ПОИСК Статьи Чертежи Таблицы Резонанс — Прибрежные явления из "Сейсмические морские волны цунами " Мы рассмотрим различные прибрежные явления, связанные с цунами (предвестники цунами, начальный отход воды, бор, вторичные волны). Однако прежде чем перейти к этим темам, рассмотрим коротко понятие о радиационном напряжении, впервые данное Лонге-Хиггинсом и Стюартом [371—373, 375]. [c.194] Лонге-Хиггинс и Стюарт разработали концепцию радиационного напряжения по аналогии с радиационным давлением, т. е. силой, действующей на поверхность, на которую падает электромагнитная волна. Эта сила направлена по направлению распространения волн и не обязательно изотропна. В гидромеханике изотропное напряжение обычно понимается как давление. Поскольку термин давление связан с изотропностью, Лонге-Хиггинс и Стюарт ввели термин радиационное напряжение , который не подразумевает изотропность. [c.194] Например, для волн на поверхности воды количество движения направлено параллельно направлению их распространения и пропорционально квадрату амплитуды. Предположим, что волновой цуг отражается от препятствия или стенки, тогда направление количества движения должно смениться на обратное. Из-за требований сохранения количества движения на препятствие действует сила, равная быстроте изменения волнового количества движения. Разность между падающим и отраженным потоками количества движения называется радиационным напряжением. [c.194] Лонге-Хиггинс и Стюарт [375] использовали радиационное напряжение для объяснения взаимодействия волн с течениями. Принцип заключается в следующем по аналогии с теорией упругости и теорией пластичности авторы ввели выражения для энергии на единицу длины и скорости деформации. Предположим, на волновую поверхность действует некоторый поток (например, течение). Это течение создает деформацию течения, скорость которого будет противоположна радиационному напряжению. [c.195] Накамура и Ватанабе объясняют отсутствие предвестника на побережьях Америки косым подходом к побережьям первичной волны. Они указывают, что наличие предвестников в других местах (например, в Японии) связано с резонансом в заливах и на шельфах, который может произойти до прихода основного цунами. [c.196] Накамура и Ватанабе [477] изучили предвестники чилийского цунами в мае 1960 г. Они отметили, что ни одно из предыдущих цунами на побережье Японии не имело предвестников и что чилийское цунами не вызвало предвестников нигде, кроме Японии. Эти два заявления вызывают недоумение, и я отношусь к ним довольно скептически. [c.197] На рис. 4.8 показан предвестник чилийского цунами в мае 1960 г. в Ханасаки. Авторы отождествляют предвестник с движением воды в заливах и вдоль побережья до прихода больших волн цунами. Если это действительно так, то трудно объяснить следующие наблюдения 1) цунами на Камчатке в ноябре 1952 г. имело предвестник на о-вах Мидуэй 2) ни цунами чилийского землетрясения в мае 1960 г., ни цунами аляскинского землетрясения в марте 1964 г. не имели предвестников на станциях западного побережья Канады (рис. 4.9). [c.197] Накамура и Ватанабе разработали простую теорию для объяснения появления предвестника и показали, что для больших углов подхода первичной волны предвестник не может быть четко выявлен. [c.197] Кроме того, для генерации предвестника необходимо, чтобы период цунами был значительно больше, чем период сейши залива, в котором установлен самописец уровня моря. [c.197] Накамура и Ватанабе [477] объяснили, что отсутствие предвестника на побережье Японии при камчатском и алеутском цунами связано с косым подходом волны. Они дали то же объяснение отсутствию всюду, кроме Японии, предвестника чилийского цунами 1960 г. [c.197] И обратно пропорционален корню квадратному из времени. В выражении (4.70) g — ускорение свободного падения О (х) — глубина океана х — направление движения цунами. [c.198] Первоначальный отход воды. В популярной и научной литературе много написано о первоначальном отходе воды до прихода цунами на побережье. После тщательного изучения сотен записей цунами я сделал вывод, что хотя можно привести множество примеров первоначального отхода воды имеется также множество примеров, когда такого отхода не происходило. [c.199] Я не могу составить какого-либо определенного мнения по этому вопросу. Однако упомяну теорию Черкесова, согласно которой при учете вязкости при вычислении формы свободной поверхности возникает волна понижения, которая появляется перед головной волной цунами. При этом влияние вязкости на главную волну цунами довольно мало (оно может уменьшить ее амплитуду на 2 %). Если же вязкость не учитывать, то понижение перед основной волной не возникнет. [c.199] Спилфогел [593] теоретически показал, что в некоторых случаях набегание воды на пляж вызывается отрицательной волной, за которой следует положительная волна. [c.199] Рассмотрим двумерный поток на наклонном пляже. Пусть У, т], X и — соответственно скорость, возвышение уровня, горизонтальная координата и время ( означает, что рассматриваются размерные величины). [c.199] Из последних двух уравнений видно, что экспоненциальное набегание воды на береговую линию вызывается ведущей отрицательной волной, за которой следует положительная волна. [c.202] Таким образом, скорость воды V не зависит Ът смещения х и обратно пропорциональна 6. [c.203] Вернуться к основной статье