Сейсмические морские волны. Цунами - Мурти Т.С.
Скачать (прямая ссылка):
где Ri и R2 — расстояния от очага до побережья Орегона и от Орегона до Ханасаки. Таким образом, высота волны у Ханасаки на глубине 3017,5 м
где #! = 3057,1 км, #2=10 136,7 км. По закону Грина, высота волны в пункте установки самописца уровня моря в Ханасаки на глубине 6,1 м будет равна
Для наблюденной волны в Кресент-Сити Як = 85 см. Отсюда находим
#914 4 = 25 см, ## = 5,3 см, #,- = 3,6 см, Ях=17см. (3.153)
Полученное таким приближенным способом значение 17 см прекрасно согласуется с высотой волн, измеренной 9—11 ч спустя после первого незначительного волнового цуга, достигшего Xa-
Шимозуру и Акима [574] обнаружили возможное отражение цунами от о. Гуам. 21/ХП 1946 г. в 4 ч 19 мин по японскому стандартному времени южный берег о. Сикоку подвергся землетрясению, эпицентр которого имел координаты 33,0° с. ш., 134,8° в. д., а магнитуда составляла 8,1. Самописцы уровня моря четырех станций — Хачиное, Мера, Ито, Учиура — во время этого цунами зарегистрировали как долгопериодные, так и короткопериодные волны.
Так как долгопериодные волны незначительно искажаются диссипацией за время пробега и легче отражаются при резких изменениях глубин, отраженные волны легче обнаружить именно среди них. Чтобы выделить из данных самописцев уровня моря записи таких волн, пришлось отфильтровать прилив и короткопериодные волны. Профильтрованные записи содержат волны со средним периодом около 80 мин. Естественно, возникает вопрос, являются ли эти волны следствием чисто местных эффектов типа резонанса в бухте, где стоит самописец уровня моря, или их источник лежит за ее пределами. Вопрос разрешается путем сравнения указанных записей с записями цунами при землетрясении в Тонанкаи 7/XII 1944 г. с эпицентром с координатами 34,0° с. ш., 137,1° в. д. и магнитудой 8,3. Эпицентры этих двух землетрясений достаточно близки, чтобы считать пути пробега волн до регистраторов почти одинаковыми. Записи второго цу-
(3.150)
(3.151)
(3.152)
насаки.
156
нами, также профильтрованные, не содержат долгопериодных компонент, как записи цунами от землетрясения в Нанкаи. Отсюда авторы заключают, что эти долгопериодные волны не связаны с местными особенностями, а их источник лежит поблизости от очага цунами.
Графики изменения во времени периода и амплитуды таких профильтрованных записей для Хачиное и Ито показали, что как период, так и амплитуда волн непрерывно уменьшались в течение нескольких часов после их первоначального максимума, затем вдруг снова резко возрастали. В Хачиное от прихода прямой волны до прихода отраженной волны прошло 5 ч 36 мин, в Ито — 6 ч 10 мин. Поскольку при этом землетрясении не наблюдалось заметных афтершоков, эти повторные всплески не могли быть следствием новых цунами от афтершоков, но должны были быть вызваны отражением волн от удаленных берегов.
Кокрэйн и Артур [119] построили волновые фронты, чтобы определить вероятные границы отражения волн, имея в виду либо о. Гуам, либо Марианскую впадину. Если бы отражение произошло от впадины, то фаза отраженной волны должна была бы измениться на обратную, но так как на записях этого не наблюдается, авторы заключили, что вероятнее всего нанкайское цунами отразилось от о. Гуам и окружающих его рифов. Вопрос состоит в том, почему амплитуда отраженной волны в Хачиное больше, чем прямой. Авторы не нашли более определенного ответа, чем рассуждения о том, что прямые волны могли претерпеть рассеивание на пути через подводные гряды о-вов Изу.
Мурти и Бойлард [456], изучая спектры записей цунами в Тофино на западном берегу Канады (рис. 3.19) от аляскинского землетрясения 1964 г., установили некоторые признаки трансокеанского отражения. В общем, рис. 3.19 указывает на диссипацию волновой энергии. Пик на периоде 87,3 мин в четвертом интервале записи самописца уровня моря сильнее, чем в третьем. Это может быть вызвано как трансокеанским отражением, так и взаимодействием цунами и прилива, или обеими причинами вместе.
Г-фаза и ее приложение к цунами
Г-фаза — это короткопериодные (около 0,5 с) сейсмические волны, которые впервые были обнаружены^Лайнхеном [362] на сейсмограммах землетрясений, происшедших в Вест-Индии. Юинг и другие [159] предположили, что 7-фазу можно использовать для предупреждения о цунами. Лит [355] строго раскритиковал это предложение, но Юинг и другие [158] представили дополнительные аргументы в пользу своего предложения. Вероятно, ни один вопрос, связанный с цунами, не породил столь
157
противоречивых высказываний и безусловно заслуживает дальнейшего внимания.
Г-фаза является волной сжатия, распространяющейся в морской воде со скоростью звука [631]. Юинг и другие [159] уста-
Рис. 3.19. Нормализованные стополосные энергетические автоспектры для Тофино.
а —> вычисленный по полной 40-часовой записи, б — вычисленные по четырем 10-часовым частям той же записи. Числа — периоды в минутах.
новили, что ее период составляет 0,5 с и менее, а скорость возрастает от звуковой в глубоководных районах океана до 3,7— 5,5 км/с в шельфовой зоне и на суше. Причем по мере распространения по суше амплитуда волн быстро уменьшается.
