее самое смертоносное из всех известных цунами. От цунами пострадали страны Азии (Индонезия — 180 тыс. человек, Шри-Ланка — 31—39 тыс. человек, Таиланд — более 5 тыс. человек и др.) и африканская Сомали. Общее количество погибших превысило 235 тыс. человек.
Землетрясение магнитудой 6,8 вызвало цунами с высотой волны 30—50 см. Однако, благодаря своевременному предупреждению, население из опасных районов было эвакуировано.
Вызвано землетрясением магнитудой 8, произошедшим в южной части Тихого океана. Волны в несколько метров высотой достигли и Новой Гвинеи. Жертвами цунами стали 52 человека.
Примеры сильных цунами
Эпицентр землетрясения
вблизи о-ва Унимак (Алеутские острова)
в районе Алеутской впадины. Несмотря
на большое удаление Гавайских островов
от очага цунами (3700 км), даже там
зафиксированы волны высотой 11 м (о-в
Оаху) и 16 м (о-в Гавайи). Цунами достигло
берегов Аляски, Северной и Южной Америки.
Наибольшая волна наблюдалась на о-ве
Унимак: маяк, стоявший на м. Скотч-Кап,
в 34 м над уровнем моря, был смыт, и весь
его обслуживающий персонал (5 человек)
погиб. В общей сложности жертвами этого
цунами стали около 200 человек. Убытки
исчисляются суммой в 26 млн. долларов.
5 ноября 1952 г.
Это цунами является
сильнейшим для Дальневосточного
побережья СССР, особенно по своим
последствиям, поэтому ему следует
уделить больше внимания, тем более что
жителями Дальнего Востока оно не забыто
до наших дней. В ночь с 4 на 5 ноября 1952
г. около 4 час. по местному времени жители
Северо-Курильска были разбужены
7-балльным землетрясением.
Через 45 мин. после
начала землетрясения послышался громкий
гул со стороны океана, и уже через
несколько секунд на город обрушилась
огромная волна, двигавшаяся с большой
скоростью и имевшая наибольшую высоту
в центральной части города, где она
катилась по долине речки.
Через несколько
минут волна отхлынула в море, унося с
собой все разрушенное. Отступление
первой волны было столь интенсивным,
что дно пролива обнажилось на протяжении
нескольких сотен метров. Наступило
затишье.
Через 15-20 мин. на
город обрушилась вторая, еще большая
волна, достигавшая 10-метровой высоты.
Она нанесла особо сильные разрушения,
смывая все постройки на своем пути,
сохранились лишь цементные фундаменты
домов.
Через несколько
минут после второй волны пришла более
слабая, третья волна, которая вынесла
на берег много обломков. Все это было
разбросано по территории города и по
берегам пролива. В 9 час. утра наблюдались
сильные колебания уровня океана, которые,
слабея, повторялись в течение всего дня
5 ноября.
В проливе во время
прохождения волн происходило образование
водоворотов и сулоев — стоячих волн и
вертикальных всплесков, образующихся
в результате столкновения течений,
идущих из Тихого океана и Охотского
моря навстречу друг другу.
Так развивались
события во время цунами в Северо-Курильске.
Оно охватило почти 700-километровую зону
Дальневосточного побережья. Самые
высокие волны при этом отмечены в бухтах
Пираткова (10-15 м) и Ольга (10-13 м) на Камчатке.
22 мая 1960 г.
Вблизи Вальдивии
(побережье Чили) катастрофическое
землетрясение возбудило цунами,
охватившее побережье всех стран Тихого
океана. Большинству государств оно
причинило огромный материальный ущерб.
Имелись человеческие жертвы. Высота
волн у берегов Чили достигала 20 м.
Количество жертв только в Чили исчислялось
2000 человек. 50 тыс. домов превратились в
развалины. Общий ущерб составил несколько
сот миллионов долларов.
Системы предупреждения цунами
Системы предупреждения цунами строятся главным образом на обработке сейсмической информации. Если землетрясение имеет магнитуду более 7,0 (в прессе это называют баллами по шкале Рихтера, хотя это ошибка, так как магнитуду не измеряют в баллах. Измеряют в баллах балльность, характеризующую интенсивность сотрясения грунта во время землетрясения) и центр расположен под водой, то подаётся предупреждение о цунами. В зависимости от региона и заселённости берегов условия выработки сигнала тревоги могут быть различными.
Вторая возможность предупреждения о цунами это предупреждение «по факту» — способ более надёжный, так как практически отсутствуют ложные тревоги, но часто такое предупреждение может быть выработано слишком поздно. Предупреждение по факту полезно для телецунами — глобальных цунами, оказывающих влияние на весь океан и приходящих на другие границы океана спустя несколько часов. Так, индонезийское цунами в декабре 2004 года для Африки является телецунами. Классическим случаем являются Алеутские цунами — после сильного заплеска на Алеутах можно ожидать существенный заплеск на Гавайских островах. Для выявления волн цунами в открытом океане используются придонные датчики гидростатического давления. Система предупреждения, основанная на таких датчиках со спутниковой связью с приповерхностного буя, разработанная в США, называется DART (en:Deep-ocean Assessment and Reporting of Tsunamis). Обнаружив волну тем или иным образом, можно достаточно точно определить время её прибытия в различные населённые пункты.
Существенным моментом системы предупреждения является своевременное распространение информации среди населения. Очень важно, чтобы население представляло, какую угрозу несёт с собой цунами. В Японии имеется множество образовательных программ по природным катастрофам, а в Индонезии население в основном не знакомо с цунами, что и стало основной причиной большого количества жертв в 2004 году. Также важное значение имеет законодательная база по застройке прибрежной зоны.