В.И. Трухин, К.В. Показеев, В.Е. Куницын - Общая и экологическая геофизика (1119248), страница 40
Текст из файла (страница 40)
Для Курило-Камчатского побережья в неблагоприятных условиях заблаговременность составляет около 15 мин. На обработку отводится не более 10 мин. Возможность возникновения цунами в результате землетрясения оценивается по маэнитудно-географическому критерию. Землетрясение считается цунамигенным, если его эпицентр попадает в цунамигенную зону, а магнитуда превышает некоторое пороговое значение М„. Дежурный сейсмолог обязан передать сообщение об угрозе цунами в каналы оповещения.
Советская СПЦ нацелена прежде всего на прогноз цунами от близких Курило-Камчатских землетрясений и носит характер региональной. Независимо от международной службы ведутся наблюдения за проявлением активности на всей акватории Тихого океана. 1гь 10. Волны в охеиве 224 Анализ работы ш~ужбы за 1958 — 1980 и, показал следующее. Произошло 70 землетрясений с магнитудой более 7, по которым должны были быть объявлены сигналы тревоги. Тревога была объявлена лишь в 30 случаях (43Уо). Из 30 тревог оправдались 10 (с высотой цунами более 0,5 м).
В 20% случаев служба дала пропуск цунами. Главной причиной пропуска тревог является систематическая погрешность в определении магнитуды на цунами- станциях. Появление ложных тревог обусловлено занижением пороговых значений магнитуд. Радикальное решение проблемы ложных тревог использование гидрофизического метода прогноза, основанного на прямой регистрации в открытом океане характеристик цунами. Такие работы проводились в Институте морской геологии и геофизики под руководством академика С.Л. Соловьева в рамках Всесоюзной программы создания единой системы предупреждения о цунами.
Первыо измерения волн цунами в открытом океане проведены в 1980 г. на острове Шикотан. Существующая система имеет много недостатков; отсутствие оперативной связи между сейсмическими станциями (связь позволит вести обработку сигналов с нескольких станций, что уменьшит ошибку в определении локализации очага землетрясения, его магнитуды); ручная обработка сигналов; малое число использованных сейсмостанций; — отсутствие технических средств для получения гидрофизической информации на достаточном удалении от берега. В 1980 г.
под руководством академика С. С. Соловьева проводилась интенсивная работа по созданию Единой автоматизированной системы наблюдений за возникновением и распространением цунами и предупреждением о них. Предполагалось, что объединение в одном блоке сейсмической и гидрофизической (обеспечивающей регистрацию цунами в открытом океане) систем, автоматизация обработки сигналов снизит процент ложных тревог и повысит заблаговремепность. События на Средних и южных Курилах в ночь с 4 на 5 октября 1994 г. показали, что сейчас система предупреждения практически пе действует. Стихия застала жителей врасплох.
В заключение расскажем об одном из самом совершенных региональных центров предупреждения о цунами. Аляскинский 1'л. 10. Волны в охваяв 225 центр предупреждения о цунами (АЦПЦ) создан в 1967 г, в Пальмере как региональный центр с целью оповещения о цунами на Аляске и Алеутских островах. В 1982 г. в зону его ответственности было включено западное побережье США и Канады. Так как в зоне Алеутских островов и Аляски очаги подводных землетрясений расположены вблизи берега (время подхода цунами составляет 10-20 мин), была организована телеметрическая система наблюдений и передачи сейсмических и мареографных сигналов в реальном масштабе времени в операционный центр в Пальмере.
Сеть наблюдений АЦПЦ является одной из самых больших и современных в мире геофизических сетей с телеметрией. Она включает 140 сейсмических и 8 приливных станций. Эти счанции принадлежат четырем ведомствам, но это не мешает их совместной работе. В настоящее время система работает в автоматизированном режиме. Определение параметров землетрясения производится в течение 5 — 7 мин после регистрации землетрясения. Для землетрясений Алеуто-Аляскинской зоны АЦПЦ объявляет тревогу цунами при магнитуде более 6,75, не ожидая подтверждения цунами от приливных станций, поскольку очаги землетрясений очень близки. Для землетрясений в районах Командорских островов, западного побережья США и Канады с магнитудой больше 7,5 выпускается предупреждение, а тревога подается лишь в случае подтверждения цунами мареографными станциями.
Такой дифференцированный подход позволяет уменьшить число ложных тревог. Отметим некоторые общие черты систем предупреждения цунами (СПЦ). Во всех существующих на Тихом океане СПЦ за основу принят сейсмический метод. Гидрофизический метод не получил широкого распространения.
Гидрофизические данные используются в СПЦ для подтверждения возникновения цунами или отмены сигналов тревоги. Международная система (Гонолулу) ориентирована на наблюдение за крупными тихоокеанскими цунами. Процедуры ее работы предусматривают подтверждение существования цунами от сети мареографпых станций. В силу этого Международная СПЦ не обеспечивает своевременно предупреждения для близких очагов цунами. Региональныс СПЦ, основанные на сборе и обработке данных с распределенных сетей, способны обеспечить выпуск предупреждений в пределах 20 мин.
Так как времени на подтверждение цунами пе остается, такие системы работают 8 В и. Трухин и ар. 1гь 10. Волиьь в охеиие 226 только на основе сейсмической информации. Главная проблема в работе таких систем -. высокий процент ложных тревог, отсутствие методов прогноза ожидаемых высот волн. Для зон, в которых время распространения цунами до ближайшего берега меньше 10 мин, прогноз цунами строится на основе наблюдений и измерений макросейсмического эффекта землетрясений непосредственно в этих зонах. Такие локальные СПЦ начали создавать в последние годы (Япония, Чили, Гавайи). Общая тенденция развития систем предупреждения автоматизация системы обработки данных (сейсмических) и развитие телеметрических систем передачи сейсмических и гидрофизических данных. Теория потенциальных волн В настоящем разделе познакомимся с теорией потенциальных волн, которая исторически возникла раньше других и является наиболее простой и развитой.
Рассмотрим идеальную, несжимаемую, однородную жидкость. В начальный момент времени эта жидкость покоится, повсюду на эту жидкость действует атмосферное давление Рд (жидкость находится в состоянии равновесия). Пусть теперь на поверхность жидкости (в нашем случае воды) в течение малого промежутка времени Ь1 действует добавочное давление Р, которое является функцией координат. Это дополнительное давление выведет жидкость из состояния равновесия, т.
е. сообщит частицам жидкости начальные скорости. Значения скоростей частиц жидкости можно найти интегрированием уравнений движения. Для случая идеальной несжимаемой однородной жидкости уравнения движения могут быть записаны в виде уравнения Эйлера: + (Ъ' . ~) Ъ' = Р— — г~Р, (10.14) Р где Ъ' = (и, и., ю), Р добавочное давление, Р массовые силы. Уравнение Эйлера отражает тот факт, что в идеальной несжимаемой однородной жидкости изменения скорости частицы вследствие изменения времени и ее перемещения в простра«стае происходят под действием только массовых сил и сил давления. Для нахождения скорости движения жидкости, возникшего под действием добавочного давления Р, проинтегрируем уравнения Эйлера по времени от 0 до Ь1, т.
е. за промежуток, в течение Рл. 70. долны в внввнв 227 которого действует добавочное давление Р: д| Ы дс дс | д г' дг — М = — ~ (1'. '17)Ъ' Ю + ~ РЮ вЂ” — ~ Р М. (10.15) д О О О О (1) (2) (3) (4) (1) — единственный член в левой части выражения (10.15) после интегрирования даст выражение г — Ъ' С=Да С=О но так как в начальный момент жидкость покоилась, то Ъ' С=О = 0 и слева останется только величина 1' = Ъ'.
Члены (2) с=ах и (3) в правой части уравнения (10.15) после интегрирования будут малыми величинами порядка Ы и ими можно пренебречь. Рассмотрим член (4). Предположим, что добавочное давление Р настолько велико, что последний член в правой части уравнения (10.15) конечен, несмотря на малость временного промежутка Ы. Введем обозначение и тогда уравнение (10.15) может быть записано в виде Ъ' = игаг1 Фы (10.16) .7 где Ф1 = —, причем мы учли, что р - величина постоянная и Р может быть внесена под знак градиента. Таким образом, мы по- лучаем, что скорость г' движения жидкости, возникающего под действием приложенного к ее поверхности импульса давления,/, выражается как градиент некоторой функции Ф1 = Ф1(л, у, г).
При этом справедливо соотношение — йгай Ф1 = йгай д дФ, д1 дв (10.17) После окончания действия добавочного давления Р движение сохранится и будет происходить под действием силы тяжести (массовых сил). Но сила тяжести есть потенциальная сила и ее можно записать в виде (10.18) Г = -огай У., 1л. 10. Волив~ в оввинв 228 где с/ потенциал силы тяжести. При положительном направлении оси У вверх 1У = +дг, и тогда Р = — д. В силу сказанного сохраняется и безвихревой, т, е, потенциальный характер движения жидкости после окончания действия добавочного давления Р.
А если это так, то, используя соотношения (10.16), (10.17), (10.18) и соотношение (1'. '17)1: = — ига4 ~/2, 1 дФг 1" Р'~ игаг1 ~, + — + Г+ — ) = О. ~,д1 2 рг) (10.19) Но зто означает, что выражение, стоящее в скобках, пе зависит от коордипаг, а есть только функция времени, т. е. дФг Иг Р— '+ —, + Г+ — = 1(1). дг 2 р (10. 20) Введем теперь вместо функции Ф~ функцию Фг, которая будет определяться соотношением дг дг (10. 21) Так как 1(1) есть функция только времени, можно записать, что Ъ' = йгай Ф1 = рай Фг.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
