ЧС природного характера. Цунами – волны убийцы

 

 

 

 

 

 

РЕФЕРАТ

на тему: « ЧС природного характера. Цунами – волны убийцы»

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

г. Ростов-на-Дону, 2013

Цунами (пер. с япон. «волна в гавани») – это морские гравитационные волны очень большой длины, возникающие в результате сдвига вверх или вниз рельефа дна, при сильных подводных и прибрежных землетрясениях и, изредка, вследствие вулканических извержений и других тектонических процессов.

Цунами действует на воду, как огромный поршень, поднимая или опуская большие массы воды, которые, разбегаясь во все стороны, образуют волны.

К зонам, подверженным цунами, относятся: Япония, Азиатское побережье России (Камчатка, Сахара, Курилы), Алеутские острова, Аляска, Гавайи, западное побережье Южной Америки, США, и Канады, восточное побережье Канады, Новая Зеландия, Австралия, Французская Полинезия, Пуэрто-Рико, Виргинские острова, Доминиканская республика, Коста-Рика, Азорские острова, Португалия, Италия, Сицилия, берега Эгейского, Адриатического и Ионического морей, Греция, африканский берег восточного Средиземноморья, Индонезия и Филиппины. Серьезность и частота причиняемого цунами ущерба неодинаковы в разных местах.

Причины возникновения  цунами:

1. Подводное землетрясение (около 85 % всех цунами). При землетрясении под водой образуется вертикальное движение дна: часть дна опускается, а часть приподнимается. Поверхность воды приходит в колебательное движение по вертикали, стремясь вернуться к исходному уровню, — среднему уровню моря, — и порождает серию волн. Далеко не каждое подводное землетрясение сопровождается цунами. Цунамигенным обычно является землетрясение с неглубоко расположенным очагом. Проблема распознавания цунамигенности землетрясения до сих пор не решена, и службы предупреждения ориентируются на магнитуду землетрясения. Наиболее сильные цунами генерируются в зонах субдукции (место, где океаническая кора погружается в мантию).

 

2. Оползни (около 7 % всех цунами). Зачастую землетрясение вызывает оползень и он же генерирует волну. 9 июля 1958 года в результате землетрясения на Аляске в бухте Литуйя возник оползень. Масса льда и земных пород обрушилась с высоты 1100 м. Образовалась волна, достигшая на противоположном берегу бухты огромной высоты. Подобного рода случаи весьма редки и, конечно, не рассматриваются в качестве эталона. Но намного чаще происходят подводные оползни в дельтах рек, которые не менее опасны. Землетрясение может быть причиной оползня и, например, в Индонезии, где очень велико шельфовое осадконакопление, оползневые цунами особенно опасны, так как случаются регулярно, вызывая локальные волны высотой более 20 метров. Оползни могут приводить к возникновению локальных волн, но вряд ли к большим волнам, распространяющимся на весь океан.

 

3. Вулканические извержения (около 5 % всех цунами). При сильных вулканических взрывах образуются не только волны от взрыва, но вода также заполняет полости от извергнутого материала, в результате чего возникает длинная волна. Однако, при извержении подводного вулкана вряд ли возможно образование мощного цунами. Классическим примером является извержения Кракатау (когда от цунами погибло около 36 000 человек). Но этот случай нельзя считать доказательством цунамигенности извержений вулканов, поскольку во время извержения Кракатау под воду опустилось несколько близлежащих островов. Опускание островов говорит о том, что при извержении Кракатау опустилась часть земной коры. И, скорее всего, именно это быстрое опускание одного участка коры и поднятие другого было причиной цунами при извержении Кракатау.

 

4. Человеческая деятельность. В наш век атомной энергии у человека в руках появилось средство вызывать 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, а в 6,5 км от эпицентра ещё достигала 1,8 м. Но для дальнего распространения волны нужно вытеснить или поглотить некоторый объём воды, и цунами от подводных оползней и взрывов всегда несут локальный характер. Если одновременно произвести взрыв нескольких водородных бомб на дне океана, вдоль какой-либо линии, то не будет никаких теоретических препятствий к возникновению цунами, такие эксперименты проводились, но не привели к каким-либо существенным результатам по сравнению с более доступными видами вооружений. В настоящее время любые подводные испытания атомного оружия запрещены серией международных договоров.

 

5. Падение крупного небесного тела может вызвать огромное цунами, так как, имея огромную скорость падения (десятки километров в секунду), данные тела имеют также колоссальную кинетическую энергию, а масса их может достигать миллиарды тонн. Эта энергия будет передана воде, следствием чего и будет вызвана волна.

 

6. Ветер может вызывать большие волны (примерно до 20 м), но такие волны не являются цунами, так как они короткопериодные и не могут вызывать затопления на берегу. Однако возможно образование метео-цунами (вызваны метеорологическими причинами) при резком изменении давления или при быстром перемещении аномалии атмосферного давления. Такое явление наблюдается на Балеарских островах и называется риссага.

В соответствии с общей классификацией волн цунами относятся к длинным  волнам. Длина их достигает несколько  сотен километров, амплитуда над  глубокой частью океана обычно порядка  одного метра. Поэтому их трудно обнаружить с воздуха или с корабля.

В районе Тихоокеанского побережья  Камчатки наблюдались цунами с длиной волны, равной 80-100 км. Притом, чем больше расстояние, отделяющее место землетрясения  от этого побережья, тем больше длина  цунами, хотя прямой пропорциональности здесь и нет. Чем дальше находится  место землетрясения, тем больше будет промежуток времени между  приходом цунами, следующих друг за другом.

Высота цунами и, следовательно, их воздействие на берег, помимо зависимости  от скорости, зависят также от рельефа  дна океана в прибрежной его части  и от конфигурации  и рельефа  побережья.

Достигнув континентального шельфа, волны цунами замедляют свое движение, а их высота возрастает. Подход цунами к берегу иногда сопровождается отливом, которому могут предшествовать короткопериодные колебания уровня воды малой амплитуды, называемые предвестниками. Этот отлив  может длиться от нескольких минут  до получаса. Чем дальше отступает  океан от берегов после землетрясения, тем большей силы достигнут набегающие на сушу цунами.

Цунами состоят из серии волн, которые достигают берега с периодом  от 5 до 90 мин. Самой высокой обычно бывает не первая волна, но большей  частью она оказывается среди  первых десяти. За главными волнами  цунами следуют вторичные колебания. Наступление цунами иногда сопровождается свечением воды и дна, производимым планктоном. Свечение бывает иногда настолько сильным, что напоминает вспышку прожектора.

Для сравнения рассмотрим характеристики ветровых волн (метео-цунами) и волн цунами.

ОСНОВНЫЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ ВЕТРОВЫХ ВОЛН И ВОЛН ЦУНАМИ
Параметры	Ветровые волны	Цунами
Скорость распространения	до 100 км/час	до 1000 км/час
Длина волны	до 0,5 км	до 1000 км
Период	до 20 секунд	до 2,5 часов
Глубина проникновения	до 300 м	до самого дна
Высота волны в открытом море	до 30 м	до 2 м
Высота волны у побережья	до 40 м	до 70 м

Из таблицы видно, что на глубине  волны цунами длинные и пологие, поэтому в море они не страшны.

Энергетическое  воздействие цунами на берег, то есть интенсивность цунами оценивается  по шести балльной шкале:

1 балл - очень слабое цунами. Волна отмечается (регистрируется) только мареографами.

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.

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 разрушения разной степени сложности в зависимости от удаленности от берега. Все кругом усеяно обломками. В устьях рек высокие штормовые нагоны. Сильный шум воды. Имеются 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 длины, высоты и фазовой скорости движения набега волны. Энергия цунами обычно составляет от 1 до 10% от энергии вызвавшего его землетрясения.

Само явление цунами старо, как  Океан. Первое цунами, о котором известно из истории, уничтожило город Амнисос на Крите около 1400 года до нашей эры.

Одно из первых стихийных бедствий – это землетрясение в Лиссабоне 1755 г., которое вызвало 15-метровую волну. Волна цунами уничтожила лиссабонский порт и вызвала значительные разрушения в юго-западной Испании, Марокко и на Карибских островах. В результате этого землетрясения и после волны цунами погибли около 20000 человек.

Всего за период с 1498 по 1997 года произошло 109 цунами, из которых волны цунами интенсивностью более одного балла  возникали 31 раз, т.е. в среднем один раз в 15 лет.

Наиболее  известные случаи цунами

15 июня 1896 года в области  Санрику (Япония) -  океан обрушился на берег шестью или семью волнами высотой около 35 м. Практически все прибрежные деревни и городки трех провинций, растянувшихся на 800 км, прекратили свое существование. В волнах цунами погибло более 27 000 человек. Эта катастрофа вошла в «Книгу рекордов Гиннеса» как одна из тяжелейших по числу жертв катастроф, связанных с цунами.

Японцы, которые с цунами знакомы  лучше всех, разработали свою 5-ти бальную шкалу. За последние 1300 лет  берега Японии 4 раза опустошались волнами  высотой свыше 30 м. Вот лишь несколько  примеров разрушительной деятельности волн цунами на Японских островах.

В 1952 году произошло землетрясение  в Алеутском желобе, в результате которого на остров Хоккайдо нахлынула волна цунами. Высота волн менялась от 8 до 18 метров, двигались они со средней скоростью около 500 км/ч. Прибрежной зоне был нанесен огромный ущерб, дома и постройки были смыты и снесены в море. Тысячи людей лишились крова, сотни человек погибли в волнах.

5 ноября 1952 года. В ночь на 5 ноября около 4 часов по местному времени жители Северо-Курильска были разбужены 7-балльным землетрясением. Через 45 минут после начала землетрясения послышался громкий гул со стороны океана, и уже через несколько секунд на город обрушилась огромная волна, двигавшаяся с большой скоростью и имевшая наибольшую высоту в центральной части города, где она катилась по долине речки. Через несколько минут волна отхлынула в море, унося с собой все разрушенное. Отступление первой волны было столь интенсивным, что дно пролива обнажилось на протяжении нескольких сотен метров. Наступило затишье. Через 15-20 минут на город обрушилась вторая, еще большая волна, достигавшая 10-метровой высоты. Она нанесла особо сильные разрушения, смывая все постройки на своем пути, сохранились лишь цементные фундаменты домов. Прошедшая через город волна достигла склонов окружающих гор, после чего начала скатываться обратно в котловину, расположенную ближе к центру города. Здесь образовался огромный водоворот, в котором с большой скоростью вращались обломки строений и мелкие суда. Откатываясь, волна ударила с тыла в береговой вал перед портовой территорией и в обход горы прорвалась в Курильский пролив. Участок берегового вала и гора на несколько минут стали островом. На перемычке между этим островом и горой волна нагромоздила груду бревен, ящиков и тому подобное и даже принесла из города два дома. Через несколько минут после второй волны пришла более слабая, третья волна, которая вынесла на берег много обломков. Все это было разбросано по территории города и по берегам пролива. В 9 часов утра наблюдались сильные колебания уровня океана, которые, слабея, повторялись в течение всего дня 5 ноября. В проливе во время прохождения волн происходило образование водоворотов и сулоев - стоячих волн и вертикальных всплесков, образующихся в результате столкновения течений, идущих из Тихого океана и Охотского моря навстречу друг другу. Так развивались события во время цунами в Северо-Курильске. Оно охватило почти 700-километровую зону Дальневосточного побережья. Самые высокие волны при этом отмечены в бухтах Пираткова (10-15 метров) и Ольга (10-13 метров) на Камчатке.