RU2652643C1 - Hydrodynamic model of tsunami source - Google Patents
Hydrodynamic model of tsunami source Download PDFInfo
- Publication number
- RU2652643C1 RU2652643C1 RU2016150038A RU2016150038A RU2652643C1 RU 2652643 C1 RU2652643 C1 RU 2652643C1 RU 2016150038 A RU2016150038 A RU 2016150038A RU 2016150038 A RU2016150038 A RU 2016150038A RU 2652643 C1 RU2652643 C1 RU 2652643C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- tsunami
- hydrodynamic
- wave
- source
- sea
- Prior art date
Links
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 21
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 claims abstract description 8
- 239000006185 dispersion Substances 0.000 claims abstract description 7
- 230000000694 effects Effects 0.000 claims abstract description 7
- 230000009466 transformation Effects 0.000 claims abstract description 6
- 230000010355 oscillation Effects 0.000 claims abstract description 4
- 230000000750 progressive effect Effects 0.000 claims abstract description 4
- 230000004044 response Effects 0.000 claims abstract description 4
- 239000013598 vector Substances 0.000 claims abstract description 4
- 238000010276 construction Methods 0.000 claims description 6
- 206010044565 Tremor Diseases 0.000 claims description 2
- 238000009434 installation Methods 0.000 claims 1
- 230000035939 shock Effects 0.000 abstract description 3
- 238000011161 development Methods 0.000 abstract 1
- 230000018109 developmental process Effects 0.000 abstract 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract 1
- 230000001131 transforming effect Effects 0.000 abstract 1
- 238000000034 method Methods 0.000 description 10
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 7
- 238000006424 Flood reaction Methods 0.000 description 6
- 230000007246 mechanism Effects 0.000 description 5
- 239000003643 water by type Substances 0.000 description 4
- 238000004088 simulation Methods 0.000 description 3
- 238000009472 formulation Methods 0.000 description 2
- 230000002706 hydrostatic effect Effects 0.000 description 2
- 230000003993 interaction Effects 0.000 description 2
- 230000002452 interceptive effect Effects 0.000 description 2
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 2
- 238000012544 monitoring process Methods 0.000 description 2
- 230000008569 process Effects 0.000 description 2
- 239000002689 soil Substances 0.000 description 2
- 238000012876 topography Methods 0.000 description 2
- 238000009825 accumulation Methods 0.000 description 1
- 230000003321 amplification Effects 0.000 description 1
- 238000004364 calculation method Methods 0.000 description 1
- 230000008859 change Effects 0.000 description 1
- 239000003653 coastal water Substances 0.000 description 1
- 238000013461 design Methods 0.000 description 1
- 238000009826 distribution Methods 0.000 description 1
- 239000012530 fluid Substances 0.000 description 1
- 238000011010 flushing procedure Methods 0.000 description 1
- 239000012634 fragment Substances 0.000 description 1
- 231100001261 hazardous Toxicity 0.000 description 1
- 238000011044 inertial separation Methods 0.000 description 1
- 230000000977 initiatory effect Effects 0.000 description 1
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 1
- 230000006911 nucleation Effects 0.000 description 1
- 238000010899 nucleation Methods 0.000 description 1
- 238000003199 nucleic acid amplification method Methods 0.000 description 1
- 238000004321 preservation Methods 0.000 description 1
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 1
- 238000011160 research Methods 0.000 description 1
- 239000013535 sea water Substances 0.000 description 1
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 1
- 230000009897 systematic effect Effects 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G16—INFORMATION AND COMMUNICATION TECHNOLOGY [ICT] SPECIALLY ADAPTED FOR SPECIFIC APPLICATION FIELDS
- G16Z—INFORMATION AND COMMUNICATION TECHNOLOGY [ICT] SPECIALLY ADAPTED FOR SPECIFIC APPLICATION FIELDS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- G16Z99/00—Subject matter not provided for in other main groups of this subclass
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01V—GEOPHYSICS; GRAVITATIONAL MEASUREMENTS; DETECTING MASSES OR OBJECTS; TAGS
- G01V1/00—Seismology; Seismic or acoustic prospecting or detecting
- G01V1/38—Seismology; Seismic or acoustic prospecting or detecting specially adapted for water-covered areas
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02A—TECHNOLOGIES FOR ADAPTATION TO CLIMATE CHANGE
- Y02A50/00—TECHNOLOGIES FOR ADAPTATION TO CLIMATE CHANGE in human health protection, e.g. against extreme weather
Landscapes
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Oceanography (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Acoustics & Sound (AREA)
- Environmental & Geological Engineering (AREA)
- Geology (AREA)
- Remote Sensing (AREA)
- General Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Geophysics (AREA)
- Geophysics And Detection Of Objects (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к гидрометеорологии и наукам об Атмосфере, Океане и Земле, к реализации комплексного численного моделирования гидромеханики их взаимодействия при проявлении морских наводнений, экстремальных течений и других опасных морских явлений в открытом океане и вблизи побережья.The invention relates to hydrometeorology and the sciences of the Atmosphere, Ocean and Earth, to the implementation of a comprehensive numerical simulation of the hydromechanics of their interaction during the manifestation of marine floods, extreme currents and other dangerous marine phenomena in the open ocean and near the coast.
НазначениеAppointment
Настоящим изобретением задается способ определения начальных условий для постановки и интерактивной реализации прямого вычислительного эксперимента по моделированию зарождения, распространения и воздействия на морское побережье волн цунами сейсмического происхождения.The present invention provides a method for determining the initial conditions for the formulation and interactive implementation of a direct computational experiment to simulate the generation, propagation and impact of tsunami waves of seismic origin on the sea coast.
Предметом изобретения является строгое и однозначное определение способа построения начальной геометрической формы и гидродинамических параметров очага цунами, возникающего в акваториях вблизи побережья, на шельфе и океанском склоне в момент сильного подводного землетрясения с магнитудой 7,0 и более. С этой целью задействуются исходные стандартные макросейсмические оценки [1] начальных параметров сейсмического очага, по которым затем переопределяется геометрическая форма, ориентация и параметры гидродинамической подвижности исходной волны цунами в зависимости от рельефа морского дна в зоне землетрясения.The subject of the invention is a strict and unambiguous definition of a method for constructing the initial geometric shape and hydrodynamic parameters of a tsunami source occurring in water areas near the coast, on the shelf and on the ocean slope at the time of a strong underwater earthquake with a magnitude of 7.0 or more. For this purpose, the initial standard macroseismic estimates [1] of the initial parameters of the seismic source are used, by which the geometric shape, orientation and hydrodynamic mobility of the initial tsunami wave are then redefined depending on the topography of the seabed in the earthquake zone.
Уровень техникиState of the art
Морские оперативные службы, так же как и режимные отделы инженерных изысканий в области контроля и прогноза динамики взаимодействия атмосферы и океана, в настоящее время активно задействуют прямые вычислительные эксперименты с использованием высокоэффективных компьютеров и систем дистанционных измерений реального гидродинамического состояния морских акваторий и атмосферы.Marine operational services, as well as regime engineering research departments in the field of monitoring and forecasting the dynamics of the interaction of the atmosphere and the ocean, are currently actively involved in direct computational experiments using high-performance computers and remote sensing systems for the real hydrodynamic state of marine areas and the atmosphere.
Настоящее изобретение является результатом систематических ретроспективных вычислительных экспериментов по моделированию различных исторических цунами сейсмического и синоптического происхождения с целью формализации способов адекватного представления главной составляющей гидродинамического возмущения водной поверхности под внешним силовым воздействием. В основе нового способа лежит физическое обоснование возможности возникновения длиннопериодных волновых откликов на кратковременные сейсмические толчки, механизмом которых могут быть оползневые проявления на наклонном морском дне, усиливаемые за счет аккумулирования большей гидродинамической энергии при сотрясениях глубоководных участков морского дна, откуда в результате длинноволновой дисперсии направляется гидродинамический поток в сторону меньших давлений морской воды на мелководье.The present invention is the result of systematic retrospective computational experiments on modeling various historical tsunamis of seismic and synoptic origin with the aim of formalizing methods for adequately representing the main component of the hydrodynamic disturbance of the water surface under external force. The new method is based on the physical justification for the possibility of long-period wave responses to short-term seismic shocks, the mechanism of which can be landslide manifestations on an inclined seabed, enhanced by the accumulation of greater hydrodynamic energy during shocks of deep-sea parts of the seabed, from which a hydrodynamic flow is sent as a result of long-wave dispersion towards lower pressures of seawater in shallow water.
Практическое использование настоящего изобретения дает адекватные оценки проявления цунами вблизи побережья, которые могут уточняться при поступлении информации о реальном проявлении опасных морских явлений непосредственно в процессе оперативного контроля и прогноза усиления или снижения опасности воздействия волн цунами на конкретных участках морского побережья, в бухтах и гаванях морских портов.The practical use of the present invention provides adequate estimates of the tsunami occurrence near the coast, which can be updated upon receipt of information about the real occurrence of dangerous marine phenomena directly in the process of operational monitoring and forecasting the amplification or reduction of the risk of tsunami waves in specific sections of the sea coast, in bays and harbors of seaports .
Осуществление изобретенияThe implementation of the invention
В условиях действующих морских служб оперативного прогноза и предупреждения об опасных природных явлениях: о морских наводнениях при возникновении подводных землетрясений; также как и в случае штормовых нагонов при прохождении тайфунов, имеется лишь ограниченная информация о происходящем событии на море, необходимая для формирования начальных граничных условий с целью построения и выполнения вычислительных экспериментов для оценки потенциальной опасности морских наводнений и экстремальных течений на морском шельфе и прибрежном мелководье, на береговом урезе и в гаванях морских портов.Under the conditions of the current marine services, an operational forecast and warning of hazardous natural phenomena: marine floods in the event of underwater earthquakes; as well as in the case of storm surges during the passage of typhoons, there is only limited information about the occurring event at sea, necessary for the formation of initial boundary conditions with the aim of constructing and performing computational experiments to assess the potential danger of marine floods and extreme currents in the sea shelf and coastal shallow waters, on the coastal edge and in the harbors of seaports.
Построение очага начинается с получения информации от сейсмологической службы о магнитуде и географических координатах произошедшего землетрясения, а в случае малой удаленности от побережья может быть полезной оценка глубины сейсмического очага землетрясения. По этим данным вычисляются геометрические размеры и делается оценка изменения уровня моря в очаге цунами, для чего используются регрессионные аппроксимации многочисленных событий цунами в заданном регионе по макросейсмической гипотезе сотрясаемости морского дна [1, Поплавский и др., 1998]. Собственно для каждого района океана такие оценки геометрических параметров очага цунами могут различаться, однако в интересах оперативной службы вполне достаточно расчетов с использованием осредненных значений. Гидродинамические особенности в построении очага цунами имеют существенно большее влияние на ожидаемые результаты прямых вычислительных экспериментов.The construction of the source begins with the receipt of information from the seismological service about the magnitude and geographical coordinates of the earthquake, and in the case of a small distance from the coast, it may be useful to estimate the depth of the seismic source of the earthquake. Using these data, geometric dimensions are calculated and an estimate is made of the sea level change in the tsunami center, which uses regression approximations of numerous tsunami events in a given region using the macroseismic hypothesis of seabed shaking [1, Poplavsky et al., 1998]. Actually, for each region of the ocean, such estimates of the geometrical parameters of the tsunami source may vary, however, calculations using average values are quite sufficient in the interests of the operational service. The hydrodynamic features in the construction of the tsunami center have a significantly greater influence on the expected results of direct computational experiments.
На участках морского дна с относительно одинаковой глубиной можно ограничиться использованием исходных геометрических построений для макросейсмического очага цунами, без дополнительных искажений его простейшей эллиптической формы и без указания начальной скорости движения фронта волны. Это так называемый «поршневой механизм» условного подъема морского дна, в котором большая ось эллиптического макросейсмического очага ориентируется вдоль геологических разломов в земной коре, если местоположение таковых известно, либо выравнивается равноудаленно от берегового уреза - по нормали к направлению на береговой пункт, что предопределяет наиболее опасный вариант проявления цунами у контролируемого участка побережья. Стационарный очаг распадается на два расходящихся фронта волны цунами с высотой вдвое меньшей исходного стационарного подъема уровня моря.In areas of the seabed with a relatively equal depth, one can restrict oneself to using the initial geometric constructions for the macroseismic focus of the tsunami, without additional distortions of its simplest elliptical shape and without specifying the initial velocity of the wave front. This is the so-called "piston mechanism" of the conditional rise of the seabed, in which the major axis of the elliptical macroseismic focus is oriented along geological faults in the earth's crust, if the location of such is known, or is aligned equidistant from the coastal edge - normal to the direction to the coastal point, which determines the most a dangerous variant of the manifestation of a tsunami near a controlled area of the coast. The stationary focus splits into two diverging fronts of a tsunami wave with a height half that of the initial stationary rise in sea level.
В случае землетрясения на наклонном фрагменте морского дна большая ось макросейсмического очага цунами ориентируется по направлению преобладающих изобат, вдоль относительно равных глубин или равноудалено от берегового уреза. В мелководном направлении, впереди ведущего фронта волны цунами устраивается относительно небольшое снижение уровня воды, не более половины исходной макросейсмической высоты. По величине этого отлива акватория формирования волны цунами инициируется векторами потоков для придания импульса изначального движения всех новообразованных волн с больших глубин в сторону прибрежного мелководья. Необходимая деформация геометрической формы очага цунами и перераспределения высот уровня моря и начальных скоростных потоков выполняются по аналогичным эллиптическим распределениям высот уровня моря и скоростных потоков воды, в результате наложения которых форма макросейсмического очага искажается и обретает заметное смещение фронта исходной волны цунами на удаление в сторону больших глубин.In the event of an earthquake on an inclined seabed fragment, the major axis of the tsunami macroseismic focus is oriented in the direction of the prevailing isobaths, along relatively equal depths, or equidistant from the coastal edge. In the shallow direction, in front of the leading front of the tsunami wave, a relatively small decrease in the water level takes place, not more than half the initial macroseismic height. By the magnitude of this ebb, the tsunami wave formation area is initiated by flow vectors to give impetus to the initial movement of all newly formed waves from great depths towards the coastal shallow water. The necessary deformation of the geometrical shape of the tsunami source and the redistribution of sea level heights and initial velocity flows are performed according to similar elliptical distributions of sea level heights and high-speed water flows, as a result of which the macroseismic source is distorted and acquires a noticeable shift in the front of the initial tsunami wave towards greater depths .
Природа механизма формирования очага цунами при кратковременном сейсмическом событии определяется двумя факторами. При высокой сотрясаемости в несжимаемой водной толще вблизи морского дна образуются интенсивные пульсации, в том числе достигающие отрицательных давлений в фазе инерционного отрыва воды от грунта. Такой эффект проявляется сильнее на мелководьях, где давление воды в спокойном состоянии значительно меньше. Вязкий морской грунт разжижается и обретает способность перемещения на большие глубины - образуя подводные оползни. Гидродинамически это приводит к подъему уровня моря на больших глубинах, с соответствующим опусканием на мелководье, что в соответствии с условиями неразрывности придает начальный импульс движения в сторону берега как для положительной фазы волны, так и для ее отливной составляющей на мелководье.The nature of the mechanism of the formation of the tsunami focus during a short-term seismic event is determined by two factors. With high shaking in an incompressible body of water near the seafloor intense ripples form, including reaching negative pressures in the phase of inertial separation of water from the ground. This effect is more pronounced in shallow waters, where the pressure of water in a calm state is much less. Viscous sea soil liquefies and acquires the ability to move to great depths - forming underwater landslides. Hydrodynamically, this leads to a rise in sea level at great depths, with a corresponding lowering in shallow water, which, in accordance with the continuity conditions, gives an initial impulse to the coast towards both the positive phase of the wave and its ebb component in shallow water.
Аналогичный эффект формирования фронта волны цунами с начальным импульсом движения в сторону берега может объясняться дисперсионными эффектами трансформации высокочастотной сотрясаемости водной толщи в длинные волны. На больших глубинах толща воды обретает значительно большую кинетическую энергию от сотрясаемости морского дна, которая может высвобождаться в сторону меньших гидростатических давлений на малых глубинах. Формально не существует однозначных механизмов преобразования высокочастотных колебаний морского дна в длинные волны цунами, энергия землетрясения должна поглощаться вязким сопротивлением воды на столь быстрые сейсмические колебания. Однако вблизи мелководного побережья всегда существуют добротные длинноволновые осцилляторы с периодами порядка 3 мин, и на океанском шельфе - порядка 12 мин, и именно на этих участках морского дна очаг землетрясения получит зоны генерации интенсивных волн цунами, которые будут также ориентированы в движении в сторону берега, и проявятся на характерных для данного побережья собственных (сейшевых) периодах колебаниях уровня.A similar effect of the formation of a tsunami wave front with an initial momentum of movement towards the coast can be explained by the dispersion effects of the transformation of the high-frequency shaking of the water column into long waves. At great depths, the water column acquires significantly greater kinetic energy from the shaking of the seabed, which can be released towards lower hydrostatic pressures at shallow depths. Formally, there are no unambiguous mechanisms for converting high-frequency oscillations of the seabed into long tsunami waves, the earthquake energy must be absorbed by the viscous resistance of water to such rapid seismic vibrations. However, near the shallow coast there always exist solid long-wave oscillators with periods of the order of 3 minutes, and on the ocean shelf - of the order of 12 minutes, and it is in these areas of the seabed that the earthquake focus will receive zones of generation of intense tsunami waves, which will also be oriented in the direction of the coast, and will manifest themselves on level fluctuations characteristic of a given coast of own (seiche) periods.
Реализация изложенного способа генерации длиннопериодного гидродинамического очага цунами в качестве отклика на кратковременные и интенсивные сейсмические сотрясения морского дна, сопровождающиеся оползневыми явлениями и дисперсионными эффектамами трансформации длинных волн в акваториях с высокодобротными осцилляторами собственных колебаний уровня моря, сводится к геометрическим построениям и предустановке начальных параметров движения волн цунами:The implementation of the above method of generating a long-period hydrodynamic focus of the tsunami as a response to short-term and intense seismic tremors of the seabed, accompanied by landslide phenomena and dispersion effects of the transformation of long waves in waters with high-quality oscillators of natural oscillations of the sea level, reduces to geometric constructions of the basic waveforms and :
- главные оси эллиптической деформации поверхности моря ориентируются по направлениям преобладающих изобат и берегового уреза;- the main axis of the elliptical deformation of the sea surface are oriented along the directions of the prevailing isobaths and the coastal edge;
- в зависимости от крутизны наклона морского дна, в мористой зоне сейсмического очага устраивается фронт волны цунами с подъемом уровня моря по макросейсмическим оценкам, переходящим в отрицательную полуфазу волны с опусканием уровня ближе к побережью до 25-30% от величины фронта на глубокой воде;- depending on the steepness of the slope of the seabed, a tsunami wave front with a sea level rise according to macroseismic estimates, turning into a negative wave half-phase with lowering the level closer to the coast to 25-30% of the front in deep water, is arranged in the sea zone of the seismic source;
- на наклонном дне положительной и отрицательной полуфазам волн цунами придается начальный импульс движения в направлении меньших глубин, для чего очаг инициируется векторным полем до 30-40% от полного потока прогрессивной волны;- on the sloping bottom of the positive and negative half-phases of the tsunami waves, an initial impulse of movement is given in the direction of smaller depths, for which the focus is initiated by a vector field of up to 30-40% of the total flow of the progressive wave;
- на ровном дне подъем уровня стационарный, начальной скорости движения фронта не доопределяется.- on a flat bottom, the level rise is stationary, the initial velocity of the front is not determined.
Построенный таким образом очаг цунами не привносит в результаты численного моделирования непредсказуемых неопределенностей, связанных со сложным рельефом дна или самовозбуждением сеточных аппроксимаций при нарушении интерполяционной гладкости волновых фронтов. Опыт инженерных построений аналогичных очагов цунами от исторических подводных землетрясений подтверждает в целом корректность моделируемых процессов зарождения, трансформации при распространении и последующего проявления морских наводнений и экстремальных течений на шельфе и прибрежных мелководьях, в закрытых прибрежных бухтах и гаванях морских портов.The tsunami center constructed in this way does not introduce unpredictable uncertainties into the numerical simulation results associated with a complex bottom topography or self-excitation of grid approximations in violation of the interpolation smoothness of wave fronts. The experience of engineering constructions of similar tsunami foci from historical underwater earthquakes confirms, on the whole, the correctness of the simulated processes of nucleation, transformation during the propagation and subsequent manifestation of sea floods and extreme currents on the shelf and coastal shallow waters, in closed coastal bays and harbors of seaports.
Представленная настоящим изобретением гидродинамическая модель сейсмического очага цунами служит способом оценочного определения гидростатических и гидродинамических параметров зарождающегося морского наводнения с использованием макросейсмических оценок исторических цунами в прибережных акваториях дальневосточных морей России. Для реализации способа быстрого запуска гидродинамического моделирования зарождения и распространения пакета волн цунами задействуется тот минимум измерительной информации, который доступен сейсмическим службам непосредственно в момент начала регистрации подводного землетрясения. Соответственно, способ построения и реализации гидродинамической модели может быть использован в качестве начальных условий при постановке и проведении прямого численного моделирования [2] волн цунами, морских наводнений и экстремальных течений вблизи побережья в оперативном режиме и в регламентной работе морских служб прогноза и предупреждения о потенциально опасных морских явлениях.The hydrodynamic model of the tsunami seismic focus presented by the present invention serves as a method for evaluating the hydrostatic and hydrodynamic parameters of a nascent sea flood using macroseismic estimates of historical tsunamis in the coastal waters of the Russian Far East. To implement the method for quickly starting hydrodynamic modeling of the generation and propagation of a tsunami wave packet, the minimum measurement information that is available to seismic services immediately at the time of the start of the registration of an underwater earthquake is used. Accordingly, the method of constructing and implementing the hydrodynamic model can be used as initial conditions for the formulation and conduct of direct numerical simulation [2] of tsunami waves, sea floods and extreme currents near the coast in the operational mode and in the routine operation of marine forecasting and warning of potentially dangerous marine phenomena.
Практическая реализация изобретения ожидается в составе программного комплекса «Ani» [2], с последующим оформлением интерактивной программы для автоматического формирования очага цунами по настоящему изобретению.The practical implementation of the invention is expected as part of the Ani software package [2], followed by the design of an interactive program for automatically generating the tsunami focus of the present invention.
Краткое описание чертежейBrief Description of the Drawings
Форма макросейсмического очага цунами остается без искажений в случае землетрясения на плоском горизонтальном участке морского дна (поршневой механизм). В этом случае Большая ось эллиптическая очага ориентируется по геологическим разломам либо равноудалено от берегового уреза для создания наиболее опасного варианта проявления цунами.The shape of the macroseismic focus of the tsunami remains without distortion in the event of an earthquake on a flat horizontal section of the seabed (piston mechanism). In this case, the Big axis of the elliptical focus is guided by geological faults or equidistant from the coastal edge to create the most dangerous variant of tsunami manifestation.
На наклонном участке морского дна очаг цунами ориентируется для движения фронтом в сторону ближайшего берега, куда он направляется с отливной полуфазы, за которой следует отчасти сниженный фронт прогрессивной волны из исходного макросейсмического очага цунами, создавая, таким образом, наивысшую опасность цунами у ближайшего к очагу землетрясения морского побережья.On an inclined section of the seabed, the tsunami focus is oriented for front movement towards the nearest coast, where it goes from the ebb half-phase, followed by a partially reduced progressive wave front from the original macroseismic tsunami focus, thus creating the highest tsunami hazard at the earthquake closest to the focus sea coast.
Фиг. 1. Гидродинамический очаг цунами над донным оползнем. 1 - океанский склон; 2 - континентальный шельф; 3 - зона эстуария; 4 - береговой урез; 5 - формирование оползня на приглубом дне; 6 - смыв разжиженного грунта с мелководного склона; 7 - образование встречных потоков воды по условию неразрывности (сохранения объема жидкости); 8 - волна цунами движется в сторону берега.FIG. 1. The hydrodynamic focus of the tsunami above the bottom landslide. 1 - ocean slope; 2 - continental shelf; 3 - estuary zone; 4 - coastal edge; 5 - formation of a landslide on a deep bottom; 6 - flushing of liquefied soil from a shallow slope; 7 - the formation of oncoming water flows under the condition of continuity (preservation of fluid volume); 8 - tsunami wave moves towards the shore.
Фиг. 2. Гидродинамический очаг дисперсионной трансформации волн на глубокой воде в длинноволновой скоростной поток в сторону мелководного берега. 1 - океанский склон; 2 - континентальный шельф; 3 - эстуарий; 4 - береговой урез; 5 - зона сейсмической сотрясаемости с образованием высокочастотных волн на глубокой воде; 6 - дисперсионное выполаживание длинных волн с направлением фронта в сторону берега.FIG. 2. The hydrodynamic center of the dispersion transformation of waves in deep water into a long-wave velocity stream towards a shallow shore. 1 - ocean slope; 2 - continental shelf; 3 - estuary; 4 - coastal edge; 5 - zone of seismic shaking with the formation of high-frequency waves in deep water; 6 - dispersion flattening of long waves with the direction of the front towards the coast.
Фиг. 3. Гидродинамический очаг цунами от землетрясения с магнитудой 8,5, на относительно ровном дне в средней части Японского моря, через 10 мин распадается на два расходящихся волновых фронта.FIG. 3. The hydrodynamic focus of the tsunami from an earthquake with a magnitude of 8.5, on a relatively flat bottom in the middle of the Sea of Japan, after 10 minutes splits into two diverging wave fronts.
Фиг. 4. Очаг цунами на наклоном побережье вблизи Японии через десять минут после землетрясения с магнитудой 8,5. Основная энергия фронта волны направляется в сторону ближайшего Японского берега.FIG. 4. The focus of the tsunami on the sloping coast near Japan, ten minutes after the earthquake with a magnitude of 8.5. The main energy of the wave front is directed towards the nearest Japanese coast.
Фиг. 5. Через 30 мин у берегов Японии проявляются подъемы уровня моря выше 7 м (максимум - до 20 м), при этом основная энергия волны с высотой порядка 4 м отражается в сторону Приморья, где будут возбуждаться длинные волны с периодом порядка 25 мин.FIG. 5. In 30 minutes, offshore of Japan, sea level rises above 7 m (maximum up to 20 m) appear, while the main wave energy with a height of about 4 m is reflected in the direction of Primorye, where long waves with a period of about 25 minutes will be excited.
Фиг. 6. Через час залив Петра Великого, Уссурийский и Амурский лиманы в Приморье подвергаются воздействию как инициирующих фронтов цунами от очага землетрясения, так и более крупных волн, отраженных от берегов Японии.FIG. 6. An hour later, Peter the Great Bay, Ussuri and Amur estuaries in Primorye are exposed to both initiating tsunami fronts from the source of the earthquake and larger waves reflected from the coast of Japan.
Источники информацииInformation sources
1. Оперативный прогноз наводнений на морских берегах Дальнего Востока России. Поплавский А.А., Храмушин В.Н., Непоп К.И., Королев Ю.П. Южно-Сахалинск: ДВО РАН, 1997. 272 с. (shipdesign.ru/Pub/Poplavsky/Book/).1. Operational forecast of floods on the seashores of the Russian Far East. Poplavsky A.A., Khramushin V.N., Nepop K.I., Korolev Yu.P. Yuzhno-Sakhalinsk: FEB RAS, 1997.272 p. (shipdesign.ru/Pub/Poplavsky/Book/).
2. Храмушин В.Н. «Ani» - Прямые вычислительные эксперименты для моделирования цунами, штормовых нагонов, экстремальных течений и приливного режима в открытом океане и вблизи побережья. СахГУ. Роспатент №2010615848 от 2010.09.08. (shipdesign.ru/SoftWare/2010615848.html).2. Khramushin V.N. Ani - Direct computational experiments to simulate tsunamis, storm surges, extreme currents and tidal regimes in the open ocean and near the coast. SahSU. Rospatent No. 20100615848 dated 2010.09.08. (shipdesign.ru/SoftWare/2010615848.html).
Claims (5)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2016150038A RU2652643C1 (en) | 2016-12-19 | 2016-12-19 | Hydrodynamic model of tsunami source |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2016150038A RU2652643C1 (en) | 2016-12-19 | 2016-12-19 | Hydrodynamic model of tsunami source |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2652643C1 true RU2652643C1 (en) | 2018-04-28 |
Family
ID=62105283
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2016150038A RU2652643C1 (en) | 2016-12-19 | 2016-12-19 | Hydrodynamic model of tsunami source |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2652643C1 (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU220024U1 (en) * | 2023-04-14 | 2023-08-21 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Национальный исследовательский Московский государственный строительный университет" (НИУ МГСУ) | Universal tsunami-type wave generator of various shapes |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2376614C1 (en) * | 2008-05-12 | 2009-12-20 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Новосибирский государственный университет (НГУ) | Method of restoring bottom shift parametres in zone of tsunami source |
| CN104615847A (en) * | 2014-12-24 | 2015-05-13 | 中交天津港湾工程研究院有限公司 | Tsunami dangerousness forecasting method for the South China Sea based on probabilistic method |
-
2016
- 2016-12-19 RU RU2016150038A patent/RU2652643C1/en not_active IP Right Cessation
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2376614C1 (en) * | 2008-05-12 | 2009-12-20 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Новосибирский государственный университет (НГУ) | Method of restoring bottom shift parametres in zone of tsunami source |
| CN104615847A (en) * | 2014-12-24 | 2015-05-13 | 中交天津港湾工程研究院有限公司 | Tsunami dangerousness forecasting method for the South China Sea based on probabilistic method |
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| А.А.Поплавский и др. Макросейсмическая модель источника цунами и оценка ее эффективности при численном моделировании / Вулканология и сейсмология, 2012, N 1, с. 65-72. * |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU220024U1 (en) * | 2023-04-14 | 2023-08-21 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Национальный исследовательский Московский государственный строительный университет" (НИУ МГСУ) | Universal tsunami-type wave generator of various shapes |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Goseberg et al. | Laboratory-scale generation of tsunami and long waves | |
| BRICKER et al. | Spatial variation of damage due to storm surge and waves during Typhoon Haiyan in the Philippines | |
| Dias et al. | On the modelling of tsunami generation and tsunami inundation | |
| Van den Eynde et al. | Modelling the effects of sand extraction, on sediment transport due to tides, on the Kwinte Bank | |
| Samaras et al. | Simulation of tsunami generation, propagation and coastal inundation in the Eastern Mediterranean | |
| RU2652642C1 (en) | Method for construction of a hydrodynamic model of a source of storm surges and extreme currents under the influence of a moving atmospheric typhoon | |
| Aagaard et al. | Field observations of turbulence, sand suspension, and cross‐shore transport under spilling and plunging breakers | |
| Voskoboinick et al. | Wave loads on protective dam of the Marine channel of the Danube-Black sea | |
| Do et al. | Observation of rapid seabed erosion near closure depth during a storm period at Hujeong Beach, South Korea | |
| RU2652643C1 (en) | Hydrodynamic model of tsunami source | |
| Tehranirad et al. | Does a Morphological Adjustment during Tsunami Inundation Increase Levels of Hazards? | |
| Hengesh et al. | Neotectonic deformation of northwestern Australia and implications for oil and gas development | |
| Rehman et al. | Experimental and numerical investigation of solitary wave run-up reduction | |
| Kim et al. | Three-dimensional runup simulation of the 2004 Indian Ocean tsunami at the Lhok Nga Twin Peaks | |
| Roger et al. | The M w 7.5 Tadine (Maré, Loyalty Islands) earthquake and related tsunami of 5 December 2018: seismotectonic context and numerical modeling | |
| Lynett et al. | Numerical simulation of complex tsunami behavior | |
| Tajima et al. | Impact of dynamic morphology change on storm surge disaster risks along the Meghna Estuary | |
| DAO et al. | Sensitivity analysis of shore-parallel canal for tsunami wave energy reduction | |
| Ahmad et al. | Numerical modelling of arctic coastal erosion due to breaking waves impact using REEF3D | |
| Benavente et al. | Medium term behavior and evolution of a beach cusps system in a low energy beach, Port Stephens, NSW, Australia | |
| Hirano et al. | Prediction of typhoon storm surge flood in Tokyo Bay using unstructured model ADCIRC under global warming scenario | |
| Shimoyama et al. | Tsunami-tide interaction in the Seto inland sea, Japan | |
| O'Connor et al. | Hydrodynamic modelling of a dynamic inlet | |
| Buonaiuto Jr et al. | Hydrodynamic partitioning of a mixed energy tidal inlet | |
| OHIRA et al. | Impact assessment of sloshing in bays and lakes |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20181220 |