tsunami

«Цунами» в переводе с японского значит «волна в гавани». Это довольно точная передача сущности этого явления.

Вдали от берегов, в открытом океане, цунами незаметны. А такими как мы их знаем волны становятся вблизи берегов и в гаванях.

Давайте рассмотрим что такое цунами, каковы причины возникновения цунами и их последствия?

Причины возникновения цунами.

В большинстве случаев (их около 85%) причиной возникновения цунами являются вертикальные смещения морского дна при землетрясениях. При этом поддвиг (субдукция) одной литосферной плиты под другую вызывает внезапное поднятие последней, а вместе с ней и поднятие огромных масс воды.

От места поднятия расходятся поверхностные волны. Они достигают ближайших берегов и называются местными цунами. Эти волны могут достигать высоты 30 метров и вызывают большие разрушения на берегах вблизи эпицентра землетрясения.


Но поднятие морского дна порождает ряд подводных волн по природе сходных со звуковыми, или ударными волнами.

Они распространяются в толще воды от поверхности до дна океана со скоростью 600-800 км/час. При приближении таких волн к удаленным берегам энергия их концентрируется из-за уменьшения глубины. Возникают поверхностные волны, которые и обрушиваются на берег. Эти цунами называются удаленными.

Такие волны способны со скоростью 200 м/сек за 22-23 часа пересечь Тихий океан от Чили до Японии.

В океане, из-за своей длины в 200-300 км и высоты всего 0,5 метра, с поверхности воды и с воздуха они не заметны.

Другая причина возникновения цунами —  оползни выше или ниже уровня воды. Такие волны возникают в 7% случаев и  имеют местное значение. Но высота их при этом может достичь более 20 метров и вызвать соответствующие разрушения. А при определенных условиях, как например, при землетрясении на Аляске и  оползне в бухте Литуйя в 1958 году волна, достигшая противоположного берега бухты имела высоту 524 метра.

Приблизительно в 5% случаев причина возникновения цунами — извержение вулканов. Классический пример — взрыв вулкана Кракатау вблизи острова Ява в 1883 году. Возникшие волны стали причиной гибели 36 000 людей, а действие их ощущалось во всех гаванях мира.

Последствия цунами.


Кроме гибели людей цунами вызывают затопления значительных прибрежных территорий и засоление почв, разрушение зданий и сооружений, размыв почвы, повреждение судов, пришвартованых у берега.

Чтобы уменьшить ущерб от последствий цунами строительство следует вести вне зоны их воздействия. Если это не возможно — строить здания так, чтобы они воспринимали удары своей короткой стороной, или располагать их на прочных колоннах. В этом случае волна свободно пройдет под зданием, не нанося ему ущерба.

При угрозе цунами суда, пришвартованные у берега, необходимо вывести в открытое море.

Предвестники цунами.

К сожалению, их немного. Это, прежде всего, землетрясение даже если оно слабое. Мы не можем знать где оно произошло, на суше или под морским дном, какая его мощность и возникли ли при этом цунами. Поэтому, находясь на берегу моря, любое землетрясение следует считать предвестником цунами.

В некоторых случаях перед приходом цунами наблюдаются нетипичные, несвоевременные отливы продолжительностью от нескольких минут до получаса.

otliv

Возникновение такого отлива после землетрясения должно насторожить. (фото)

Очевидцы часто отмечают нетипичное поведение животных, которые проявляют беспокойство, стараются покинуть прибрежную полосу и, якобы, подняться на возвышенные места.

Сочетание всех перечисленных предвестников цунами ни у кого не должно вызывать сомнений и единственно правильные действия в этой ситуации — принятие мер по спасению.

Что делать при наступлении цунами.


Цунамиопасными считаются участки  вдоль берега моря, морских заливов, гаваней, высота которых не превышает 15 метров над уровнем моря. А если ожидаются цунами местного характера — то  участки с высотой менее 30 метров.

Находясь в таких районах следует заранее продумать последовательность своих действий при наступлении опасности.

Надо позаботиться о том, чтобы документы, необходимый минимум вещей и продуктов всегда были под рукой.

Следует оговорить с членами семьи место встречи после бедствия, обдумать пути эвакуации  из опасной прибрежной зоны или наметить места для спасения при невозможности эвакуации. Это могут быть местные возвышенности или высокие капитальные строения. Двигаться к ним надо кратчайшим путем, избегая низменных мест. Безопасным считается расстояние 2-3 км. от берега.

Помните, что при наблюдении предвестников цунами, подземных толчков или поступлении предупреждений о местных цунами время для спасения может измеряться минутами.

Возникновение отдаленных цунами фиксируется системами предупреждения и прогноз сообщается по радио и телевидению. Таким сообщениям предшествуют звуки сирен.

Количество, высоту волн, а также интервал между ними прогнозировать невозможно. Поэтому после каждой волны к берегу в течении 2х-3х часов приближаться опасно. Промежуток между волнами целесообразно использовать для подыскания наиболее безопасного места.

iv>

Любое землетрясение, ощущаемое на берегу моря, следует считать цунамиопасным.

Нельзя приближаться к берегу чтобы посмотреть на цунами. Считается, что если вы увидели волну и находитесь на низменном месте — спасаться уже поздно.

Соблюдение этих простейших правил поведения, знание предвестников цунами могло-бы уменьшить количество жертв цунами в Индийском океане в 2004 году. Ведь по словам очевидцев (это видно и на отснятых видео) многие люди  такой предвестник цунами как отлив перед приходом волны использовали для прогулок по морскому дну и сбора морских животных. (фото)

Otliv 1

При правильном поведении количество спасшихся людей могло-бы достигнуть десятков тысяч.

Знание причин возникновения цунами, а также путей уменьшения ущерба от последствий цунами однажды может помочь вам спасти свою жизнь, жизнь ваших близких и имущество.

 

Цунами видео. ( Япония, Фукусима, 2011 г. Землетрясение магнитудой 6,6 по шкале Рихтера )


 

 

 

 

Источник: fenix-life.ru

Цунами. Физика процесса

Реферат по физике

Цунами. Физика процесса

Содержание:

Введение

1.Цунами — поперечные морские гравитационные волны

2. Физические причины цунами

.Основные характеристики цунами

. Поражающие факторы цунами

. Системы предупреждения цунами

Литература

Введение

Каждый год на земном шаре происходят несколько сотен тысяч землетрясений, и около ста из них — разрушительные, несущие гибель людям и целым городам. Сценариев нарастающих в глубине Земли катастроф очень много, и один из них — цунами. Более 80 процентов всех случаев возникают на периферии Тихого океана, включая западный склон Курило-Камчатского желоба. У берегов Японии они бывают в среднем каждые 7 лет.

>
марта 2011 года у берегов Японии произошло землетрясение магнитудой не менее 8,9. Эпицентр был расположен в 130 километрах от побережья префектуры Мияги. Вскоре на берега Японии обрушилось мощное цунами, высота волн которого в некоторых местах составила десять и более метров. В ряде прибрежных районов тихоокеанского побережья волны смыли сотни катеров и яхт, автомобилей, жилых домов и строений. Населенные пункты, расположенные у океана, оказались почти полностью под водой, на 4-х реакторах АЭС «Фокусима-1» вышла из строя система охлаждения реакторов, в результате чего произошли взрывы и выбросы радиоактивных веществ. Это страшное событие подтвердила значимость изучения этого явления для живущих на Земле людей.

Слово «цунами» в переводе означает: «цу» — гавань, «нами» — большая волна. Само явление цунами старо, как Океан. Рассказы очевидцев о страшных волнах, передававшиеся из уст в уста, со временем становились легендами, а примерно 2000-2500 лет назад появились и письменные свидетельства. Более 80 % цунами возникают на периферии Тихого океана. Первое научное описание явления дал Хосе де Акоста в 1586 в Лиме, Перу после мощного землетрясения, тогда цунами высотой 25 метров ворвалось на сушу на расстояние 10 км. В России воздействию цунами подвержены дальневосточные берега: Камчатка, Курильские и Командорские острова и, частично, Сахалин.

Физику этого крупномасштабного процесса я решил рассмотреть в своем реферате. Изучение процесса, правильный прогноз, своевременная информация о каждом предстоящем землетрясении может предотвратить трагические последствия, спасти жизни тысячам людей.


Если мы будем спускаться вглубь Земли, то сначала мы пройдём твёрдую наружную оболочку земного шара — литосферу (~100 км), а затем в астеносферу (мягкая), простирающуюся до 300 км. В настоящее время учёные считают, что литосфера представляет собой мозаику из отдельных тектонических плит больших и меньших размеров. В результате внутрипланетных процессов происходят сдвиги подземных пластов и плит, а также выбросы раскалённых газов и лавы на поверхность планеты. Всё это является причиной землетрясений и извержения вулканов. В том случае, если эти процессы происходят под дном океана, они являются причиной возникновения цунами.

1. Цунами — поперечные морские гравитационные волны

ЦУНАМИ — морские гравитационные волны очень большой длины, представляют собой поперечные волны, т. е. колебательные движения частиц воды относительно начального уровня происходят в направлении, перпендикулярном направлению распространения волны. Модель таких волн изображена на рисунке.

Движение частиц воды вдоль направления прохождения волн S похоже на движение веревки при смещении ее конца вверх-вниз. Хотя волна распространяется вдоль длины веревки, отдельные частицы веревки движутся только вверх и вниз перпендикулярно направлению распространения волны.


Основные характеристики любой волны — это: высота волны — расстояние по вертикали между гребнем и подошвой волны, длина волны — расстояние по горизонтали между смежными вершинами или подошвами волн, период — интервал времени между приходом двух соседних гребней.

ПараметрыВетровые волныЦунамиСкорость распространенияДо 100 км/чДо 1000 км/чДлина волныДо 0,5 кмДо 1000 кмПериодДо 20 сДо 2,5 чГлубина проникновенияДо 300 мДо самого днаВысота волны в открытом мореДо 30 мДо 2 мВысота волны у побережьяДо 40 мДо 70 м

2.Физические причины цунами

Существует несколько причин возникновения волн цунами:

а) сейсмические (82%), б) вулканические (5%), в) оползневые (6%), г) метеорологические (3%), д) крайне мало вероятны, цунами, вызванные падением метеоритов и астероидов, е) цунами, возникшие в результате подводного ядерного взрыва.

При землетрясении происходит сдвиг вверх или вниз протяжённых участков дна. В силу малой сжимаемости воды и быстроты процесса деформации участков дна опирающийся на них столб воды также смещается, не успевая растечься, в результате чего на поверхности океана образуется некоторое возвышение или понижение. Образовавшееся возмущение переходит в колебательные движения толщ воды — волны цунами. Пусть при землетрясении под водой образовалась вертикальная трещина, и часть дна опускается. Дно внезапно перестает поддерживать столб воды, лежащий над ним. Поверхность воды приходит в колебательное движение по вертикали, стремясь вернуться к исходному уровню, — среднему уровню моря, — и порождает серию волн.


В глубоком океане масса такой потерявшей опору колонны воды огромна. Когда сброс дна прекращается, эта колонна находит себе новый, более низкий "пьедестал" и таким движением рождает волны с высотой, эквивалентной расстоянию, на которое переместилась эта колонна. Подвижка при землетрясениях имеет высоту обычно порядка 50 см, но по площади огромна — десятки квадратных километров. Поэтому возбуждаемые волны цунами имеют маленькую высоту и очень большую длину, эти волны несут колоссальный запас энергии.

Состояние океана до землетрясения.Момент землетрясения. Опустился блок на дне, колонна воды потеряла опору. По краям блока образовываются две волны, бегущие навстречу.Волны продолжают движение навстречу друг другу. Опустившийся уровень воды над блоком начал подниматься.Уровень воды над блоком приближается к уровню океана.Столкновение встречных волн, точка отражения. Образовавшаяся волна в месте столкновения имеет двойную высоту. Отразившиеся друг от друга волны начинают разбегаться (меняют направление движения на противоположное).Рис. 3


Далеко не каждое подводное землетрясение сопровождается цунами. Цунами, порождающим катастрофическую волну, может быть лишь землетрясение с неглубоко расположенным очагом. Сила подземного толчка, конечно, важна, но, чтобы вызвать цунами, толчок должен произвести сброс участков морского дна.

Несколько упрощая, можно сказать так: если очаг землетрясения лежит неглубоко под дном океана (10-60 км), землетрясение обладает большой силой (более 7.8 по шкале Рихтера), то возникновение цунами почти совершенно неизбежно. Другим источником цунами может служить вулканическое извержение. Крупные подводные извержения обладают тем же эффектом, что и землетрясения. При сильных вулканических извержениях образуются кальдеры, которые моментально заполняются водой, в результате возникает длинная и невысокая волна. Но колоссальное парообразование от вод, заполнивших раскаленную зону кратера, может привести к взрыву, и тогда возникает мощное цунами.

На рисунке показано возникновение кальдеры в результате обрушения глыбы земной коры в расположенную под ней магматическую камеру. Кальде́ра (исп. caldera — котёл) — циркообразная впадина с крутыми стенками и более или менее ровным дном, образовавшаяся вследствие провала вершины вулкана Классический пример — цунами, образовавшееся после извержения Кракатау в 1883 году. Огромные цунами от вулкана Кракатау наблюдались в гаванях всего мира и уничтожили в общей сложности 5000 кораблей, погибло 36 тысяч человек.

Причиной возникновения цунами может быть и оползень. Образуются при срыве больших масс осадочных пород на краю шельфа. Цунами такого типа возникают очень редко. В 1958 году в результате землетрясения на Аляске в бухте Литуйяк возник оползень. Масса льда и земных пород обрушились с высоты 900 метров. Образовалась волна, достигшая на противоположном берегу бухты высотой 530 м. Но подобного рода случаи бывают весьма редко. Породитель — вулканический или скальный оползень.

Во время извержения вулканы «растут». Они выносят из недр земли многие кубокилометры расплавленного камня, который застывает на их склонах, увеличивая от извержения к извержению размеры вулкана и уменьшая его стабильность. Ибо, чем выше башня, тем сложнее ее удерживать. Спустя некоторое время масса скальной породы «зашкаливает» за критическую цифру и отяжелевший склон, оторвавшись от горы, скатывается вниз. Каменная масса миллионы тонн ударяет по воде и гонит получившуюся волну далеко в океан.

В 1953 году искавшие на Аляске нефть геологи заметили, что в заливе Литуйя, прибрежные леса были как будто разделены одной аккуратной линией. От самого берега до этой линии росли только очень молодые деревья. Сразу за ней деревья были многократно старше. Этот феномен ученые могли объяснить только действием необычайно высокой, до нескольких сотен метров, рожденной в заливе волны. Их догадка подтвердилась 10 июля 1958 года, когда после более чем 7-балльного землетрясения в залив сползла часть прибрежной скалы. В результате на берег и его окрестности «набежала» волна высотой более 300 м. Гигантское цунами «зачистило» прибрежные горные леса на высоту до 524 м.

Метеорологические цунами происходят из-за резкого изменения атмосферного давления, или вызываются прохождением тайфуна.

В наш век атомной энергии у человека в руках появилось средство вызывать по своему произволу сотрясения, раньше доступные лишь природе. В 1946 году США произвели в морской лагуне глубиной 60 м подводный атомный взрыв с тротиловым эквивалентом 20 тыс. тонн. Возникшая при этом волна на расстоянии 300 м от взрыва поднялась на высоту 28.6 м.

Самое опасное из всех возможных — астероидное мегацунами -рождается при падении в воду крупных (от 100 м в поперечнике) космических объектов. Высота волны может достигать 7 км.

Происходит такой катаклизм раз в несколько миллионов лет. Волна при астероидном мегацунами идет по океану высоким валом. При этом скорость ее передвижения — до 943 км/ч. Такая «океанская гостья» способна «зачистить» берег на глубину до нескольких сотен километров. Просчитали, что если самый опасный для нашей планеты астероид 1950DA упадет в Атлантику в 579 км от восточного побережья США, то рожденная астероидом волна достигнет ближайшего берега через два часа, а высота ее при этом будет примерно 120 м. Упав в океан, «небесный гость» пробьет океан до дна, передавая образующейся волне почти всю свою энергию. К счастью, произойдет это не ранее 2880 года. Частота возникновения — раз в несколько миллионов лет.

3. Основные характеристики цунами

К ним относятся: магнитуда, интенсивность на конкретном побережье и скорость движения волны, длина волны.

Цунами классифицируют по магнитуде (магнитудная шкала для цунами предложена японскими учеными). Магнитуда цунами (m) определяется, по аналогии с магнитудой землетрясений, как логарифм амплитуды колебаний уровня воды (h), измеренных стандартным мареографом у береговой линии на расстоянии от 10 до 3 км от источника цунами.

Магнитуда землетрясения (ms)Магнитуда цунами (т)Высота главной волны цунами7.512 — 38,024 — 68,2538 — 128,5414 — 20

Скорость распространения волны цунами определяется глубиной океана H и ускорением свободного падения g, обеспечивающая возвращающую силу при колебаниях частиц воды(цунами появляется за счет перетекания воды в поле тяжести). Других физических параметров, влияющих на скорость, нет. Формулу (формула Лагранжа): можно вывести с помощью размерного анализа: . Из такой формулы для скорости цунами вытекают два следствия:

1.В глубоком океане (H = 4000 м) скорость распространения волны огромна: (720 км/ч). Такова примерно скорость реактивного самолёта! Когда волна выходит на мелководье (H = 10 м), то , т.е. скорость снижается до «автомобильной», (36 км/ч).

. В океане, вдали от берегов, высота цунами невелика (до двух метров с периодом от пяти до 90 минут), длина достигает сотен километров, поэтому они очень пологи и почти неощутимы для судов, находящихся в открытом море. Около берега на мелководье кинетическая энергия воды превращается в потенциальную, поэтому высота волн может достигать 10 м, а в неблагоприятных по рельефу участках (клинообразных бухтах, долинах рек и т.д.) — свыше 50 м. Так, максимальные заплески во время цунами 13.07.1993г. в Японском море на южном побережье о-ва Окушири (Япония) имели высоту до 32 м, заплески цунами 26.12.2004г. в Индийском океане на северном побережье о-ва Суматра превысили 35 м, а во время Аляскинского цунами 27.03.1964 г. на отдельных участках побережья Аляски наблюденные заплески превысили 60 м.

Поскольку цунами очень длинная волна, сильно приторможенная неровностями дна при подходе к берегу, она становится очень высокой, принимает асимметричную форму и опрокидывает свой гребень далеко вперёд. Во многих местах волны прошли до 2 км суши, а в некоторых (в частности, в прибрежном городе Банда-Ачех) — 4 км. Цунами, как и любая волна, может интерферировать. Если волна пришла в какое-то место сразу по нескольким путям (за счет преломления и отражения), то она накладывается сама на себя. В результате локально может наблюдаться как очень слабый(минимум), так и очень сильный всплеск(максимум).

Длина морской волны — расстояние по горизонтали между двумя вершинами или подошвами смежных волн. Длина волны может составлять от 150 до 300 м. Она сокращается по мере уменьшения глубины океана, так как скорость перемещения цунами становится меньше при подходе к берегу. Цунами, как и любая волна, может интерферировать. Если волна пришла в какое-то место сразу по нескольким путям (за счет преломления и отражения), то она накладывается сама на себя. В результате локально может наблюдаться как очень слабый(минимум), так и очень сильный всплеск(максимум).

Дифракция — это хорошо известное явление, особенно в оптике и акустике. Это явление огибания волнами препятствий. Именно такое движение позволяет волнам проходить через препятствия в гавани, так как энергия переносится поперечно по отношению к гребню волны, как показано на схеме.

Интенсивность цунами — характеристика энергетического воздействия цунами на берег, оцениваемая по условной шестибалльной шкале:

1 балл — очень слабое цунами. Волна отмечается (регистрируется) только мореографами.

2 балла — слабое цунами. Может затопить плоское побережье. Его замечают лишь специалисты.

3 балла — среднее цунами. Отмечается всеми. Плоское побережье затоплено, легкие суда могут быть выброшены на берег. Портовые сооружения подвергаются слабым разрушениям.

4 балла — сильное цунами. Побережье затоплено. Прибрежные постройки повреждены. Крупные парусные и небольшие моторные суда выброшены на сушу, а затем снова смыты в море. Берега засорены песком, илом. обломками камней, деревьев, мусора. Возможны человеческие жертвы.

6 баллов — катастрофическое цунами. Полное опустошение побережья и приморских территорий. Суша затоплена на значительное расстояние вглубь от берега моря.

Интенсивность цунами зависит от скорости движения волны набега, от интенсивности породивших их землетрясений, расстояний от места возникновения до берега, протяженности очага цунами и первоначальной высоты волны, а также от особенностей рельефа дна на пути распространения волны и конфигурации береговой линии.

4. Поражающие факторы цунами

К поражающим факторам цунами относятся: ударная волна, размытие, затопление. Колоссальная кинетическая энергия волны позволяет цунами рушить практически все, что встречается на пути. Разрушения, вызываемые цунами, происходят в основном из-за удара волн, в результате затопления, размыва фундаментов зданий, мостов и дорог. Разрушения увеличиваются из-за плавающих обломков, лодок, машин, которые с силой ударяют в здания. Сильные течения, которые иногда наблюдаются во время цунами, вызывают дополнительные разрушения из-за того, что обрывают боны, срывают с якорей лодки и баржи. Дополнительные разрушения могут произвести пожары из-за разлива нефтепродуктов в результате цунами; могут также иметь место загрязнения в результате нарушений системы канализации и смыва химических веществ.

5. Системы предупреждения цунами

26 декабря 2004 года в восточной части Индийского океана прошло одно из самых разрушительных цунами за последнее столетие. Землетрясение вызвало цунами, которое практически одновременно обрушилось на острова Шри-Ланка, Пхуент, Суматра. Расстояние от эпицентра землетрясения до берегов Таиланда составляет 700 километров. До Индонезии — 1000. До Шри-Ланки — 1,5 тысячи. Скорость, с которой двигалось цунами, составляла примерно 750 километров в час. То есть у правительств большинства прибрежных стран было от 45 минут до полутора часов. Но это время использовано не было. Официальное число погибших на данный момент составляет около 170 тысяч человек. Огромное число жертв цунами красноречиво говорит о том, что население земли не готово к катастрофам такого масштаба, ни морально, ни технически.

Что же можно сделать в ближайшем будущем для защиты человека и различных хозяйственных объектов от вышеописанных природных катастроф? Человек давно заметил, что четким признаком цунами нередко служит отступление океана от берега — более сильное, чем при обычном отливе. И чем дальше уходит вода от берега, тем больше будет волна. На несколько минут, а то и на полчаса, смолкает шум прибоя. Однако надо помнить, что не все цунами начинаются необычного отлива, что зимой признаком приближения цунами может служить появление трещин в береговом льду, необычный дрейф льдин (например, в безветренную погоду. Одной волной цунами обычно не ограничивается, чаще всего их бывает от 3 до 10. Поэтому успокаиваться, после того как одна волна пройдет, нельзя: в течение еще полутора — двух часов опасность может снова возникнуть. Если же в продолжение полутора — двух часов после сильного землетрясения океан вообще больше не отступал от берега, и волны цунами не появлялись, значит, угроза миновала окончательно. Для кораблей и лодок во время цунами опасно стоять на якоре и находиться вблизи берега. Спасение для кораблей — в открытом море. Судам, находящимся в прибрежных водах или стоящим на якоре на открытом рейде, следует при угрозе цунами сразу же уйти в океан за 50-метровую отметку. Курс им следует держать перпендикулярно линии берега. На мой взгляд, сейчас существует три основных способа, позволяющих избежать описываемых несчастий. Это — переселение из сейсмоактивных и цунамиопасных районов, прогнозирование землетрясений и цунами, своевременное оповещение населения, устройство бетонированных заградительных дамб, лесонасаждений, заградительных валов из крупных камней, волноломов. Посмотрим, насколько это осуществимо. Первый способ отвергается самими жителями, ибо они тысячелетиями обживали свой район, благоустраивали, осваивали природные богатства и перспектива потерять все это представляется людям куда более удручающей, чем угроза встретиться с грозной стихией. Второй способ — прогноз землетрясений и цунами. Когда смертельная волна прошлась по островам и побережьям Индийского океана, многие говорили: «На дворе XXI век, неужели трудно было создать систему обнаружения цунами и оповещения?» Через год после катастрофы 2004 года пришла пора посмотреть — чем учёные и инженеры оснастили океан. Основным методом предсказания цунами является сейсмический, основанный на существовании разницы между скоростью распространения сейсмических волн в земной коре и скоростью распространения в океане волн цунами. Сейсмические волны достигают побережья в 50-80 раз быстрее, чем волны цунами.

Сейсмическая служба регистрирует землетрясение, определяет его параметры, цунамигенность и передает эту информацию оперативной службе Центра морской гидрометеорологии. Разработаны донные станции, регистрирующие уровень воды над ними, за счёт измерения давления. Их легко использовать для обнаружения бегущей в океане смертельной волны. Именно по колебанию уровня. Эти станции, лежащие порой на глубине 5 километров, будут снимать показания датчика давления каждые 15 минут и переходить на 15-секундный интервал измерений при обнаружении необычного сигнала. В случае прохождения волны цунами, станция направит информацию на буй, оснащённый дополнительной аппаратурой для измерения условий на поверхности океана. А он переправит сигнал на спутник. Соответствующие службы, получив сигнал со спутника, связываются с властями, те — с телевидением, радио и так далее. Кажется — это всё несложно организовать. Однако, 2004 год показал, что во многих местах такого взаимодействия не было налажено. Точнее, во многих странах система оповещения существовала, но до сих пор нации, чьи берега выходят на Индийский океан, не договорились — где будет единый центр, обрабатывающий и передающий информацию о цунами в рамках всего региона. Во многих местах единственной «защитой» от цунами служат такие плакаты: «При землетрясении бегите на возвышенности вглубь территории». А ведь единый центр мог бы существенно повысить точность и своевременность данных о состоянии океана.

Третий способ — во многих странах пытались строить молы и волноломы, дамбы и другие сооружения с целью ослабить силу воздействия цунами и уменьшить высоту волн. В Японии инженеры построили широкие набережные для зашиты портов и волноломы перед входами в гавани, чтобы сузить эти входы и отвести или уменьшить энергию мощных волн.

Но ни один тип защитных сооружений не смог предоставить стопроцентную защиту низко расположенных побережий. Фактически барьеры иногда могут только усилить разрушения, если волны цунами пробьют брешь в них, с силой бросая на дома и другие сооружения куски бетона, как снаряды. В некоторых случаях деревья могут предоставить защиту от волн цунами. Рощи деревьев сами по себе или в дополнение к береговым защитным сооружениям могут гасить энергию цунами и уменьшить высоту волн цунами.

Таким образом, защита населения от возможного появления цунами в настоящее время по существу сводится к своевременному оповещению и уходу населения из районов, где ожидается затопление, на более возвышенные места, но спасти от разрушения здания не представляется возможным. Существенным моментом системы предупреждения является своевременное распространение информации среди населения. Очень важно, чтобы население представляло, какую угрозу несёт с собой цунами. В Японии имеется множество образовательных программ по природным катастрофам, хотя жертв 11 марта 2011 г. было немало. В Индонезии население в основном не знакомо с цунами, что и стало основной причиной огромного количества жертв в 2004 году. Когда смотришь на то, как волна цунами опрокидывает кучи машин, словно они игрушечные — понимаешь, насколько человек слаб перед стихией.

цунами волна магнитуда землетрясение

Список используемой литературы:

1.Мазур И.И., Иванов О.П. «Опасные природные процессы», Москва, изд. «Экономика» 2004г.

2.Тарасов Л.В. «Физика в природе», Москва, изд. «Вербун — М» 2002г.

3.http://sakhmeteo.ru/school/termins/tsunami.php

4.http://waterwaves.amillo.net

.news.bbc.co.uk

7.http://www.membrana.ru/particle/496

.http://cynami.com/

Источник: www.BiblioFond.ru

Что такое цунами — гигантские волны разрушения

Такое явление как цунами старо и неукротимо, как океан. Рассказы очевидцев о ужасных волнах, передававшиеся из уст в уста, с течением времени становились легендами, а приблизительно 2 000–2 500 лет назад начали появляться и письменные свидетельства. В числе вероятных причин исчезновения Атлантиды, которое произошло около 10 000 лет назад, некоторые из исследователей называют и гигантские волны.

Слово «цунами» пришло к нам из Страны Восходящего Солнца. Именно Япония больше всех на планете подвержена воздействию цунами. Она ощутила на себе мрачные последствия цунами, забравшие многие тысячи жизней и нанесли огромный материальный ущерб. В Тихом океане возникают цунами чаще всего. В России регулярным атакам гигантских волн подвержены дальневосточные берега — Камчатка, Курильские и Командорские острова и, частично, Сахалин.

Что такое — цунами? Цунами – это гигантская волна, захватывающая огромное количество воды, поднимающая ее на большую высоту. Такие волны встречаются в океанах и морях.

Возникновение цунами

Что может заставить обычную воду трансформироваться в такое разрушительное явление природы, наделенное поистине адской силой?

Цунами — длинные и высокие волны, порождаемые в следствии мощного воздействием на всю толщу воды в океане или другом водоеме.

Общей причиной возникновения цунами, несущих катастрофу, является активность, которая происходит в недрах Земли. По большей части водяных монстров провоцируют подводные землетрясения, потому изучение этого разрушительного явления стало возможно только после того, как появилась наука сейсмология. Была зафиксирована прямая зависимость силы волны от силы землетрясения. Оказывает влияние на это и глубина, на которой произошел толчок. Таким образом, значительной разрушительной силой обладают только волны, порожденные землетрясениями большой энергии, с магнитудой, равной или большей 8,0.

Наблюдения показывают, что возникают цунами, когда участок поверхности моря или океана неожиданно смещается в вертикальном направлении после того, как так же смещается соответствующий участок морского дна. Специалисты понимают под цунами так называемые длиннопериодные (то есть идущие далеко друг от друга) морские гравитационные волны, которые неожиданно возникают в морях и океанах именно как результат землетрясений, очаги которых находятся под дном.

Дно океана содрогается от колоссальной энергии и дает огромные разломы и трещины, которые приводят к оседанию или возвышению значительных районов дна. Словно гигантский подводный гребень устремляет весь объем воды от дна к самой поверхности, во все стороны от очага. Океаническая вода у самой поверхности вообще может не перенять этой энергии, и проходящие по ним суда могут попросту не заметить серьезного возмущения волн. А на глубине будущая катастрофа начинает набирать обороты и на бешеной скорости устремляется к ближайшим берегам.

Возникают цунами и от взрывов подводных вулканов, и как следствие донных обвалов. Береговые оползни, обусловленные падением огромной массы горной породы в воду, также могут быть причиной возникновения цунами. Большую разрушительную силу имеют, обычно, цунами с очагами на большой глубине. Кроме того причинами возникновения цунами являются нагоны воды в бухты, вызванные тайфунами, штормами и сильными приливами, что, как видно, и может объяснить происхождение японского слова «цунами», что переводится как «большая волна в гавани».

Гигантские волны обладают большой скоростью и огромной энергией, а поэтому способны выбрасываться далеко на сушу. При подходе к берегу они деформируются и, накатываясь на берег, производят громадные разрушения. В открытом океане водяные монстры невысоки, не превышая при самых сильных землетрясениях высоты 2–3 м, но при этом они имеют значительную длину, порой доходящую до 200–300 км, и невероятную скорость распространения.

Подходя к берегу, в зависимости от прибрежного рельефа дна и формы береговой линии, гигантские волны способны вырасти до нескольких десятков метров. Попадая в мелководную прибрежную зону, волна меняется — увеличивается ее высота и вместе с этим растет крутизна переднего фронта. При подходе к берегу, она начинает опрокидываться, создавать пенящийся, бурлящий, большой высоты водяной поток, обрушивающийся на берег. Довольно опасны в таких случаях устья рек, по которым чудовищные волны способны проникать в глубь территории на расстояние в несколько километров.

Цунами — последствия

1946 год, 6 апреля — г. Хило на острове Гавайи испытал всю мощь возмущения водной стихии. Жилые постройки и административные здания были опрокинуты, асфальтированные дороги и пляжи исчезли, железнодорожный мост сдвинуло на 300 м вверх по течению, а по всей опустошенной местности были раскиданы каменные глыбы весом в несколько тонн. Это был результат смещения океанского дна, которое произошло на расстоянии 4 000 км от Хило, в районе Алеутских островов.

Толчок породил череду цунами, которые промчались через Тихий океан со скоростью более 1 100 км/ч, доходя в высоту от 7,5 до 15 м. Водная стихия со всей яростью набросилась на сушу и буквально растерзала все, что успела охватить своими пенными объятиями. Волны такого рода распространяются во все стороны из точки, где они появились, с большими интервалами, но с устрашающей скоростью. В то время как расстояние между обычными морскими волнами около 100 м, гребни волн цунами идут друг за другом с интервалом от 180 км до 1200 км. Потому прохождение каждой такой волны сопровождается обманчивым затишьем.

Именно потому, когда первая волна в Хило схлынула, многие жители спустились к берегу, чтобы понять масштаб разрушения, и были смыты следующей гигантской волной. В рассказе очевидца говорилось:

«Волны цунами, крутые и взвихренные, хлынули на берег. Между гребнями вода отступала от берега, обнажая рифы, прибрежные накопления ила и дно бухты на расстоянии до 150 метров и больше за обычной береговой линией. Вода откатывалась стремительно и бурно, со свистом, шипением и грохотом. В нескольких местах дома смыло в море, кое-где даже громадные скалы и бетонные блоки были вынесенными за рифы. Людей вместе с их имуществом унесло в море, и только немногих из них удалось спасти спустя несколько часов при помощи лодок и спасательных плотов, сброшенных с самолетов».

Если скорость простой ветровой волны способна достигать 100 км/ч, то волны цунами движутся на скорости реактивного самолета — от 900 до 1500 км/ч. Смертоносное влияние стихии обусловливается не только мощностью толчка, породившего возникновение цунами, но также местностью, по которой идет гигантская волна, и удаленностью от берега.

Разумеется, они больше опасны на пологих побережьях, чем на крутых. Когда дно имеет обрывы, набегающие волны не поднимутся на достаточную высоту, но, налетая на пологий берег, они часто достигают высоты шестиэтажного дома и больше. Когда же эти волны попадают в залив или бухту в виде воронки, каждая из них обрушивает на берег неистовый потоп. Высота волны уменьшается лишь в закрытых расширяющихся бухтах с узким входом, а при попадании в реку волна увеличивается в размерах, увеличивая свою разрушительную мощь.

Активность вулкана в толщах воды дает эффект, который можно сравнить с сильным землетрясением. Величайшая из всех известных гигантских волн была вызвана мощным извержением вулкана Кракатау в Индонезии в 1883 году, когда огромная масса породы оказалась выброшенной в воздух на высоту в несколько километров и превратилась в пылевое облако, три раза облетевшее вокруг нашей планеты.

Мчавшиеся друг за другом морские волны высотой до 35 м утопили свыше 36 000 жителей ближайших островов. Они обогнули весь земной шар и днем позже были отмечены в проливе Ла-Манш. Военное судно, находившееся у берегов Суматры, забросило на 3,5 км в глубь острова, где оно застряло в чащобе в 9 м над уровнем моря.

Еще один потрясающий случай необычайно высокой волны зафиксировали 9 июля 1958 года. После землетрясения на Аляске масса льда и земных пород объемом около 300 млн. куб. м обрушилась в узкую и длинную бухту Литуйя, вызвав на противоположной стороне бухты колоссальный волновой всплеск, достигший на определенных участках побережья почти 60-ти метровой высоты. В это время в бухте находились три небольших рыболовецких судна.

«Несмотря на то, что катастрофа произошла в 9-ти км от места стоянки судов, — говорит очевидец, — все выглядело ужасно. На глазах потрясенных людей вверх поднялась огромная волна, поглотившая подножие северной горы. Потом она прокатилась по заливу, сдирая деревья со склонов гор, разрушив не так давно покинутую лагерную стоянку альпинистов; обрушившись водяной горой на остров Кенотафия, она поглотила старую хижину и, в конце концов, перекатилась через высшую точку острова, возвышавшуюся на 50 м над уровнем моря.

Волна закрутила корабль Ульрича, который, потеряв управление, на скорости, галопирующей лошади понесся к судам Суонсона и Вагнера, все еще стоявшим на якоре. К ужасу людей, волна порвала якорные цепи и потащила оба судна, словно щепки, заставив их преодолеть самый невероятный путь, который когда-то выпадал на долю рыбацких судов. По словам Суонсона, внизу под кораблем они рассмотрели верхушки 12-ти метровых деревьев и скалы величиной с дом. Волна буквально перебросила людей через остров в открытое море».

В течении столетий цунами становились виновниками жутких мировых катастроф.

1737 год — описан случай гигантской волны на Камчатском побережье, когда волны смыли практически все, что находилось в зоне затопления. Небольшое количество жертв объяснялось только малым количеством жителей.

1755 год — по вине водного монстра полностью стерт с земли город Лиссабон, число погибших — больше 40 000 человек.

1883 год — цунами нанесла колоссальный ущерб побережьям Индийского океана, число погибших более 30 000.

1896 год — водная стихия обрушилась на берега Японии, число погибших больше 25 000.

1933 год — снова пострадало побережье Японии, было разрушено больше тысячи зданий, погибли 3 000 человек.

1946 год — мощнейшее цунами причинило огромный ущерб островам и побережью неподалеку от Алеутского провала; общая сумма убытка более $20 млн.

1952 год — рассвирепевший океан набросился на северное побережье России, и хотя высота волн была не более 10-ти м, ущерб был огромен.

1960 год — от набега гигантских волн пострадали берега Чили и близлежащие территории, ущерб был более $200 миллионов.

1964 год — побережье Тихого океана подверглось нападению цунам, которая разрушила постройки, дороги и мосты на сумму больше $100 000.

В последние годы установили, что гигантские волны могут вызывать даже «космические гости» — не успевшие сгореть в земной атмосфере метеориты. Может быть, несколько десятков миллионов лет назад падение гигантского метеорита привело к возникновению цунами, которая и привела к гибели динозавров. Еще одной, вполне банальной причиной, может быть ветер. Он способен вызвать большую волну лишь при соответствующих обстоятельствах — давление воздуха должно быть надлежащим.

Однако самое главное — человек способен сам спровоцировать «рукотворное» цунами. Именно это доказали американцы в середине XX столетия, испытав подводный ядерный взрыв, что вызвало огромные подводные возмущения и в итоге — появление чудовищных скоростных волн. Как бы там ни было, человек и сейчас не может наверняка предугадать появление цунами и, что еще ужасней — остановить его.

Источник: zen.yandex.ru

Конспект урока ОБЖ в 7 классе по теме:

Цунами и их характеристика.

Задачи урока:   • Дать понятие о цунами;

                            • рассмотреть  основные параметры цунами.

                            • Обсудить возможные последствия разрушительного действия цунами.

Основные вопросы урока:  1. Причины возникновения цунами.

                                                 2. Основные характеристики цунами и их воздействий.

                                                 3. Последствия воздействия цунами.

Оборудование:    — презентация «Цунами»

                                          —  видеоаппаратура

Содержание урока

I. Изучение нового материала.

Цунами — это гигантские океанские волны, возникающие в результате подводных и островных землетрясений или извержений вулканов, а также обвалов горных пород или ледников в заливы.

Цунами разрушают здания и другие сооружения, выбрасывают на значительные расстояния от берега тяжелые объекты, в том числе и океанские суда, сносят жилища, сдвигают дома, переворачивают железнодорожные составы, если они стоят у берега под погрузкой или разгрузкой, разрушают скалы, а иногда и бетонные основания маяков. Цунами приводят к массовому поражению людей. Даже слабые цунами наносят повреждения судам, портовым сооружениям и оборудованию. Выбрасываемые на берег мелкие суда (катера, яхты, рыболовные суда) являются прекрасными таранными предметами и усиливают разрушительный эффект цунами.

Цунами — это морские гравитационные волны большой длины, возникающие в результате вертикального сдвига значительных участков морского дна.

Причины возникновения цунами:

• В большинстве случаев источником возникновения цунами являются подводные землетрясения, происходящие под дном океана или вблизи его побережья — сейсмогенные цунами.

• Цунами могут зарождаться и при извержениях подводных вулкановвулканогенные цунами.  

• Невероятные по разрушительным последствиям катастрофы возникают в случае падения в море и, особенно в акваторию заливов огромных масс горных пород или льда, сорванных подземным толчком.

От подводного землетрясения цунами возникает в том случае, если подземный толчок вызвал крупные тектонические и геологические нарушения на дне моря. Внезапный подъем по разлому значительных блоков горной породы дна океана приводит к поднятию многокилометрового столба воды выше ее обычного уровня. Такой же эффект наблюдается и при опускании океанического дна. Масса перемещающегося вверх и вниз столба воды вызывает появление волн на поверхности, которые распространяются по всему океану, подобно мелким волнам от брошенного в воду камня. Но во время цунами переносятся миллиарды тонн воды. Колоссальная энергия гонит ее на огромное расстояние до 10—15 тыс. км.

Волны следуют друг за другом с интервалом около 10 мин., распространяются с большой скоростью. В наиболее глубоких частях Тихого океана их скорость достигает 600—1000 км в час. (Около берега их скорость снижается до 50—100 км/ч.) Волны, передвигающиеся с такой скоростью и разделенные значительным промежутком времени, удалены на расстояние многих сотен километров друг от друга. Поэтому в океане каждая волна цунами представляет собой небольшой бугор высотой до полутора метров и протяженностью в десятки километров. Люди на корабле, под которым пройдет такая волна, ничего не заметят. Цунами для них так же невидимо, как и прилив. Но при подходе к мелководью высота волны резко возрастает. В прибрежной зоне она увеличивается до огромных размеров. Особенность длинных волн с колоссальной энергией состоит в том, что, обладая большой скоростью в глубоких водах, они замедляют свой бег на мелководье. Уменьшение скорости приводит к тому, что энергия волн идет на увеличение высоты волны. Основание волны задерживается, и возникает водяная стена. Особенно неблагоприятны условия в заливах с высокими берегами. Заливы, обычно сужающиеся по мере удаления от моря, оказываются гигантскими ловушками для волн цунами. Заходя в сужающийся залив или каньон, волна цунами начинает резко увеличивать свою высоту, поднимаясь до 40—60 м и даже выше.

Огромные массы воды, выбрасываемые на берег, приводят к затоплению местности, разрушению зданий и сооружений, линий электропередачи и связи, дорог, мостов, причалов, а также к гибели людей и животных. Перед водяным валом распространяется воздушная ударная волна. Скорость у нее приличная — около 900 км/ч. Она действует аналогично взрывной волне, разрушая здания и сооружения. Волна цунами может быть не единственной. Очень часто это серия волн, накатываемая на берег с интервалом в 1 час и более.

Подводное землетрясение в Индийском океане, произошедшее 26 декабря 2004 г. в 07:58:53 по местному времени, вызвало цунами, признанное самым смертоносным стихийным бедствием в современной истории. Магнитуда землетрясения составила 9,0 балла, оно было самым крупным после землетрясения на Аляске в 1964 г. (9,2 балла).

Цунами достигло берегов Индонезии, Шри-Ланки, юга Индии, Таиланда и других стран. Высота волн достигала 15 м. Цунами привело к огромным разрушениям и огромному количеству погибших людей, в том числе и в Порт-Элизабет в ЮАР в 5000 км от эпицентра. Погибли, по разным оценкам, от 165 000 до 234 000 человек.

Первое известное и зафиксированное цунами в России описал С. П. Крашенинников. Оно произошло в 1737 г. на восточном побережье Камчатки. Высота волн, обрушившихся на берег, достигала 70 м.

Цунамиопасными районами нашей страны являются Курилы, Камчатка, Сахалин, побережье Тихого океана. 

Цунами, как и всякая морская волна, характеризуется высотой, длиной и скоростью перемещения формы волны.

Высота морской волныэто расстояние по вертикали между гребнем волны и ее подошвой. Высота волны цунами над очагом ее возникновения в океане составляет 1-5 м.

Длина волныэто расстояние по горизонтали между двумя вершинами (гребнями) смежных волн. Длина волны может составлять 150—300 км.

Скорость перемещения формы волныэто линейная скорость горизонтального перемещения какого-либо элемента волны, например гребня.  Скорость распространения цунами колеблется в пределах от 50 до 100 км/ч.

Длина волны цунами, ее высота и скорость распространения зависят от глубины океана. Чем больше глубина океана, тем больше длина волны и скорость ее распространения и тем меньше высота волны.

Период волныинтервал времени между приходом двух последовательных волн.

Интенсивность цунами по результатам воздействия на побережье оценивается по условной шестибалльной шкале:

1 балл — цунами очень слабое, волна регистрируется только специальными приборами (мореографами).

2 балла — слабое цунами, может затопить плоское побережье. Его замечают только специалисты.

3 балла — среднее цунами, отмечается всеми. Плоское побережье затоплено, легкие суда могут быть выброшены на берег, портовые сооружения подвергнуты слабым разрушениям.

4 балла — сильное цунами. Побережье затоплено. Прибрежные постройки повреждены, имеют слабые и сильные разрушения. Крупные парусные и небольшие моторные суда выброшены на сушу, а затем снова смыты в море. Берега засорены песком, илом, обломками деревьев, возможны человеческие жертвы.

5 баллов — очень сильное цунами. Приморские территории затоплены. Волноломы и молы сильно повреждены. Крупные суда выброшены на берег. Ущерб велик и во внутренних частях побережья. Здания и сооружения имеют сильные, средние и слабые разрушения в зависимости от удаленности от берега. В устьях рек высокие штормовые нагоны воды. Имеются человеческие жертвы.

6 баллов — катастрофическое цунами. Полное опустошение побережья и приморских территорий. Суша затоплена на значительные расстояния вглубь.

Масштабы последствий цунами зависят от разрушительной силы волны, характера и природных особенностей берега и побережья, эффективности и своевременности предпринятых мер по снижению ущерба.

Особенно опасны цунами для поселков, городов и сооружений, расположенных на низменных берегах океана, а также находящихся на вершине заливов и бухт, широко открытых к океану, куда цунами нагоняют большую массу воды, затопляющую устья и долины рек на 2–3 км от моря. Цунами могут вызвать затопление обширных территорий морской водой.

Первичные поражающие факторы цунами:

• удар волны,

• гидродинамическое давление,

• воздушная волна.

Вторичные поражающие факторы цунами:

• затопление местности,

• разрушение зданий и сооружений, мостов, линий электропередачи,

• выброс судов на берег,

• гибель людей и животных,

• размыв берегов и почвенного покрова,

• уничтожение сельскохозяйственных угодий,

• загрязнение почвы,

• уничтожение и загрязнение пресной воды,

• распространение инфекций, эпидемии.

Опасными последствиями разрушительных воздействий цунами являются пожары, которые возникают в результате повреждений нефтехранилищ, промышленных предприятий и морских судов. Повреждение химически и радиационно опасных объектов, а также коммунальных систем может вызвать на обширных территориях химическое или радиационное загрязнение.

 II. Закрепление изученного материала.

Задание. Подумайте, как вы ощутите воздействие цунами в следующих ситуациях:

— на тихоокеанском теплоходе непосредственно в месте зарождения цунами в результате моретрясения;

— находясь в лодке в 2—3 км, от берега, к которому приближается цунами;

— непосредственно на берегу.

Задание на дом:   § 4.6

 

Источник: www.sites.google.com