ПОИСК Статьи Чертежи Таблицы Распространение цунами из "Сейсмические морские волны цунами " При распространении волн цунами имеет место дисперсия, а на мелководье существенна рефракция, в то время как рас-сеивание на неровностях дна в открытом океане незначительно. [c.141] Бэкус показал, что вращение не влияет на групповую скорость волн на глубокой воде, хотя их траектории отклоняются от дуг больших кругов на величину, пропорциональную периоду. С другой стороны, для волн на мелкой воде вращение изменяет групповую скорость (так же как и траектории). Однако степень изменения не зависит от периода волн. Если глубина либо неоднородна, либо меньше длины волны, то необходимо принимать во внимание рефракцию. [c.142] Со=Уё /)о- Над гребнем донного хребта скорость волны меньше, а над ложбиной — больше, чем скорость Со- Волна теряет больше времени при прохождении над гребнем, чем выигрывает его при прохождении над ложбиной, и в целом ее движение замедляется. Этот вывод справедлив, если длина волны много меньше расстояния между гребнями дна. Катц [313] также показал, что средняя фазовая скорость длинных волн над неровным дном меньше скорости, вычисленной по средней глубине. [c.142] Всегда может случиться, что длина волн на поверхности сравнима с размерами нерегулярностей дна. Мак-Голдрик [397] для изучения общей задачи о длинных волнах над синусоидальным дном применил линеаризованные уравнения мелкой воды, не накладывая ограничений на длину волны и на амплитуду и горизонтальный масштаб нерегулярностей дна. Единственное ограничение состояло в том, чтобы гребни волн дна не выступали над поверхностью воды в этом случае задача о прогрессивных волнах теряет смысл, переходя в задачу о сейшах. [c.142] Кадзиура [304] исследовал частичное отражение волн над подводным рельефом. Было показано, что коэффициент отражения от переходной зоны протяженностью не более 0,05 длины падаюихей волны такой же, как от ступенчатых границ (разрывов глубины). Если же элементы рельефа соизмеримы с длиной волны, коэффициент отражения мал. [c.143] Кадзиура [303] вычислил коэффициент отражения длинных волн от подводного гребня при условиях, типичных для южной части Японского моря. Если I — половина ширины гребня, а Яоо — длина падающей волны, то коэффициент отрал ения уменьшается с ростом отношения // Ьоо. При 1 250 км отраженная волна несет менее 10 % энергии падающей волны. [c.143] Накамура [473] дал сжатый и четкий обзор действия различных факторов на скорость распространения длинных гравитационных волн в океане сжимаемости и вязкости воды, эластичности земной коры под океаном, вращения и кривизны Земли. Он показал, что для волн с длиной от 100 до 10 000 км воздействие этих факторов не выходит за пределы 1 %. [c.143] Два важных результата следовали из этих расчетов во-первых, подъем уровня от передней волны уменьшается с увеличением расстояния от очага, но вновь возрастает вблизи берегов Японии и Аляски, во-вторых, подъем от второй волны оказывается значительным у берегов Японии, Аляски и на Гавайях и несколько меньше у островов Мидуэй и Уйэк. [c.143] Наблюдавшаяся амплитуда цунами почти вдвое больше рассчитанной, кроме измеренной на о-вах Кантон и Уэйк. Это расхождение не является чрезмерным, так как в теоретическом расчете не учтены эффекты мелководья, дисперсии, диссипации, дифракции, рассеивания и отражения единственный фактор, учитываемый в расчете,— преломление. Обратное отношение расчета и измерений на о. Кантон может быть связано с тем, что самописец уровня моря здесь стоит на за-ш.ищенной стороне острова (под его прикрытием). [c.144] Хатори и Койама [214] составили диаграммы времени добегания цунами (фактически обратные рефракционные диаграммы) для 19 репрезентативных японских станций и рассмотрели данные о цунами за 1894—1969 гг. (рис. 3.11). [c.144] Метод волновых фронтов Гюйгенса требует огромных вычислений для достижения точных результатов. Гилмур [178] модифицировал метод Гюйгенса, вычислил время добегания для ряда больших кругов и построил изохроны добегания, получив картину волновых фронтов. Брэддок и тут указал, что если дуги больших кругов отклоняются от волновых лучей, метод будет приводить к неверным результатам. [c.146] Узлы нормалей соединяются отрезками дуг больших кругов, меньшими, чем длина DL. Время добегания вдоль каждого отрезка оценивается по батиметрической карте. [c.146] Путем интерполяции на луче 52 строятся дополнительные узлы так, что наибольшее расстояние между соседними узлами меньше 082. По параметрам и, Q вычисляются шаги сетки ОМ2, ОЬ2 и около луча 52 строится новая сетка, дающая следующее приближение. В сущности, для построения сеток нет необходимости использовать дуги больших кругов между узлами, так как при их измельчении в процессе последовательных приближений эти дуги укорачиваются настолько, что прямые отрезки изображают их достаточно точно. Согласно Брэддоку, эти последовательные приближения дают монотонно убывающие последовательности времени добегания Гг и путей 5г, сходящиеся к пределу. Фактически каждый путь волны 5г является центральной линией для последующих построений возможных путей на сетке. Таким образом, Гг Гг-ы для всех / 1. [c.147] Параметры /, Q и определяют объем вычислений и точность, достигаемую на каждом шаге. Из уравнения (3.133) следует, что 0 / 1. Брэддок нашел, что если значение мало (около 7г), то продольный шаг 08 быстро уменьшается и нужно большое количество узлов для промежуточных приближенных положений луча, а это требует большой машинной памяти. Для больших значений (около /4) уточнение на каждой итерации слишком мало и требуется большой объем вычислений, что приводит к увеличению машинного времени. В общем, контролируя значение Q, т. е. ограничивая число дуг каждой сетки, можно уменьшить количество вычислений. Из уравнения (3.132) очевидно, что Q l, так как Q l подразумевает 0Ь1 081, а это значит, что путь 5г может не содержаться в наборе возможных путей следующей сетки. Из этого следует, что время Г/ не обязательно монотонно убывает и может даже возрастать. Равенство и = 1 означает, что тангенциальные и нормальные шаги сетки равны. Брэддок установил, что большая точность достигается при 7 1. [c.147] Дуга большого круга (сплошная линия) и оптимальный путь волны по уточненной методике [87]. [c.148] Сидней, а время добегания до него больше (рис. 3.16). Записи на о. Маккуори обнаруживают повторные приходы цунами. Брэддок указал, что эти повторные волны, которые указывают на время добегания 26 ч 39 мин и 31 ч 54 мин, зарегистрированы с ошибками. [c.150] Направленность цунами так или иначе связана с преобладающим направлением, в котором энергия излучается эпицентром. Почти нет сомнения в том, что асимметрия является скорее правилом, чем исключением. Алеутское цунами 1/1У 1946 г. показало заметную направленность распространения энергии. Наибольшая амплитуда цунами на Гавайских островах (3200 км к югу от эпицентра) была около 16,8 м. На о. Уэйк, примерно на том же расстоянии к юго-западу от эпицентра, цунами не было замечено. На о. Унимак, на небольшом расстоянии к северу от эпицентра, наблюдались волны с амплитудой 30,5 м. Таким образом, большая часть энергии была направлена на север и на юг. [c.151] Вернуться к основной статье