Сейсмические морские волны. Цунами - Мурти Т.С.
Скачать (прямая ссылка):
160
Пресс и другие [526] показали, что топография ложа океана в эпицентре землетрясения является важным фактором, определяющим эффективность возбуждения Г-фазы при землетрясениях. Если дно горизонтально, что эффективность возбуждения уменьшается с увеличением глубины гипоцентра. С другой стороны, возрастание глубины океана в направлении распространения Г-фазы может облегчать выход звуковых волн в водную среду и создавать подходящие условия для образования подводного волновода.
Авторы связывают различие между своими результатами и выводами Лита [355] главным образом с эффектами континентальной части пути Г-фазы и введенными поправками (табл. 3.4). Юинг и другие [158, с. 49] настаивают на этом:
Таблица 3.4. Характеристики Г-фазы согласно данным Ламонтской обсерватории и Лит
Характеристика
Ламонтская обсерватория
Лит
Период =^0,5 С
Магнитуда землетрясения, необходи- ^7,0 мая для возникновения 7-фазы
Возможность использования для Весьма определен-
предсказания цунами в Атлантике ная
Скорость распространения в Атлан- Со скоростью зву-
тике ка в воде
Скорость распространения на мелкой 3,75—5,5 км/с воде и на суше
0,5—1,0 с Возможно, меньше 7
Абсурдная 1,70—2,65 км/с 1,46—1,53 км/с
«Логичность и прекрасное согласие наших результатов со скоростью звука в воде оставляют мало места для сомнения в том, что 7-фаза распространяется как волна сжатия в воде. Дополнительным сильным аргументом является подобие между записями с помощью гидрофонов SOFAR Г-фазы и сигналами от взрывов бомб на оси звукового канала. Кроме того, гипотеза отождествления 7-фазы с 5#-волнами в донных отложениях океана немедленно опровергается тем, что такие волны не могут выходить в воду и регистрироваться гидрофонами».
Юинг и другие [158] согласны, что их исследование охватывает лишь Г-фазы при отсутствии разрушительных цунами. Поскольку цель службы цунами состоит в предупреждении именно о таких больших волнах, способных нанести ущерб, то до тех пор, пока 7-фазы больших и разрушительных цунами не изучены, трудно сказать, насколько они помогут службе предупреждений. Однако можно отметить значительный успех недавнего применения Г-фазы для предупреждения о цунами во Французской Полинезии (см. главу 6).
И Заказ no 5
161
Распространение цунами по континентальному шельфу
В первой главе обсуждались три типа уравнений соответственно трем диапазонам значений параметра Урселла. При малых значениях этого параметра существенна фазовая дисперсия, по-
Рис. 3.20. Общие очертания смещений земной коры (единицы условные). [116].
Стрелкой указан разлом бассейна Санта-Мария.
этому используются линейные уравнения. При больших значениях параметра важна амплитудная дисперсия и требуется решать нелинейную систему уравнений длинных волн. В промежуточной зоне, соответствующей распространению цунами по континентальному шельфу, следует применять уравнение Бусси-неска. До недавнего времени это не было сделано. Лишь в 1975 г. Чен и другие [116] построили численную модель на основе уравнений Буссинеска. Они использовали работу Пери-грина [513], который впервые применил приближение Буссинеска для двухмерной области с переменной глубиной.
162
Эта модель применялась для исследования цунами от сильного землетрясения в районе каньона Диабло в Калифорнии, на разломе бассейна Санта-Мария. На рис. 3.20 показано предполагаемое движение дна в начальный момент землетрясения. Результаты показали, что уравнения Буссинеска дают слегка заниженное значение наибольшей высоты волны цунами.
В заключение этого раздела рассмотрим один аспект трансформации энергии цунами, впервые рассмотренный Иосида [714]. Согласно этому автору, волны наибольшей амплитуды и, следовательно, наибольшей энергии будут появляться в волновом цуге раньше на малых расстояниях от очага цунами и позже на больших. Другими словами, разница между временем прихода первой и наибольшей волн цуга возрастает с расстоянием. Хотя догадка Иосида, по-видимому, справедлива для японских данных, но она не является универсальной, как можно усмотреть из табл. 3.5. В этой таблице в качестве периода цунами приве-
Таблица 3.5. Данные измерений цунами от аляскинского землетрясения в марте 1964 г. на западном побережье Канады
Станция
Расстояние по дуге большого круга, км
Наблюденный период
максимальной волны, ч мин
Вычисленный
период цунами, мин
Отношение периода наибольшей волны к времени добегания
Виктория
Фулфорд-Харбор
Ванкувер
Мыс Аткинсон
Порт Алберни
Тофино
Албертбэй
Оушен-Фоллз
Белла-Белла
Тасу
Принс-Руперт
2056 0 16 7,1 0,06
2010 5 18 6,8 1,06
1995 1 45 6,4 0,31
1984 3 43 6,4 0,67
1922 2 00 6,8 0,45
1880 1 50 7,3 0,54
1710 0 14 6,5 0,06
1530 0 25 5,8 0,09
1523 0 31 6,4 0,16
1304 0 19 6,9 0,16
1254 1 20 5,6 0,41
дены промежутки времени между прохождением первого и второго гребней волны в каждом пункте. Наблюденный период сопоставлен с результатом расчета по формуле Стоили [600]:
T = 0,03058 (-^-)1^, (3.154)
где x — расстояние от очага, t — время пробега, определяемое по моменту прихода первой волны в данный пункт. Коэффициент пропорциональности вычислен в системе CGS. По данным табл. 3.5 видно, что формула (3.154) занижает период цунами по меньшей мере на порядок. Легко понять, почему так значительно отличается вычисленный период волны от
