Специальные функции математической физики - Кафтанова Ю.В.
ISBN 978-966-2046-62-5
Скачать (прямая ссылка):
Фактически, вторая ударная волна в независимом режиме представляет собой горизонтальный слегка выпуклый вверх энергетический нож, показанный на схеме «Б».
54
Ее жертвы очень характерны — срезанные под корень деревья и дома, люди, будто попавшие под ковш экскаватора, измененный рельер прибрежной полосы, срезанные у поверхности коралловые риры, исчезнувшие ррагменты береговой полосы, как будто вырезанные из карты ножницами злого ребенка и т. п. очень характерные страшные разрушения вдоль побережья.
Если человек стал свидетелем такого цунами, находясь на побережье, у него практически нет шансов остаться в живых. Более того — скорее всего будут разрушены имеющиеся при нем приборы видео- и ротосъемки. Поэтому ротограрии таких страшных катаклизмов были сделаны либо с самолета, либо из космоса, а репортажи очевидцев прихода цунами у эпицентра рактически отсутствуют.
Даже в наш просвещенный век инрормация о подобного рода сверхразрушительных цунами поступает в средства массовой инрормации с большим опозданием.
На фото — 23 июня 2004 года и 28 декабря 2004 года. Пострадавший от цунами 26 декабря 2004 г. участок побережья провинции Банда-Ачех, о. Суматра, Индонезия.
Пострадавший от цунами 26 декабря 2004 года участок побережья провинции Банда-Ачех, о. Суматра, Индонезия (снимок со спутника). Видно, что направленная волна цунами будто бы ножом срезала часть прибрежной полосы и почти все деревья, а также жилые и иные постройки. Часть побережья оказалась подтопленной.
Эпицентр мощнейшего землетрясения находился всего в нескольких километрах к северу от острова Симелуэ, лежащего у западного побережья о. Суматры и располагался на глубине 20 километров.
В первые же минуты разлом в земной коре распространился на 1200 километров в северном направлении вдоль Зондского грабена и через семь минут достиг Андаманских
55
островов. В некоторых местах разломившиеся участки коры сдвинулись друг относительно друга на целых 20 метров. По подсчетам ученых, энергия этого землетрясения равнялась суммарной энергии всех землетрясений, происходивших на нашей планете в 1976-1990 годах XX века.
Однако когда волны цунами некоторое время свободно распространяются вдоль поверхности океана, они претерпевают третий фазовый переход — процесс соединения двух волн в единую энергообменную систему-тандем — первой классической и второй ударной волны. К этому моменту волны цунами теряют часть своей разрушительной силы и становятся несколько менее опасными.
Если бы волны цунами распространялись в условиях идеальной жидкости без трения, как любят представлять этот процесс физики, две волны (классическая первая и ударная вторая) никогда не шли бы в паре одна за другой.
Но в реальных природных условиях сплошной среды существует понятие трения и рассеивания энергии, которые замедляют движение первой волны и вызывают потери ее внутренней энергии. Поэтому через некоторое время вторая ударная волна догонит классическую первую волну, и они продолжат движение совместно.
Движение таких волн описывается совершенно иной математической моделью, нежели модель момента формирования ударной волны и ее движение у эпицентра.
При приближении цунами этого типа у людей на берегу появляется шанс спастись. Такие цунами чаще всего регистрируют на фото и видео очевидцы — фотографии приведены в первом параграфе главы.
Рассмотрим, как движутся и перераспределяют энергию основные разрушительные волны цунами — первая классическая и следующая за ней вторая ударная волна.
Первая классическая волна цунами тормозится в океане с потерей энергии за счет трения в сплошной среде (воде океана). Ее нагоняет отставшая на некоторое время вторая ударная волна, которая не может двигаться быстрее первой, и они начинают совместное движение вперед с практически одинаковой скоростью.
Как аномальный объект, напоминающий упругую энергетическую мембрану, ударная волна не может поглотить первую волну или сложиться с нею по привычным волно-56
вым законам. Вместо этого ударная волна должна постоянно поддерживать первую волну, подпитывать ее и передавать ей порцию своей энергии при торможении.
Данный процесс носит дискретный характер. Как только первая волна притормаживает, вторая — ударная волна — передает ей небольшую порцию (своеобразный квант) энергии и слегка ускоряет первую.
Классическая первая волна принимает энергию по волновым законам. В то же время ударная вторая волна отдает энергию исключительно дискретными порциями — скачками (наподобие отрывающихся от гибкой мембраны кусочков), так как ее целевая функция не является гладким и непрерывным математическим объектом. Ударная волна — разрывная функция скачка энергии.
Характерные колебания у поверхности океана перед проходом цунами регистрируют ученые-океанологи в зонах опасности цунами. Возбуждаемые этим процессом волны распространяются в приповерхностном слое океана быстрее, чем идут сами волны цунами на дозвуковых скоростях.
Если волнам цунами предоставить возможность двигаться беспрепятственно, можно наблюдать следующее явление. Энергия глубоких волн, распространяющихся как составная часть первой волны в среде в толще воды океана, будет достаточно быстро гаснуть, не получая энергетической подпитки от идущей следом второй приповерхностной ударной волны.
