Диссертация (1102893)

Просмтор этого файла доступен только зарегистрированным пользователям. Но у нас супер быстрая регистрация: достаточно только электронной почты!

Текст из файла

ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯМОСКОВСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ ИМЕНИМ.В. ЛОМОНОСОВАФИЗИЧЕСКИЙ ФАКУЛЬТЕТНа правах рукописиУДК 551.466.62Семенцов Кирилл АлександровичДИНАМИЧЕСКАЯ И СТАТИЧЕСКАЯ МОДЕЛИ ГЕНЕРАЦИИПОВЕРХНОСТНЫХ ГРАВИТАЦИОННЫХ ВОЛН В ОКЕАНЕЗЕМЛЕТРЯСЕНИЯМИСпециальность 25.00.29 – Физика атмосферы и гидросферыДиссертация на соискание ученой степеникандидата физико-математических наукНаучный руководительпрофессор РАН, д.ф.-м.н.

М.А. НосовМосква – 2017ОглавлениеВведение .................................................................................................................................... 4Глава 1. Обзор литературы ..................................................................................................... 111.1. Статическая модель генерации цунами землетрясениями: основные приближения,преимущества и недостатки .......................................................................................... 111.2.Задача о расчете начального возвышения водной поверхности в очаге цунами врамках статической модели .......................................................................................... 181.3.Динамическая модель генерации поверхностных гравитационных волн в океанесейсмическими движениями дна: предпосылки для развития ....................................

231.4.Комбинированная численная модель для описания поверхностных гравитационныхволн, возбуждаемых в океане сейсмическими движениями дна ................................ 261.5.Общие принципы систем предупреждения о цунами ................................................. 30Глава 2. Оценка корректности применения аналитико-численного алгоритма (АЧА) длярасчета начального возвышения водной поверхности в реальных очагах цунами ............. 362.1.Постановка и общее решение задачи о расчете начального возвышения воднойповерхности, вызванного малыми деформациями плоского наклонного дна ........... 362.2.Точное аналитическое решение задачи о расчете начального возвышения воднойповерхности, вызванного малыми прямоугольными деформациями плоскогонаклонного дна .............................................................................................................

402.3.Сопоставление начальных возвышений водной поверхности, вызванныхэквивалентными деформациями плоского наклонного и плоскогогоризонтального дна. ..................................................................................................... 422.4.Учет асимметрии начального возвышения водной поверхности в рамках АЧА ....... 47Основные результаты главы 2 ................................................................................................

50Глава 3. Генерация свободных гравитационных волн в океане поверхностнымисейсмическими волнами ........................................................................................................ 513.1.Обнаружение эффекта генерации свободных гравитационных волн в океанеповерхностными сейсмическими волнами на основе анализа записей донныхстанций DONET ............................................................................................................ 5123.2.Механизмы генерации предшественников цунами. Теоретические оценки ..............

573.2.1. Анализ характерных частотных диапазонов ....................................................... 573.2.2. Восстановление динамики движения дна в области постановки станцийDONET .................................................................................................................. 593.2.3. Теоретические оценки возможных механизмов генерации предшественниковцунами...................................................................................................................

64Основные результаты главы 3 ................................................................................................ 73Глава 4. Численное моделирование поверхностных гравитационных волн, возбуждаемых вокеане волнами Лява и Рэлея, в рамках динамической модели............................................ 744.1. Моделирование предшественников цунами 11 марта 2011 г. вблизи полуостроваКии на основе записей донных станций DONET ........................................................ 744.2.

Моделирование предшественников цунами 11 марта 2011 г. в заливе Сагами наоснове записей наземных GPS-станций ....................................................................... 81Основные результаты главы 4 ................................................................................................ 86Глава 5. Регистрация свободных гравитационных волн, возбуждаемых поверхностнымисейсмическими волнами, при крупных землетрясениях начала XXI века ...........................

87Основные результаты главы 5 .............................................................................................. 107Основные результаты диссертации ...................................................................................... 108Литература ............................................................................................................................ 109Работы автора по теме диссертации..................................................................................... 116Приложение А ....................................................................................................................... 1183ВведениеЕжегодно на нашей планете происходят более сотни крупных ( M w  6 )землетрясений.

Большинство из них являются подводными и, следовательно, могутвызвать волны цунами той или иной разрушительной силы. Катастрофическиепоследствия землетрясения и цунами Тохоку 11 марта 2011 г. (18480 погибших ипропавших без вести, материальный ущерб в размере 220 миллиардов USD (NOAA),авария на АЭС «Фукусима») свидетельствуют о том, что даже Япония, обладающаяновейшими методиками прогноза цунами, остается уязвимой перед лицом стихии.

Дляснижения ущерба, наносимого волнами цунами береговой инфраструктуре, необходимокомплексное изучение этого грозного природного явления: развитие инструментальноизмерительнойбазы,углублениетеоретическихпредставлений,повышениеэффективности методик прогноза и систем предупреждения. В связи с этим изучениеприкладных и фундаментальных задач в рамках проблемы цунами по-прежнему являетсяактуальным и практически значимым.Во время подводных землетрясений остаточные (косейсмические) деформации днавытесняют гигантский объем воды.

Возникновение остаточных деформаций — вообщеговоря, динамический процесс, его продолжительность при крупных землетрясенияхможет достигать 10 мин и более (например, катастрофическое землетрясение у береговострова Суматра 26 декабря 2004 г.). Однако при описании процесса генерации цунамиземлетрясениямивозникновениеостаточныхдеформацийднаможносчитатьмгновенным. Это связано с тем, что приближение мгновенных деформаций дна(статическая модель генерации цунами) позволяет учесть основной фактор, отвечающийза формирование волн, — вытеснение объема воды в области очага. В рамках статическоймодели, как правило, вертикальную компоненту деформации дна переносят наповерхность воды, а начальное поле скоростей в водной толще полагают нулевым.Несмотря на то что статические модели генерации цунами получили наиболее широкоераспространение, они обладают и рядом недостатков [Levin, Nosov, 2016].

В частности,приравнивание начального возвышения поверхности воды к вертикальной компонентеостаточных деформаций дна не позволяет учесть сглаживающий эффект водного слоя ивклад горизонтальных компонент вектора деформаций неровного дна. Пренебрежениеэтими факторами может привести к значительным ошибкам в оценке амплитуды цунами.Например, для Курильского цунами 13 января 2007 г., очаг которого находился в областиузкого и глубокого подводного желоба, такая ошибка составляет около 40% [Файн,4Куликов, 2011; Levin, Nosov, 2016]. Совершенствование существующей статическоймодели генерации цунами является одной из целей настоящей работы.Динамические модели генерации цунами распространены значительно меньше, чемстатические. В первую очередь это связано с тем, что статические модели позволяютучесть основной фактор, формирующий цунами, — вытеснение объема воды остаточнымидеформациями дна, в то время как на долю динамических моделей остаются эффекты,важность которых еще предстоит установить.

Характеристики

Тип файла PDF

PDF-формат наиболее широко используется для просмотра любого типа файлов на любом устройстве. В него можно сохранить документ, таблицы, презентацию, текст, чертежи, вычисления, графики и всё остальное, что можно показать на экране любого устройства. Именно его лучше всего использовать для печати.

Например, если Вам нужно распечатать чертёж из автокада, Вы сохраните чертёж на флешку, но будет ли автокад в пункте печати? А если будет, то нужная версия с нужными библиотеками? Именно для этого и нужен формат PDF - в нём точно будет показано верно вне зависимости от того, в какой программе создали PDF-файл и есть ли нужная программа для его просмотра.

Список файлов диссертации