Физические особенности формирования волн цунами в зоне Курильской гряды и проблема оперативного прогноза цунами

Ивельская, Татьяна Николаевна

Бесплатный автореферат и диссертация по наукам о земле на тему
Физические особенности формирования волн цунами в зоне Курильской гряды и проблема оперативного прогноза цунами
ВАК РФ 25.00.29, Физика атмосферы и гидросферы

Автореферат диссертации по теме "Физические особенности формирования волн цунами в зоне Курильской гряды и проблема оперативного прогноза цунами"

На правах рукописи

ИВЕЛЬСКАЯ Татьяна Николаевна

ФИЗИЧЕСКИЕ ОСОБЕННОСТИ ФОРМИРОВАНИЯ ВОЛН ЦУНАМИ В ЗОНЕ КУРИЛЬСКОЙ ГРЯДЫ И ПРОБЛЕМА ОПЕРАТИВНОГО ПРОГНОЗА ЦУНАМИ

Специальность 25.00.29 -физика атмосферы и гидросферы

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата физико-математических наук

Южно-Сахалинск 2009

003471260

Работа выполнена в ГУ «Сахалинское управление по гидрометеорологии и мониторингу окружающей среды» Росгидромета и Институте морской геологии и геофизики ДВО РАН.

Научный руководитель: Шевченко Георгий Владимирович,

доктор физико-математических наук.

Официальные оппоненты: Иванов Владимир Васильевич,

доктор физико-математических наук;

Зайцев Андрей Иванович, кандидат физико-математических наук.

Ведущая организация: Институт океанологии им. П. П. Ширшова РАН

(г. Москва).

Защита состоится 9 июня 2009 г. в 10 часов на заседании диссертационного совета ДМ 005.026.01 при Институте морской геологии и геофизики ДВО РАН по адресу: 693022, г. Южно-Сахалинск, ул. Науки, 1 б.

С диссертацией можно ознакомиться в научной библиотеке ИМГиГ ДВО РАН. Автореферат разослан « » ¿? Д_2009 г.

Ученый секретарь диссертационного совета кандидат физико-математических наук О. Н. Лихачева

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность работы. Волны цунами, возникающие при сильных подводных землетрясениях, вулканических извержениях и оползнях, считаются одним из самых опасных по своим последствиям стихийных бедствий. В некоторых случаях ущерб, причиняемый волнами цунами, во много раз превосходит последствия, вызываемые непосредственно землетрясением. Наиболее известным примером является цунами в Индийском океане 26 декабря 2004 г., источник которого находился вблизи о. Суматра (Индонезия). Число жертв этого цунами превысило 230 тысяч человек.

У дальневосточных берегов России, на западном склоне Курило-Камчатского желоба, расположена одна из самых сейсмоактивных зон Мирового океана, здесь сосредоточены очаги многих цунами. Первые сведения о цунами на Курильских островах относятся к событию 17 октября 1737 г. [Соловьев, 1961]. По мнению исследователей, высоты волн достигали несколько десятков метров. Всего в последующие годы отмечалось в этом районе около 75 случаев цунами [1уеЬкауа, 1999].

Особенно тяжелыми были последствия Камчатского цунами 5 ноября 1952 г.,

-от стихии сильно пострадали г. Северо-Курильск. (о Ларамушир)_и. военно-мор^

екая база на о. Шумшу. Волны, обрушившиеся на побережье, достигали 10-15 метров. По оценкам архивных источников, на северных Курилах погибли около 10 тысяч человек [Атлас МЧС России, 2005]. Большое количество жертв во многом было связано с недостаточной информированностью населения об угрозе цунами и отсутствием Службы предупреждения о цунами (СПЦ), которая в СССР и была создана после этого события. Ситуация в значительной мере повторилась в Юго-Восточной Азии при катастрофическом цунами 26 декабря 2004 г. Колоссальное число жертв было вызвано слабой информированностью населения об угрозе цунами и отсутствием СПЦ. Эта катастрофа заставила руководство многих стран, в том числе и России, вновь обратить внимание на состояние исследований по проблеме цунами и систем по их оперативному прогнозу.

Принятая Правительством РФ Федеральная целевая программа «Снижение рисков и смягчение последствий чрезвычайных ситуаций природного и техногенного характера в РФ до 2010 года» (ФЦП) предусматривает как один из основных элементов развития отечественной СПЦ создание сети телеметрических регистраторов цунами, передающих в реальном времени информацию о развитии волнового процесса на защищаемом побережье. Получение таких данных необходимо для подтверждения и оценки опасности реального цунами. Кроме того, эта информация позволяет принимать соответствующие решения в ходе объявленной тревоги цунами, что послужит цели обеспечения своевременного, надежного и достоверного предупреждения населения и организаций подвергающихся опасности районов.

Проблема высококачественного прогноза цунами для Дальневосточного региона стала особенно актуальной в связи с интенсивными работами, которые ведутся на шельфе и побережье, в частности в связи с развитием нефте- и газодобывающего комплекса на шельфе о. Сахалин. Возможное цунами в этом районе может привести к экологической катастрофе.

Эффективное использование данных, поступающих с телеметрических регистраторов, выработка объективных критериев для выделения опасного сигнала на фоне естественных длинноволновых колебаний, оценка ожидаемых высот волн на прилегающих участках побережья и решение ряда других задач СПЦ невозможны

без знания особенностей формирования волнового поля при подводном землетрясении, определения влияния положения источника, рельефа дна и топографии береговой черты на характер проявления волн цунами. Для отечественной СПЦ это особенно важно, учитывая большую протяженность защищаемого побережья и недостаточное количество имеющихся станций.

В целом, можно сказать, что качественный и эффективный оперативный прогноз цунами невозможен без понимания физических особенностей формирования волн цунами в этом районе. Соответствующая информация играет определяющую роль при оценке опасности цунами для отдельных участков побережья, принятии решения об объявлении тревоги цунами или ее отмене. Важность этих проблем определяет актуальность представленной работы и ее практическую значимость.

Цель работы. На основе анализа данных о проявлениях цунами на побережье исследовать физические особенности формирования волнового поля в зоне очага и в защищаемом регионе, разработать методы их учета при оперативном прогнозе цунами.

Задачи работы:

- создание цифрового каталога записей цунами, полученных на береговых аналоговых и цифровых регистраторах уровня моря на дальневосточном побережье России;

-анализ особенностей проявления исторических цунами на побережье Сахалина и Курильских островов, выявление физических особенностей, присущих волнам цунами от близких и удаленных источников;

- определение частотно-избирательных свойств отдельных акваторий и участков побережья на основе анализа данных инструментальных измерений и численного моделирования;

- оценка изменчивости характеристик длинноволновых колебаний при различных погодных условиях с целью идентификации опасных явлений несейсмического происхождения и надежного выделения сигнала цунами на фоне естественных длинноволновых колебаний;

- исследование влияния резонансных колебаний в заливах, бухтах и на шельфе, а также эффекта захвата волновой энергии шельфом на формирование волнового поля цунами и учет данных факторов при оперативном прогнозе высот волн цунами на побережье.

Исходный материал. Информационной основой для данного исследования послужил созданный цифровой архив записей цунами, включающий более 200 оцифрованных мареограмм цунами. Только по Чилийскому цунами 1960 г. использовалось 60 записей береговых мареографов, расположенных в самых различных районах Тихого океана. Также активно использовались цифровые и оцифрованные аналоговые записи цунами, полученные на станциях Японии, где мареографная сеть гораздо более плотная по сравнению с дальневосточными берегами России.

Вторым важным источником данных были материалы измерений колебаний уровня моря, полученные при помощи цифровых регистраторов цунами, установленных в Холмске, Северо-Курильске и Усть-Камчатске.

Достоверность полученных результатов обеспечена большим объемом качественного натурного материала и современными методами обработки данных, использованными автором.

Основные положения, выносимые на защиту:

1. Для эффективного использования информации, поступающей от телеметри-

ческих регистраторов цунами СПЦ, необходимо предварительно провести следующий комплекс исследований:

- анализ записей исторических цунами в данном или близлежащих пунктах и численное моделирование распространения длинных волн в прилегающем районе для оценки основных факторов, определяющих особенности волнового поля при цунами;

- изучение диапазона изменчивости спектра колебаний уровня моря на основе поступающих данных при различных синоптических условиях и выработка индивидуального критерия определения опасного сигнала.

2. При сильном удаленном землетрясении велика вероятность значительного усиления волн цунами на северных и южных Курильских островах за счет эффекта шельфового резонанса. Проявляться данный эффект может уже с первыми волнами цунами.

3. Эффект волнового захвата, отражение и преломление волн являются причиной прихода волн со значительной амплитудой спустя несколько часов после первовступ-ления цунами, что необходимо учитывать при выпуске отбоя тревоги цунами.

Научная новизна работы. На основе обширного статистического материала выявлены основные особенности проявления цунами в районе Курильских островов и прилегающих акваториях и~дана~ их ~$изичес/сая~интерпретацияг Показано,-что характер проявления цунами вблизи побережья определяется резонансными и волноводными свойствами региональной и локальной топографии, а также расположением конкретного источника.

Показаны принципиальные отличия физических характеристик цунами у побережья, вызванных близлежащими и удаленными источниками. В частности, показано, что для первых шельф играет преимущественно роль волновода, а для вторых - резонатора. Показано, что приход в пункт Малокурильское (о. Шикотан) максимальной волны при Симуширском землетрясении 15.11.2006 г. (близлежащий источник) спустя почти 4 часа после первой волны цунами обусловлен влиянием захвата волновой энергии шельфом. В то же время усиление низкочастотных колебаний (с периодом около 80 мин) в районе южных Курил и в Охотском море во время цунами вследствие Чилийского землетрясения 22.05.1960 г. (удаленный источник), было вызвано резонансным воздействием шельфа.

Показано, что трасса оказывает селектирующее воздействие на распространяющиеся волны цунами, приводя к более быстрому затуханию высокочастотных колебаний. В результате для удаленных цунами возрастает относительная роль низкочастотных составляющих.

Практическая значимость. Полученные оценки особенностей проявления цунами и развития волнового процесса во времени на побережье Сахалина и Курильских островов использованы для изменения регламента работы СПЦ в отношении времени подачи и отбоя тревоги цунами для различных прибрежных пунктов. Дополнительно предполагается внедрение простых критериев опасного сигнала, основанных на результатах анализа волн цунами и колебаний уровня моря несейсмического происхождения.

Результаты анализа мареограмм цунами и длинноволнового шума на побережье, а также данных телеметрических регистраторов уровня моря, установленных в Се-веро-Курильске, Холмске и Корсакове, будут использованы при реализации гидрофизической подсистемы СПЦ, что значительно повысит ее эффективность по сравнению с действующей в настоящее время системой, основанной исключительно на сейсмологической информации.

Личный вклад автора. Автор выполнила значительную часть работ по подготовке и проведению экспериментов, анализу и физической интерпретации полученных оригинальных материалов, обобщению полученных результатов и выработке рекомендаций на их основе. При личном участии автора был создан цифровой каталог исторических цунами в Мировом океане. Каталог включает более 200 записей цунами в различных пунктах побережья.

Автор принимала личное участие в постановке на Камчатке и Курильских о-вах комплексов «Хандар» и «Сатрон», включающих донные регистраторы цунами и системы передачи данных по спутниковым каналам связи, а также во внедрении программных средств для приема информации о колебаниях уровня моря и ее визуализации на мониторах Сахалинской СПЦ. При активном личном участии автора была реализована первая в истории СПЦ передача информации о развитии волнового процесса в реальном времени (от измерителей в Холмске (1998 г.) и Северо-Курильске (1999 г.) и решен комплекс задач, связанных с ее анализом.

Автор непосредственно участвовала в экспедиции Института морской геологии и геофизики ДВО РАН с целью выявления следов проявления Симуширских цунами 2006-2007 гг. и оценки высот заплесков цунами на побережье средних Курил, в анализе и интерпретации полученных данных.

Апробация работы. Основные результаты и положения, изложенные в диссертации, докладывались на следующих конференциях и семинарах: семинары в ИМГиГ ДВО РАН (1998-2007 гг.), ДВНИГМИ (2003 г.), ТОЙ (2003 г.), Институте океанологии им. П. П. Ширшова РАН (2002 г.); 1 -я и 2-я межвузовские научно-практические конференции студентов и молодых ученых Сахалинской области (Южно-Сахалинск, 1997 и 1999 гг.); Международная конференция по проблеме цунами (Токио, Япония, 1998 г.); Международная конференция по проблеме цунами (Сеул, Республика Корея, 1999 г.); Третья и Четвертая региональные научно-практические конференции «К всемирным дням воды и метеорологии» (Владивосток, 2002 и 2003 гг.); конференция «Информационные ресурсы об океане - актуальные проблемы формирования, распространения и использования в научных исследованиях и в морской деятельности» (Обнинск, 2002 г.); XXIII Генеральная ассамблея Геофизического союза, IUGG, JSS07 (Саппоро, Япония, 2003 г.); техническая встреча экспертов в Японском метеорологическом агентстве (Токио, Япония, 2005 г.); Международный научный симпозиум «Проблемные вопросы островной и прибрежной сейсмологии (ОПС-2005) (Южно-Сахалинск, 2005 г.); XX и XXI сессии Межправительственной координационной группы Тихоокеанской системы предупреждения о цунами (ICG/ITSU) (Винья-дель-Мар, Чили, 2005 г.; Мельбурн, Австралия, 2006 г.); координационная встреча представителей национальных Служб предупреждения о цунами в Тихом океане (Гонолулу, США, 2007 г.); 6-й Международный симпозиум «Последние достижения в области исследования цунами» (Гу-якиль, Эквадор, 2007 г.); Международный симпозиум «Проблемы сейсмобезопас-ности Дальнего Востока и Восточной Сибири» (Южно-Сахалинск, 2007 г.).

Публикация результатов. По теме диссертации автором опубликовано 46 работ, в том числе 11 научных статей, шесть материалов конференций и 29 тезисов докладов. Наиболее важными из них являются девять статей, список которых прилагается.

Структура и объем работы. Работа состоит из введения, пяти глав, заключения и списка литературы. Общий объем работы - 185 страниц. Диссертация содержит 61 рисунок, семь фотографий и две таблицы. Список использованной литературы включает 207 наименований.

КРАТКОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении обоснована актуальность темы диссертации, сформулированы цель и задачи исследований. Изложены структура и краткое содержание глав диссертации, дана характеристика научной новизны и практической ценности полученных результатов.

В первой главе изложены существующие представления о влиянии прибрежного рельефа на характер проявления волн цунами на побережье. Основное внимание уделено теоретическим основам особенностей распространения цунами в области шельфа - континентального склона. Приведены известные результаты [Кад-зиура, 1973; Ефимов и др., 1985] о распределении энергии между излученными и захваченными волнами в зависимости от расположения очага подводного землетрясения, а также об особенностях и структуре резонансных колебаний в заливах и бухтах. Излагается общая линеаризованная теория длинных волн в полуограниченном океане с цилиндрическим профилем рельефа, которая традиционно используется для описания физических процессов на шельфе (приливов, сгонно-нагон-ных явлений и цунами) [Ле Блон, Майсек, 1981; Ефимов и др., 1985]. Основное

-внимание уделено модели с шельфом постоянной глубины (шельф-ступенька), на.

которой в наиболее простой и наглядной форме можно проследить влияние резкого изменения глубины океана и наличия отражающей береговой границы на формирование цунами.

Вторая глава посвящена исследованию волновой структуры в районах постановки телеметрических регистраторов цунами. В ней приведены результаты анализа и научного исследования данных, полученных с датчиков, установленных в Холмске, Северо-Курильске и Усть-Камчатске. Для изучения изменчивости характеристик длинных волн в диапазоне периодов цунами анализировались фоновые колебания уровня моря в спокойную погоду и при штормовых условиях. Данные анализа естественного длинноволнового шума сопоставлялись с данными всех имеющихся записей цунами в портах Холмск и Северо-Курильск, при этом рассматривались особенности формирования волнового поля цунами при близких и удаленных источниках.

При анализе записей колебаний уровня моря в порту г. Холмск был выявлен ряд случаев резкого возрастания амплитуд длинноволновых колебаний, аналогичных по своей структуре волновым процессам, наблюдавшимся при проникновении в порт волн цунами. Эти усиления колебаний были связаны с прохождением над рассматриваемым районом атмосферных возмущений - циклонов, атмосферных фронтов и т. д. Для сравнения использовались данные наблюдений в более спокойный период, отвечающие обычным условиям. На рисунке 1 приведены спектры, рассчитанные по двухсуточным отрезкам записи, в спокойную и штормовую погоду. В обоих случаях в спектрах выделяются хорошо выраженные пики на периодах около 3 и 8 мин, отвечающие одноузловой продольной и нулевой модам резонансных колебаний (сейш) в порту Холмска. Пространственная структура сейш в данной акватории анализировалась с помощью численного моделирования.

Были оцифрованы мареограммы шести цунами, полученные в порту г. Холмск: Камчатского (ноябрь 1952 г.), Чилийского (май 1960 г.), Урупского (октябрь 1963 г.), Ниигатского (июль 1964 г.), Монеронского (сентябрь 1971 г.), Акитского (май 1983 г.) (рис. 2). Заметны существенные различия в характере проявления цунами от «удаленных» (Камчатское, Чилийское) и «близких» (Монеронское, Акитское) источни-

ков. В частности, для удаленных источников наблюдается достаточно четкое вступление волны и заметное спадание энергии колебаний со временем, что нехарактерно для цунами, пришедших из Тихого океана. На спектрах всех записей цунами, исключая Чилийское, выделяется мощный, хорошо выраженный пик на периоде около 8-9 мин, соответствующий нулевой моде (моде Гельмгольца) порта Холмск, т. е. тот же пик, который наблюдается как при прохождении циклона, так и в спокойную погоду (рис. 3). Самые низкочастотные колебания наблюдались при удаленных Чилийском (май, 1960) и Камчатском цунами (ноябрь, 1952), в спектрах выделяется общие пики с периодами около 60 и 40 мин, видимо, связанные с крупными региональными особенностями рельефа и свойствами источника. Все япо-номорские цунами были существенно более высокочастотными, основная энергия приходится на периоды меньше 25 мин. Эти результаты подтвердились при анализе инструментальных записей удаленного Симуширского (15.11.2006) и близкого Невельского цунами (93.08.2007), полученных в порту Холмска, - в обоих случаях доминировали колебания с периодом 8 мин, роль первой моды с периодом 3 мин была незначительной [Шевченко и др., 2008]. Расчет частотно-избирательных свойств прилегающего шельфа показал наличие максимума коэффициента усиления для приходящих из открытого моря волн на периоде около 8 мин.

^ОШЬ

Частота, цикл/мин

Рис. 1. Спектры колебаний уровня моря в порту г. Холмск в спокойную (тонкая линия) и штормовую погоду (толстая). Число степеней свободы при расчете спектров 30

Совпадение резонансных периодов бухты и шельфа является причиной эффективного проявления нулевой моды собственных колебаний в порту г. Холмска при цунами.

По аналогичной схеме были проанализированы записи уровня моря, полученные с телеметрического регистратора в Северо-Курильске в обычную погоду и при прохождении циклона. Спектры полученных записей сравнивались со спектральными характеристиками исторических цунами, зарегистрированных в данном пункте. Для интерпретации полученных результатов было выполнено численное моделирование распространения длинных волн в изучаемом районе.

10 о -10 -20 -30

20 10 0 -10 -20

50 40 30 20 10 0 -10 -20

20 10 0 -10 -20 -30 -40

Рис. 2. Двухсуточные отрезки записи различных цунами (вычтен прилив) в порту г. Холмск

Чилииское, 1960

Ниигатское, 1964

Акитское,1983

Рис. 3. Нормированные на частоту спектры (см2) записей цунами в порту г. Холмск. Число степеней свободы 22

Спектры записей, полученных при различных погодных условиях, имели сходную структуру. На них выделялись хорошо выраженные пики с периодами около 8 мин и 1 часа. В некоторых ситуациях, характеризовавшихся увеличением интенсивности атмосферных процессов, проявлялись также максимумы на периодах около 38 и 16 мин, в целом имевшие менее устойчивый характер. Период 8 мин отвечает резонансным колебаниям непосредственно в районе Северо-Курильска, остальные, видимо, обусловлены влиянием частотно-избирательных свойств прилегающего шельфа. Период около 1 часа, обусловленный эффектом «шельфового резонанса» в данном районе, был ранее получен в работе И. В. Файна [ 1984]. При этом рассчитанный им главный резонансный максимум с периодом около 2 ч в спектрах записей ни в спокойную, ни в штормовую погоду не проявлялся. Вероятно, это связано с тем, что пространственный масштаб этих волн очень велик, и для их возбуждения необходимы весьма специфические условия.

Одним из наиболее важных результатов, полученных за период работы телеметрического комплекса в Северо-Курильске, была регистрация Суматранского цунами 26.12.2004 г. (рис. 4).

Рис. 4. Запись Суматранского цунами 26 декабря 2004 г. в Северо-Курильске (вычтен предвычисленный прилив)

На рисунке 5 представлены спектральные характеристики колебаний, рассчитанные по двухсуточным отрезкам записи, содержавших цунами и предшествовавших ему. В спектрах обычных колебаний выделяются хорошо выраженные максимумы на периодах около 60, 38 и 8 мин. В спектрах колебаний, индуцированных цунами, выделяется мощный пик с периодом около 50 мин, обусловленный, очевидно, свойствами исходного сигнала. При этом также отмечено значительное усиление спектра в широком диапазоне периодов, включающих 60 и 38 мин, обусловленных влиянием местной топографии. Хорошо видно также существенное (на порядок) возрастание энергии колебаний на периоде 8 мин.

Для изучения особенностей проявления цунами в районе размещения регистратора были отобраны мареограммы трех событий - 28 февраля 1973 г., 8 июня 1993 г. и 5 октября 1994 г., когда в Северо-Курильске наблюдались волны цунами заметной величины (рис. 6). Спектры этих цунами различаются между собой как по общему уровню энергии колебаний, так и по положению основных энергетических пиков (рис. 7). Только в одном случае, при Шикотанском цунами 5 октября

1994 г., можно отметить наличие максимума в спектре на периоде 1 ч, т. е. на периоде, на котором наблюдался устойчивый пик в спектрах фоновых колебаний при различных погодных условиях. В спектрах двух других цунами, источники которых находились на небольшом удалении от Северо-Курильска, этот пик отсутствует, но имеется общий мощный пик на периоде около 40 мин, особенно выделяющийся в случае цунами 1993 г. На этом сходство спектров цунами 1973 и 1993 гг. исчерпывается. Отмеченный период близок к периоду пика, который появлялся в спектрах фоновых колебаний при возрастании активности атмосферных процессов, и, видимо, также связан с резонансными свойствами шельфа в данном районе. Эти колебания проявились и при Шикотанском цунами 1994 г., но слабее, чем на периоде 1 ч.

тайные по двухсуточным отрезкам записи, соответствующим Суматранскому цунами 26.12.2004 (тонкая линия) и фоновым колебаниям, предшествующим цунами (толстая)

По наблюдениям на одной станции нельзя однозначно определить, как именно проявились частотно-избирательные и волноводные свойства шельфа при формировании цунами в районе Северных Курил, так как периоды шельфового резонанса и минимума групповой скорости краевых волн (на котором также может наблюдаться усиление спектра) в этом районе имеют близкие значения.

В то же время результаты проведенного анализа показали, что оба типа колебаний играли важную роль - причем колебания с периодами 38-40 мин возбуждались во всех случаях и превалировали при близких источниках 1973 и 1993 гг. (200±50 км от Северо-Курильска). На периоде 1 ч, отвечающем наиболее устойчивому максимуму в спектрах фоновых колебаний, значительное усиление отмечено только при сравнительно удаленном Шикотанском землетрясении 1994 г. (около 1 ООО км) и сверхудаленном Суматранском землетрясении 2004 г. (свыше 25 ООО км от источника по трассе движения волны).

В третьей главе рассматриваются особенности проявления цунами в Курильском регионе в целом. В ней анализируются записи, полученные на российских и японских мареографных станциях при близком Шикотанском землетрясении 1994 г. и удаленном Чилийском (май 1960 г). Изучение цунами при указанных событиях позволяет рассмотреть различные аспекты формирования волнового поля, обус-

ловленные как влиянием источника, что в большей степени проявляется при землетрясении в ближней зоне, так и оценить роль рельефа дна и береговой черты, что, видимо, играет определяющую роль при удаленном источнике.

80 40

О 40 80

цунами 08.06.1993

Я 3 И 8 Я 3

Рис. 6. Записи цунами 28 февраля 1978 г., 8 июня 1993 г. и 5 октября 1994 г. в Северо-Куршьске

Были использованы записи Шикотанского цунами 5 октября 1994 г. на станциях Малокурильское (о. Шикотан), Курильск (о. Итуруп), Северо-Курильск (о. Параму-шир), Поронайск (о. Сахалин), Ханасаки, Кусиро, Токачико, Хакодате (все - о. Хоккайдо), а также Хачинохе и Мияко (о. Хонсю). Спектральный анализ записей выявил важные особенности излучения энергии цунами: на станциях Малокурильское и Курильск преобладали сравнительно высокочастотные волны с периодами около 21 мин. На японских станциях преобладали сравнительно более низкочастотные волны (28, 36, 48 и 60 мин), что, видимо, связано с резонансными особенностями шельфа и локальных акваторий (рис. 8).

Рис. 8. Спектры Шикотанского цунами 5 октября 1994 г. по данным российских (Малокурильское и Курильск) и японских (Ханасаки и Токачико) мареографных станций

С целью изучения особенностей развития волнового процесса во времени были рассчитаны спектрально-временные (СВАН) диаграммы. Наиболее характерной особенностью всех записей является наличие пяти хорошо выраженных волновых пакетов. Обычно такая структура сигнала связана с отражениями волн от крупных неоднородностей рельефа.

Во второй части главы обсуждаются результаты анализа записей Чилийского цунами 1960 г., полученных вблизи источника (на чилийских станциях) и на удаленных в районе Южных Курил и на тихоокеанском побережье Японии. На станциях Арика, Антафагаста и Вальпараисо (Чили) преобладали колебания с периодом около 45 мин. Наиболее вероятно, это обусловлено поперечным размером источника, так как шельф в данном районе короткий и приглубый, и его резонансные периоды существенно меньше. Необычным фактом явилось то, что максимальные высоты волн цунами наблюдались не сразу после землетрясения, а спустя приблизительно двое суток.

Иная картина наблюдалась в районе южных Курильских островов и на тихоокеанском побережье Японии (рис. 9). Здесь на большинстве станций преобладали низкочастотные волны с периодом около 80 минут, причем наибольшие высоты отмечены на начальном участке волнового процесса. Но на некоторых станциях (Мияко, Камаиси), вблизи которых шельф более короткий и приглубый (рис. 10), главный максимум в спектре смещен в сторону меньших периодов (около 50 минут). Согласно данным обследования побережья Японии после Чилийского цунами [ТакаИази НаЮп, 1961], именно в районах проявления низкочастотной составляющей зафиксированы наибольшие разрушения и материальный ущерб.

Рис. 9. Записи Чилийского цунами в северо-западной части Тихого океана (вычтен предвычисленный прилив)

Были вычислены коэффициенты усиления волн цунами для случая нормального падения на берег с заданным профилем глубины в области шельфа и материкового склона, т. е. был оценен так называемый эффект «шельфового резонанса» [Ефимов и др., 1985]. Результаты расчетов в диапазоне периодов от 10 до 120 мин для трех различных профилей глубины, соответствующих реальным условиям в районе станций Хачинохе, Мияко и Накаминато, приведены на рисунке 11.

Рис. 10. Профили глубин в районе японских станций Хачинохе и Мияко (красным цветом указаны глубины (м), черным —расстояния между отсчетами (км)

Рис. 11. Коэффициенты усиления для нормального падения волн из открытого океана, рассчитанные для профилей глубины в районе Хачинохе (И), Мияко (М) и Накаминато (N) в диапазоне частот 0.0083-0.1 цикл/мин (т. е. для периодов от 10 мин до 2 ч)

Наибольшие значения коэффициента усиления (амплитуда увеличивается приблизительно в 5 раз) для станций Хачинохе и Накаминато наблюдается на периодах 80-85 мин, причем соответствующий резонансный пик достаточно острый. Этот пик хорошо соответствует периодам основных максимумов в спектре записей Чилийского цунами для этих пунктов.

На станции Мияко, где шельф более короткий и приглубый, на этих периодах усиление незначительно, а максимальные значения коэффициента (4.0-4.1) соответствуют широкому максимуму с периодами 35-60 мин.

Были проанализированы записи уровня моря по мере распространения длинных волн от области подводного землетрясения у берегов Чили в сторону северозападной части Тихого океана. Наиболее характерной чертой анализируемых записей является наличие мощного низкочастотного вступления, очень ярко проявившегося как на побережье Южной Америки и юго-западном побережье США, так и на островах Тихого океана [Сох, Mink, 1963]. Эти примеры хорошо согласуются со сложившимся мнением, что в направлении вытянутости очага подводного землетрясения эффект направленности источника проявляется следующим образом: вдоль его большой оси (в данном случае в северном направлении) распространялись более длинные волны, чем в направлении малой, ориентированной в сторону побережья Чили, где наблюдались более высокочастотные волны. При этом низкочастотная компонента цунами на российских станциях также проявилась преимущественно при подходе первых волн.

Результаты проведенного анализа показывают, что удаленные цунами (подходящие по нормали к берегу), вызванные сильными землетрясениями с большим размером источника (и, соответственно, имеющие большие периоды), представляют серьезную угрозу для побережья Северной Японии, что подтверждается трагическими событиями 1960 г., когда на этом побережье наблюдались очень сильные волны и было много погибших. Расчеты, выполненные в настоящей работе, дополняют полученные ранее результаты И. В. Файна [1984] и показывают, в частности, что удаленные цунами представляют значительную опасность для южных и северных Курил и существенно меньшую для средних Курил, где шельфовый резонанс выражен слабо.

В четвертой главе исследуются Симуширские события 15.11.2006 и 13.01.2007, сопоставляются параметры происшедших землетрясений и цунами. Землетрясения вызвали цунами, зарегистрированные по всей акватории Тихого океана, причем первое из них было наиболее интенсивным транстихоокеанским цунами за последние 42 года. Максимальные высоты (177 см) отмечались в Кресент-Сити (северная Калифорния), цунами вызвало значительные разрушения в порту. Согласно данным экспедиционных исследований, полученным в ходе морской экспедиции ИМГиГ ДВО РАН в район средних Курильских островов, максимальные заплески цунами до 20 м наблюдались на о-вах Матуа и Симушир.

На основе численного гидродинамического моделирования был проанализирован характер распространения и трансформации цунами 2006 и 2007 гг. и сопоставлены их пространственные характеристики. Оба цунами зародились в одном районе и имели много общего: трансокеанский характер распространения, направление основного потока энергии (на юго-восток), доминирующие периоды наблюденных волн (от 2-3 до 15-20 мин), значительное запаздывание (за исключением самой ближней зоны) времени наступления максимальных высот относительно времени первого прихода волн и др. Второе цунами было слабее и не привело к разрушительным последствиям для отдаленных пунктов, подобных тем, которые были вызваны первым цунами в Кресент-Сити. Отличия в размерах очагов и в их положении (первый очаг был больше и расположен ближе к берегу) были причиной того, что эффект захвата волновой энергии шельфом для ноябрьского цунами был выражен сильнее, чем для январского. В то же время меньшие размеры очага

второго цунами привели к появлению более высоких частот в спектре волн цунами и более сильному проявлению дисперсии волн.

Наибольший интерес для анализа представляет запись ноябрьского цунами в Малокурильской бухте, где максимальные колебания (размах свыше 1.5 м) наблюдались спустя почти 4 ч после прихода первой волны. Результаты анализа цунами 2006 г., так же как и анализ ряда других цунами, зарегистрированных в этой бухте, показали наличие вторичных волновых пакетов с достаточно большими амплитудами. Эта ситуация побудила пересмотреть регламент СПЦ в отношении отбоя тревоги цунами. Высокая интенсивность колебаний, наблюдавшихся в Малокурильском, по сравнению с другими близлежащими станциями (Южно-Курильск, Хана-саки, Токачико), видимо, связаны с близостью доминантных периодов цунами 15.11.2006 г. к фундаментальному резонансному периоду данной бухты (18.6 мин).

Для более детального изучения характера проявления волн цунами в районе Южных Курильских островов были проанализированы расчетные волнограммы ноябрьского цунами в точках, расположенных на поперечных створах напротив о. Хоккайдо (в районе Ханасаки), о. Шикотан и о. Итуруп (в районе Буревестника). На всех створах были выявлены сходные волновые пакеты, запаздывание которых по отношению к первой волне нарастало по мере удаления от источника. В отличие от головной волны колебания в этих пакетах были синхронными на различном удалении от берега (амплитуда уменьшалась), что характерно для захваченных краевых волн. Основной период этих колебаний был около 45 мин, что отвечает минимуму групповой скорости первой моды краевых волн в данном районе [Файн, 1984]. Запаздывание прихода максимальной волны относительно прихода первой хорошо согласуется с записью данного цунами на мареографе в пункте Малокурильское (рис. 12).

Рис. 12. Численные расчеты потока энергии генами 15.11.2006 вблизи очага. Приведены максимальные заплески цунами вблизи очага (в метрах), наблюденные мареограммы в Малокурильском (показано запаздывание максимальной волны относительно прихода первой волны) и Магадане

Пятая глава посвящена анализу опыта использования телеметрических регистраторов уровня моря в Сахалинской СПЦ. В ней обсуждаются вопросы, возникшие при первых пробных экспериментах по организации мониторинга уровня моря, которые были проведены в портах г. Холмск (1998 г.), г. Северо-Курильск (1999 г.), г. Корсаков (2002 г.) (рис. 13), а также связанные с развитием сети мониторинга в рамках реализации ФЦП (установка регистраторов в Корсакове (2007 г.) и Холмске (2008 г.).

Рис. 13. Пункты проведения первых пробных экспериментов. Порт Холмск, Корсаков и Северо-Курильск

Для организации мониторинга за уровнем моря было выполнено следующее:

• Установлено оборудование, предназначенное для регистрации уровня моря и передачи данных в реальном масштабе времени, в портах Холмск, Северо-Курильск и Корсаков.

• Опробованы измерительные комплексы в режиме регламентной передачи данных через междугородную телефонную линию и выделенную линию между пунктом наблюдений и Центром цунами СахУГМС с использованием электронной почты, Интернета и спутниковой связи.

• Для приема-передачи, визуализации информации об уровне моря создано программное обеспечение, включая отладку программы, организацию передачи данных несколькими способами: 1 - выделенная линия связи,

2 - телефонная линия,

3 - спутниковая связь,

4 — Интернет.

Один из этапов работ представлен на рисунках 14 и 15.

Датчики

~Х°Своз().

^ 1Ьводы Н\уровень мо

Рис. 14. Схема подключения измерительного комплекса в ЦПУ паромной переправы порта Холмск

« Холмск >> ф = 4?°03'

я = 1лг°&з'

1999 Октябрь 16

Суббота { 245146В Юс.а.} Няс: 19°15'55"

Рис. 15. Представление телеметрических данных в Центре цунами в ходе проведения опытного эксперимента в п. Холмск в 1999 г.

• Проведена опытная эксплуатация системы наблюдений за уровнем моря.

• Выполнен сравнительный анализ полученных записей во время прохождения циклона и в обычную погоду для учета возможного возрастания энергии в диапазоне волн цунами при активизации атмосферных процессов.

• Выполнен анализ характеристик исторических записей цунами для их использования в практической деятельности, в частности при принятии решения об отбое тревоги цунами.

При решении практических задач, связанных с обеспечением эффективной работы Сахалинской СПЦ, были активно использованы результаты исследований, выполненных в рамках настоящей работы. Среди прочих были решены следующие задачи: отработаны технические детали передачи информации о длинноволновых процессах в пункте измерения; проведена отладка программных средств для ее приема и визуализации на мониторе в Центре цунами; на основе поступающих данных были решены конкретные исследовательские задачи, связанные с определением частотной структуры опасных морских явлений различных типов.

Направление, связанное с развитием гидрофизической подсистемы, основанной на установке телеметрических регистраторов цунами в различных пунктах защищаемого района, развивалось в Сахалинской СПЦ в рамках собственной инициативы. В последние годы эти работы получили поддержку благодаря ФЦП «Снижение рисков и смягчение последствий природного и техногенного характера в РФ до 2010 г.». Предполагается установка 17 регистраторов на дальневосточном побережье России, из них 11 - на Сахалине и Курильских о-вах. В разделах 5.4 и 5.5 настоящей главы обсуждаются некоторые проблемные вопросы, связанные с пробной установкой регистраторов в Корсакове и Холмске.

Были проанализированы записи длинноволновых процессов, полученные при помощи телеметрических регистраторов цунами, установленных в портах Корсакова (АА^ЕЯАА, Норвегия и ГМУ-2, Россия) и Холмска (ААЫОЕ11АА, Норвегия) в рамках ФЦП. Выявлено, что характеристики уровенных данных искажаются ветровым волнением, что затрудняет идентификацию опасного сигнала (цунами), особенно во время шторма. Рекомендованный разработчиками системы критерий определения опасной ситуации (пороговое значение скорости изменения уровня - 5 см за 1 минуту) достигался неоднократно и не всегда на обоих датчиках одновременно. Но поднятие порога до 10 см для телеметрических регистраторов может быть слишком грубой оценкой, допускающей пропуск заметного цунами. Видимо, данная проблема, в целом, характерна для береговых станций, расположенных на открытом берегу, где влияние ветрового волнения (и в целом уровень длинноволнового шума) выше по сравнению с открытым морем и с защищенными бухтами. Очевидно, что критерий должен устанавливаться только в процессе опытной эксплуатации - предварительный, затем необходимо произвести уточнение по годовым измерениям (в том числе уточнение приливных констант и других параметров системы). Кроме того, предложенная величина порога не может быть одинаковой для разных станций и должна устанавливаться для каждого регистратора индивидуально.

ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ И ВЫВОДЫ

1. Проведен анализ обширного статистического материала (около 200 записей цунами), выявлены основные особенности проявления цунами в районе Курильских островов и прилегающих акваториях и дана физическая интерпретация этих особенностей. Показано, что характер проявления цунами вблизи побережья определяется резонансными и волноводными свойствами региональной и локальной топографии, а также местоположением конкретного источника цунами.

2. Показаны принципиальные отличия физических характеристик пунами у побережья, вызванных ближними и удаленными источниками; в частности, показано, что для первых шельф играет преимущественно роль волновода, а для вторых -резонатора.

3. Показано, что приход в пункт Малокурильское (о. Шикотан) максимальной волны при Симуширском землетрясении 15.11.2006 г. (близлежащий источник) спустя почти 4 ч после первой волны цунами обусловлен влиянием захвата волновой энергии шельфом. В то же время усиление низкочастотных колебаний (с периодом около 80 мин) в районе южных Курил, северной Японии и в Охотском море во время цунами, вызванного Чилийским землетрясением 22.05.1960 г. (удаленный источник), было вызвано резонансным воздействием шельфа.

4. Показано, что трасса оказывает селектирующее воздействие на распространяющиеся волны цунами, приводя к более быстрому затуханию высокочастотных колебаний; в результате для удаленных цунами возрастает относительная роль низкочастотных составляющих.

5. На основе анализа записей телеметрического регистратора СПЦ показано, что при любых синоптических условиях фоновые длинноволновые процессы в порту г. Холмск определяются нулевой и первой собственными модами с периодами 8 и 3 мин. Исследование оцифрованных мареограмм исторических цунами показало, что локальные (япономорские) землетрясения, имеющие малые размеры очага, возбуждают в этом порту высокочастотные колебания (8 мин и меньше), а удаленные (крупномасштабные) - низкочастотные (30-60 мин).

6. На основе анализа данных телеметрического регистратора СПЦ в Северо-Курильске изучены особенности фоновых колебаний, отражающие частотно-избирательные и волноводные свойства прилегающего шельфа. Показано, что в целом периоды исторических цунами, зарегистрированных в этом пункте, хорошо соответствуют периодам фоновых колебаний, но преобладающие периоды являются разными для близких и удаленных землетрясений, так как первые вызывают возбуждение захваченных волн, а вторые приводят к эффекту шельфового резонанса.

7. Спектральный анализ Шикотанского цунами 05.10.1994 г. выявил преимущественное распространение сравнительно высокочастотных волн в сторону южных Курильских островов (период около 20 мин) и более низкочастотных в сторону Японии (28 и 36 мин), а также медленное затухание колебаний, очевидно, обусловленное захватом волновой энергии шельфом.

8. Исследование записей Чилийского цунами, полученных на станциях России и Японии, подтвердило теоретически предсказанный И. В. Файном эффект шельфового резонанса, который проявился в значительном усилении колебаний с периодом около 80 мин в районах с широким шельфом, где и наблюдались максимальные разрушения и человеческие жертвы. Наоборот, в районах с более коротким

шельфом (Мияко, Камаиси) эффект был ослаблен, и нанесенный этим районам ущерб от цунами был минимальным.

9. На основе численных расчетов показана значительная роль захваченных краевых волн при Симуширском цунами 15.11.2006 г. в районе южных Курильских островов, что объясняет существенное запаздывание прихода максимальной волны в Малокурильскую бухту.

ОСНОВНЫЕ ПУБЛИКАЦИИ ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ

1. Ивельская Т. Н., Шевченко Г. В Спектральный анализ записей Шикоганско-го цунами 5 октября 1994 года // Проявления конкретных цунами. Цунами 1993 и 1994 годов на побережье России. - Южно-Сахалинск: Институт морской геологии и геофизики ДВО РАН, 1997. С. 105-118.

2. Дущенко П. В., Ивельская Т. Н., Шевченко Г. В. Опыт использования телеметрических регистраторов уровня моря в службе предупреждения о волнах цунами. Вестник КРАУНЦ, серия «Науки о Земле», 2003, № 2. С. 95-107.

-3.-Втюрина-А^С.>-Шустин_В-А.,_Храмушин_В._Н., Шевченко Г. В., Ивель-

ская Т. Н. Исследование гидродинамического режима на акватории Холмского морского порта. Вестник Дальневосточного отделения РАН, 2004, № 1. С. 40-51.

4. Ивельская Т. Н., Шевченко Г. В. Усиление низкочастотной компоненты чилийского цунами (май, 1960 г.) на северо-западном шельфе Тихого океана. Метеорология и гидрология, 2006, № 2. С. 69-81.

5. Левин Б. В., Кайстренко В. М., Рыбин А. В., Носов М. А., Пинегина Т. К., Разжигаева Н. Г., Сасорова Е. В., Ганзей К. С., Ивельская Т. Н., Кравчунов-ская Е. А., Колесов С. В., Евдокимов Ю. В., Буржуа Д., Макиннесс Б., Фицхью Б. Проявления цунами 15 ноября 2006 г. на Центральных Курильских островах и результаты моделирования высот заплесков. Доклады РАН, 2008. Т. 419, № 1. С. 118-122.

6. Лобковский Л. И., Куликов Е. А., Рабинович А. Б., Иващенко А. И., Файн И. В., Ивельская Т. Н. Землетрясения и цунами 15 ноября 2006 г. и 13 января 2007 г. в районе Центральных Курил: оправдавшийся прогноз. Доклады РАН, 2008. Т. 418, № 6. С. 829-833.

7. Тихонов И. Н., Василенко Н. Ф., Золотухин Д. Е., Ивельская Т. Н., Поплав-ский А. А., Прытков А. С., Спирин А. И. Симуширские землетрясения и цунами 15 ноября 2006 года и 13 января 2007 года. Тихоокеанская геология, 2008. Т. 27, № 1.С. 3-16.

8. Rabinovich А. В., Lobkovsky L. I., Fine I. V., Thomson R. E., Ivelskaya T. N., and Kulikov E. A. Near-source observations and modeling of the Kuril Islands tsunamis of 15 November 2006 and 13 January 2007, Advances in Geosciences, 2008, 14 (1). P. 105-116.

9. Лобковский Л. И., Куликов Е. А., Рабинович А. Б., Иващенко А. И., Файн И. В., Томсон Р. Е., Ивельская Т. Н., Богданов Г. С. Землетрясения и цунами 15 ноября 2006 г. и 13 января 2007 г. в районе Средних Курил: оправдавшийся прогноз. Океанология, 2009. Т. 49, № 2. С.181-197.

Подписано в печать 06.05.2009. Формат 60x84/16. Тираж 100 экз. Заказ 25

Отпечатано в Сахалинском научно-исследовательском институте рыбного хозяйства и океанографии, г. Южно-Сахалинск, ул. Комсомольская, 196.

Содержание диссертации, кандидата физико-математических наук, Ивельская, Татьяна Николаевна

Введение

Глава 1. Влияние прибрежного рельефа на характер проявления волн цунами на побережье.

1.1 Общая теория длинных волн на океанском шельфе.

1.1.1 Основные уравнения.

1.1.2 Модель шельфа с постоянной глубиной (шельф-ступенька).

1.2 Излученные волны. Шельфовыйрезонанс.

1.3 Эффект захвата энергии цунами океанским шельфом.

1.4 Резонансные колебания в заливах и бухтах.

Глава 2. Исследование волновой структуры в районе постановки телеметрических регистраторов цунами.

2.1 Мониторинг опасных морских явлений в порту города Холмск

2.1.1 Аномальные колебания уровня при прохождении циклона

2.1.2 Анализ характеристик цунами в порту г.Холмск

2.1.3 Численное моделирование волновых процессов в порту г.Холмск

2.2. Мониторинг опасных морских явлений в портах Северо-Курилъска и Усть-Камчатска.

2.2.1 Анализ колебаний уровня в Северо-Курильске

2.2.2 Анализ записей цунами в Северо-Курильске

2.2.3 Проблема измерений уровня в Усть-Камчатске

Введение Диссертация по наукам о земле, на тему "Физические особенности формирования волн цунами в зоне Курильской гряды и проблема оперативного прогноза цунами"

Одним из опасных по своим последствиям стихийных бедствий считают волны цунами, возникающие при сильных подводных землетрясениях, вулканических извержениях и оползнях. В некоторых случаях, причиняемый цунами ущерб во много раз превосходит последствия,* вызываемые непосредственно землетрясением. Основная цунамигенная зона Дальнего Востока России, где расположены очаги большинства цунами, сосредоточена в относительно узком пространстве в форме вытянутой полосы, совпадающем с западным склоном Курило-Камчатского желоба. Многие катастрофические цунами зарождались в ней и обрушивались на близлежащие Курильские острова. Первые сведения о цунами* на Курильских островах относятся к 17 октября 1737 г [Соловьев, 1961]. По мнению исследователей, высота волны составляла несколько десятков метров. Всего вшоследующие годы отмечалось около 75 случаев цунами [Ь/е^кауа, 1999].

Служба предупреждения о цунами (СПЦ) в России создана после катастрофического цунами 5 ноябряЛ952 года. Особенно сильно от стихии, пострадал г. Северо-Курильск на о.Парамушир, военно-морская база на о.Шумшу. Волна, которая обрушилась на город, достигала 10-15 метров. По оценкам архивных источников на Северных Курилах погибло около 10 тысяч человек [Атлас МЧС России, 2005]. Большое количество жертв во многом было связано с недостаточной информированностью населения об угрозе цунами! и отсутствием' Службы предупреждения. После этого катастрофического события правительством! страны в 1956 году принимается постановление «О мероприятиях по организации своевременного оповещения населения Дальнего Востока о морских волнах, вызываемых подводными землетрясениями (цунами)».

Ситуация в значительной мере повторилась в юго-восточной. Азии при катастрофическом цунами 26 декабря 2004 года. Колоссальное число жертв было вызвано слабой информированностью населения и отсутствием Системы Предупреждения о Цунами (СПЦ), что заставило руководство многих стран, в том числе и России, вновь обратить внимание на эту проблему.

Существующая в настоящее время Служба предупреждения о цунами (СПЦ) находится вч ведении двух ведомств: Федеральной службы по гидрометеорологии и мониторингу окружающей среды и Геофизической службы Академии наук России. Основным рабочим методом при близких землетрясениях (т.е. с эпицентральным расстоянием до 3000 км от Южно-Сахалинска), с помощью которого можно предупредить о подходе цунами, является сейсмический. Он основан на регистрации опережающих цунами-сейсмических волн. Возможность возникновения цунами в результате землетрясения оценивается по магнитудно-географическому критерию. Землетрясения считается цунамиопасным, если его эпицентр попадает в цунамигенную зону, а интенсивность ' превышает заданное пороговое значение магнитуды. Например, для землетрясений в Курило-Камчатской впадине пороговое значение магнитуды составляет 7,0. По сути, принципы функционирования остались неизменными с момента организации службы [Поплавский и др., 1997]. Кроме того, количество сейсмических станций, привлеченных к ведению Службы цунами на Курильских островах, в последние годы сократилось. В настоящее время, осталась только одна периферийная сейсмическая станция «Северо-Курильск», ответственная за выпуск предупреждений по своему району. Малое количество сейсмостанций, привлекаемых в СПЦ и их слабое техническое оснащение не обеспечивают своевременное и точное обнаружение цунамигенных землетрясений и определение их параметров. В особенности это характерно для прилегающей к берегам России северозападной части Тихого океана.

На дальневосточных берегах нашей страны практически не ведутся систематические наблюдения за уровнем моря ввиду разрушения большинства мареографных пунктов. Это не позволяет с необходимой точностью определять характеристики волн цунами в зоне ответственности СПЦ, что в свою очередь затрудняет изучение особенностей проявления, а также прогнозирование распространения и степени опасности реальных цунами [Поплавский и др., 1997]. Следствием этого является также неудовлетворительное выполнение Россией обязательств в рамках международной Тихоокеанской СПЦ [Blackford, 1998].

В то же время, своевременный, надежный и достоверный прогноз цунами является актуальной задачей, имеющей значение для прибрежных районов Дальнего Востока. В сложившихся обстоятельствах повышение эффективности Службы предупреждения о цунами может быть связано с развитием сети удаленных регистраторов цунами и организации оперативной обработки данных о колебаниях уровня моря на различных участках защищаемого региона [Куликов, 1990, Ивельская и др., 2001, Ивельская и др., 2002, Душенко и др., 2003,]. Получение такой информации необходимо для подтверждения реального цунами и оценки его параметров (высоты и периода волны). Кроме того, информация, полученная от регистраторов, позволяет принимать соответствующие решения в ходе объявленной тревоги цунами:

1. Решать вопрос о распространении тревоги цунами на соседние районы, не охваченные первоначально выпущенным предупреждением;

2. Оценивать время подхода и высоту максимальной волны цунами по характеристикам начальной регистрации цунами;

3. Объективно оценивать окончание угрожающего положения (момент отбоя тревоги);

4. Осуществлять полноценный обмен информацией с зарубежными службами. Таким образом, внедрение подобной системы наблюдения и обработки данных позволяет повысить эффективность работы СПЦ и создает основу для выработки объективных критериев и методов прогноза цунами, что служит цели обеспечения своевременного, надежного и достоверного предупреждения населения и организаций [Поплавский и др., 1988, Поплавский и др., 1997].

Идея использования гидрофизических наблюдений для прогноза цунами принадлежит выдающемуся русскому ученому, академику С.Л.Соловьеву [Соловьев, 1971, Жак, Соловьев, 1971, Лаппо, Соловьев, 1976, Куликов и др., 1979]. По его инициативе около 30 лет назад были разработаны и испытаны на Курильских островах системы регистрации цунами в открытом море ■ [Жак, Куликов, 1978]. Эти системы представляли собой измеритель придонного гидростатического давления- (датчик уровня моря), устанавливаемый в специальном герметичном контейнере на дне в заранее выбранной точке, и соединенный кабельной линией с береговым пунктом, сбора и обработки данных. Так была осуществлена первая в мире регистрация цунами вдали от берега [Дыхан и др, 1981].

В дальнейшем исследования развивались по двум основным направлениям. С одной стороны, совершенствовалась измерительная и регистрирующая аппаратура, что обеспечивало повышение точности измерения уровня, которая составляет в настоящее время доли сантиметра [Бондаренко, 1968, Багрянцев, 1980, Жак и др., 1972, Жак, Соловьев, 1971, Малов, 1989, Ковалев, 1993, Ивельская и др., 2001]. Достижения российских и зарубежных специалистов в этой области обобщены в монографии П.Д.Ковалева [Ковалев, 1993]. Приходится констатировать, что в последние годы на дальневосточном побережье России в основном проводятся лишь отдельные эксперименты [Ковалев и др., 1989, Ивельская и др., 2001, Шевченко и др., 2008], в то время как в сейсмоактивных зонах Америки и Японии установлены десятки станций [МсСгеегу , 2001, Lindquist, Hansen, 2001, Bernard, Gonzales, et al, 2001, Developing Tsunami ., 2005], предназначенных для наблюдения за цунами. Три комплекта аналогичных станций были переданы Тихоокеанским центром предупреждения о цунами (Гонолулу, США) для постановки в цунамиопасных районах Курило-Камчатского региона: Кроме этого, гидрофизическая подсистема развивалась в Сахалинской СПЦ в рамках собственной инициативы, и в последние годы она получила поддержку благодаря ФЦП «Снижение рисков и смягчение последствий природного и техногенного характера в РФ до 2010 г.». Предполагается установка 17 регистраторов на ДВ побережье России, только на Сахалине и Курилах —11.

Другим направлением стало совершенствование методов обработки получаемой информации, разработка эффективных методов выделения сигнала (цунами) на фоне естественного длинноволнового шума в океане [Дыхан и др., 1981, Поплавский и др., 1988, Куликов, 1990, Куликов, Гонзалес, 1995]. Имеется большой опыт обработки записей длинноволновых процессов вблизи берега, на шельфе и в открытом океане [Жак, Соловьев, 1971, Жак, Куликов, 1978]. Это позволило оценить характер спектра длинных волн в диапазоне периодов цунами, исследовать вопросы захвата энергии волны на шельфе (образование краевых волн) и их усиления на отдельных частотах (явление шельфового резонанса) и изучить широкий круг связанных с этим вопросов [Ефимов и др., 1978, Ефимов, Соловьев, 1984, Ефимов и др., 1985]. При использовании донных мареографов большое значение имеет предварительная фильтрация приливной составляющей из исходных записей уровня, что позволяет более точно определить высоту и другие параметры волны цунами в точке измерения [Ивельская и др., 2001].

В литературных источниках, посвященных проблемам Службы предупреждения о цунами [Поплавский и др., 1988, Поплавский и др., 1997, Золотухин и др., 2005], большое внимание уделяется вопросам оптимального размещения донных станций на шельфе и материковом склоне, что позволяет использовать поступающую информацию с наибольшей эффективностью, а также оценке высоты волны на берегу в зависимости от вероятного направления подхода цунами. Однако реализовать данные наработки в действующей службе пока не представляется возможным, так как обеспечить работу самих станций и передачу данных от телеметрических комплексов удается только при их размещении непосредственно вблизи с морскими гидрометеостанциями, т.е. без вынесения донных мареографов в открытое море [Гуе^кауа й а1, 2000, Ивельская и др., 2001]. Безусловно, для заблаговременной подачи тревоги цунами постановка станции на глубине 50-100 м (а тем более при большем удалении) дает существенный выигрыш во времени, так как скорость распространения цунами в прибрежной зоне резко уменьшается [Жак, Соловьев, 1971, Багрянцев, 1980, Дыхан и др., 1981]. I

Тем не менее, постановка станций даже вблизи берега открывает новые возможности в деятельности СПЦ, как по оценке возможной высоты волны в соседних с местом установки прибора пунктах, так и для подачи сигнала отбоя тревоги цунами. Основной задачей при этом становится изучение особенностей характеристик получаемых данных в зависимости от метеорологических условий, определение резонансных свойств акваторий — заливов и бухт, где располагается измерительная аппаратура [Бухтеев, Плинк, 1978, Джумагалиев и др., 1993, Ивельская и др., 2001, Ивельская и др., 2002].

Опыт функционирования зарубежных СПЦ показывает, что поступающая информация о развитии волнового процесса в реальном времени редко используется для оценки возможной высоты волны на прилегающих участках побережья, преимущественно происходит лишь грубая оценка - ситуация опасная или серьезной угрозы нет.

Это связано с объективными трудностями решения данной задачи - цунами достаточно сложное явление, и для эффективного использования данной информации необходимо глубокое знание особенностей длинноволновых процессов в районе постановки прибора. Эти особенности обусловлены характером рельефа дна и топографии береговой черты, влияющими на частотно-избирательные свойства акваторий - резонансное усиление волн на отдельных частотах в заливах, бухтах, протяженных мелководных участках шельфа, захват волновой энергии цунами и т.д.

Для конкретного пункта наблюдений задача в настоящей работе состояла в формировании-выборок данных о колебаниях уровня моря (предварительно очищенная от приливной составляющей) в спокойную- погоду, при умеренном ветре, а также, что представлялось наиболее важным, при штормовых условиях, обусловленных прохождением циклонов. Расчет спектральных характеристик по таким отрезкам позволяет оценить изменчивость естественного длинноволнового фона в данной точке, что необходимо для адаптации к местным условиям алгоритмов выделения сигнала (цунами), а также позволяет определить резонансные периоды данной акватории. Такая задача решалась в настоящей работе для каждого района, где устанавливались донные мареографы [ГуеЬкауа, ЗЬеусЬепко, 2000, Ивельская и др.-, 2001, Ивельская и др., 2002,].

Важную дополнительную информацию при использовании данных о развитии волнового процесса в реальном времени для принятия решений, связанных с действиями СПЦ по защите населения, может дать анализ цунами, зарегистрированных на мареографных постах, расположенных в пунктах установки донных станций. Спектральный анализ оцифрованных мареограмм позволяет определить, на какие именно периоды приходилась основная энергия колебаний, как затухали колебания во времени, наблюдались ли повторные всплески интенсивности волнового процесса и т.д. [КаЫпоу1сИ е1 а1, 1993, Ивельская, Шевченко, 1997, 11аЬпктс11, 1997, Ивельская, Шевченко, 1999, Ь^еЬкауа, ЗЬеусЬепко, 1999, ¡уе^кауа, ЗЬеусЬепко, 2000]. Имея- подборку цифровых, очищенных от прилива записей, дежурный океанолог может визуально определить, по какому типу развивается наблюдаемое цунами (реализуется своеобразный вариант метода аналогов), если такие типы удалось определить заранее при анализе исторических цунами. В сочетании' с численным моделированием, такой анализ дает дополнительные сведения, которые могут быть использованы при прогнозировании развития ситуации в данном или соседних пунктах

Поплавский и др., 1997, Шевченко, 1997, Ivelskaya, Shevchenko, 1999, Ivelskaya, Shevchenko, 2000, Шевченко и др., 2008].

При подготовке базы цифровых записей появляется и иная возможность их использования, помимо анализа различных цунами в одном и том же пункте. В свое время, подчеркивая значение резонансных, топографических эффектов акваторий, Г.Миллер [Miller, 1972] заметил, что между спектрами различных цунами на одной и той же станции больше сходства, чем между спектрами одного и того же цунами, но зарегистрированного на различных мареографных станциях. Тем не менее, поиск некоторых важных общих особенностей, присущих группе станций, позволяет выделить некоторые важные свойства цунами, которые также полезно использовать при решении задач СПЦ [Ивельская, Шевченко, 1997, Ивельская и др., 2001]. В данной работе основное внимание уделялось различиям развития волнового процесса, которые обусловлены положением области подводного землетрясения по отношению заданному участку побережья. Как близким, так и удаленным источникам присущи некоторые специфические особенности, которые также можно использовать в Службе предупреждения о цунами, к тому же этот вопрос сравнительно слабо освещен в научной литературе. К таким особенностям относится, в частности, характер изменчивости интенсивности длинноволновых вариаций во времени, эффект усиления цунами, обусловленный некоторой достаточно крупной топографической особенностью — характером> изменений донного рельефа в пределах материкового склона в районе Курильской гряды [Файн, 1983, Файн , 1984, Ефимов и др. 1985], распределение энергии колебаний по частотным диапазонам и т.д.

На основе изложенного, можно сформулировать цель и основные задачи настоящей работы.

Основная цель — на основе анализа данных о проявлениях цунами на побережье, исследовать физические особенности формирования волнового поля в зоне очага и в защищаемом регионе, разработать методы их учета при оперативном прогнозе цунами.

Для реализации данной цели решались следующие конкретные задачи:

- создание цифрового каталога записей цунами, полученных на береговых аналоговых и цифровых и регистраторах уровня моря на дальневосточного побережья России;

- анализ особенностей проявления исторических цунами на побережье Сахалина и Курильских островов, выявление физических особенностей, присущих волнам цунами от близких и удаленных источников;

- оценка изменчивости характеристик длинноволновых колебаний при различных погодных условиях с целью выявление опасных явлений несейсмического происхождения и надежного выделения сигнала цунами на фоне естественных длинноволновых колебаний;

- исследование влияния резонансных колебаний в заливах, бухтах и на шельфе, а также эффекта захвата волновой энергии шельфом, на формирование волнового поля цунами и учет данных факторов при оперативном прогнозе высот волн цунами на побережье.

Основные положения, выносимые на защиту:

1. Для эффективного использования информации, поступающей от телеметрических регистраторов цунами СПЦ, необходимо предварительно провести следующий комплекс исследований:

3. Эффект волнового захвата, отражение и преломление волн, являются причиной прихода волн со значительной амплитудой несколько часов после первовступления цунами, что необходимо учитывать при выпуске отбоя тревоги цунами.

Научная новизна работы:

На основе обширного статистического материала выявлены основные особенности проявления цунами в районе Курильских островов и прилегающих акваториях и дана их физическая интерпретация; показано, что характер проявления цунами вблизи побережья определяется резонансными и волноводными свойствами региональной и локальной топографии, а также расположением конкретного источника.

Показаны принципиальные отличия физических характеристик цунами у побережья, вызванных близлежащими и удаленными источниками; в частности, показано, что для первых шельф играет преимущественно роль волновода, а для вторых — резонатора. Показано, что приход в пункт Малокурильское (о. Шикотан) максимальной волны при Симуширском землетрясении 15.11.2006 г (близлежащий источник) спустя почти 4 часа после первой волны цунами обусловлен влиянием захвата волновой энергии шельфом. В то же время, усиление низкочастотных колебаний (с периодом около 80 мин) в районе Южных Курил и в Охотском море во время цунами, вызванного Чилийским землетрясением 22.05.1960 г (удаленный источник) был вызван резонансным воздействием шельфа.

Показано, что трасса оказывает селектирующее воздействие на распространяющиеся волны цунами, приводя к более быстрому затуханию высокочастотных колебаний; в результате для удаленных цунами возрастает относительная роль низкочастотных составляющих.

Практическая значимость:

Полученные оценки особенностей проявления цунами и развития волнового процесса во времени на побережье Сахалина и Курильских островов использованы для изменения » регламента работы СПЦ в отношении времени- подачи и отбоя тревоги цунами для различных прибрежных пунктов. Дополнительно предполагается внедрение простых критериев опасного сигнала, основанных на результатах анализа волн цунами и колебаний уровня моря несейсмического происхождения.

Результаты анализа мареограмм цунами и длинноволнового шума на побережье, а также данных телеметрических регистраторов уровня моря установленных в Северо-Курильске, Холмске и Корсакове, будут использованы при реализации гидрофизической подсистемы СПЦ, что значительно повысит эффективность СПЦ по сравнению с действующей в настоящее время системой, основанной исключительно на сейсмологической информации.

Апробация работы

Основные результаты и положения, изложенные в диссертации, докладывались на следующих конференциях и семинарах: Семинары в-ИМГиГ ДВО РАН, 1998 — 2007, в ДВНИГМИ - 2003, ТОЙ - 2003, Институте океанологии им.Ширшова - 2002, 1-ая и 2-ая межвузовские научно-практические конференции студентов и молодых ученых Сахалинской области (Южно-Сахалинск, 1997 и 1999), Международная конференция по проблеме цунами (Токио, Япония, 1998), Международная конференция по проблеме цунами (Сеул, Республика Корея, 1999), Третья и Четвертая региональные научно-практические конференции «К всемирным дням Воды и метеорологии» (Владивосток, 2002 и 2003); конференция «Информационные ресурсы об океане — актуальные проблемы формирования, распространения и использования в научных исследованиях и в морской деятельности» (Обнинск, 2002), XXIII Генеральная Ассамблея Геофизического Союза, 11ГСС ,18807 (Саппоро, Япония, 2003), техническая встреча экспертов в Японском Метеорологическом Агентстве (Токио, Япония,- 2005), Международный научный симпозиум1 «Проблемные вопросы островной и прибрежной сейсмологии (ОПС-2005) (Южно-Сахалинск, Россия, 2005), XX и XXI сессии; Межправительственной координационной группы Тихоокеанской системы предупреждения о цунами (1СО/1Т8и) ( Винья-дель-Мар, Чили, 2005; Мельбурн, Австралия, 2006), Координационная встреча представителей национальных Служб предупреждения о цунами в Тихом океане (Гонолулу, США, 2007), 6-ой' Международный симпозиум "Последние достижения в области исследования цунами" (Гуякиль, Эквадор,2007), Международный симпозиум* «Проблемы сейсмобезопасности Дальнего Востока и восточной Сибири» (Южно-Сахалинск, Россия, 2007).

Публикации. По теме диссертации автором опубликовано 46 работ, в том числе 11 научных статей, 6 материалов конференций и 29 тезисов докладов.

Личный вклад автора

Автор выполнила значительную часть работ по подготовке и проведению экспериментов, анализу и физической интерпретации* полученных оригинальных материалов, по обобщению полученных результатов и выработке рекомендаций на их основе.

При личном участии автора был создан цифровой каталог исторических цунами в Мировом - океане. Каталог включает около 200 записей цунами в различных пунктах побережья.

Автор принимала личное участие в постановке на Камчатке и- Курильских о-вах комплексов «Хандар» и «Сатрон», включающих донные регистраторы цунами и системы передачи данных по спутниковым каналам связи, а также во внедрении программных средств для приема информации о колебаниях уровня моря и ее визуализации на мониторах

Сахалинской СПЦ. При активном личном участии автора была реализована первая в истории СПЦ передача информации о развитии волнового процесса в реальном времени (от измерителей в Холмске (1998 г.) и Северо-Курильске (1999 г.) и решение комплекса задач, связанных с ее анализом.

Автор непосредственно участвовала в экспедиции Института морской геологии и геофизики ДВО РАН с целью выявления следов проявления Симуширских цунами 20062007 гг. и оценке высот заплесков цунами на побережье на Центральных Курильских остров,. в анализе и интерпретации полученных данных.

Структура работы.

Работа состоит из введения, 5-х глав и заключения:

В первой главе изложены существующие представления- о влиянии прибрежного рельефа на характер проявления, волн цунами на побережье. Основное внимание уделено теоретическим основам, особенностей распространения цунами в* области шельфа * — континентального склона- Приведены известные результаты [Кадзиура, 1973; Ефимов и,др., 1985] о распределении энергии,между излученными и захваченными волнами-в зависимости от расположения очага подводного землетрясения, а также об особенностях и структуре резонансных колебаний в заливах и бухтах. Излагается общая, линеаризованная теория длинных волн в полуограниченном океане с цилиндрическим-профилем рельефа, которая традиционно используется для описания физических процессов на шельфе (приливов, сгонно-нагонных явлений и цунами) [Ле Блон, Майсек, 1981; Ефимов и др., 1985]. Основное внимание уделено модели с шельфом постоянной глубины (шельф-ступенька), на которой в наиболее простой и* наглядной форме можно проследить влияние резкого изменения глубины океана и наличия отражающей береговой границы на формирование цунами.

Во второй главе приводятся результаты исследования волновой структуры в районах постановки телеметрических регистраторов цунами. В ней приведены результаты анализа и научного исследования данных, полученных с датчиков, установленных в Холмске, Северо-Курильске и Усть-Камчатске. Для изучения изменчивости характеристик длинных волн в диапазоне периодов цунами, анализировались фоновые колебания уровня моря в спокойную» погоду и при штормовых условиях. Данные анализа естественного длинноволнового шума сопоставлялись с данными всех имеющихся записей цунами в>портах Холмск и Северо-Курильск, при этом рассматривались особенности формирования волнового поля цунами при близких и удаленных источниках.

В третьей главе рассматриваются особенности проявления цунами в Курильском регионе в целом. В ней анализируются записи, полученные на российских и японских мареографных. станциях при близком Шикотанского землетрясении 1994 г и удаленном Чилийском (май 1960 г). Изучение цунами при указанных событиях позволяет рассмотреть различные аспекты формирования волнового поля, обусловленные как влиянием источника, что в большей степени проявляется при землетрясении в ближней зоне, так и оценить роль рельефа дна и береговой черты, что, видимо, играет определяющую роль при, удаленном источнике.

В четвертой главе исследуются Симуширские события, 15.11.2006 и 13.01.2007, сравниваются параметры землетрясений и цунами. Анализируется эффективность действий Служб предупреждения о цунами и оцениваются статистические параметры наблюденных волн цунами для Дальневосточного побережья России и северной Японии. На основе численного гидродинамического моделирования исследуется характер распространения и трансформации цунами 2006 и 2007 г.г. и- сопоставляются их пространственные характеристики.

Пятая глава посвящена анализу опыта использования телеметрических регистраторов уровня моря в Сахалинской СПЦ. В ней обсуждаются вопросы, возникшие при первых пробных экспериментах по организации мониторинга уровня моря, которые были проведены в портах г.Холмск (1998 г.), г.Северо-Курильск (1999 г.), г.Корсаков (2002 г.), а также связанные с развитием сети мониторинга в рамках реализации ФЦП «Снижение рисков и смягчение последствии природного и техногенного характера в РФ до 2010 г.», установкой регистраторов цунами в Корсакове (2007 г.) и Холмске (2008 г.).

Главные результаты и выводы сформулированы в Заключении. Представленная диссертационная работа охватывает период исследований с 1997 г. по настоящее время, выполненных в ГУ «Сахалинское УГМС» и Институте морской геологии и геофизики.

Заключение Диссертация по теме "Физика атмосферы и гидросферы", Ивельская, Татьяна Николаевна

5.6. Результаты исследований.

Были отработаны технические детали передачи информации о длинноволновых процессах в точке измерения, а также отладки программных средств для ее приема-и визуализации на мониторе в Центре цунами, на основе поступающих данных были решены некоторые- исследовательские задачи, связанные с определением частотной структуры опасных морских явлений различных типов.

Проведены детальные исследования характеристик регистрируемых процессов и схем измерения. В результате определены: технические требования к измерительным средствам, позволяющие создать оптимальные измерительные комплексы, предназначенные для. измерения длинных волн в океане; на основании этих требований определены возможные структурные варианты измерительных комплексов;

Создано программное обеспечение,. предназначенное для приема, визуализации и обработки уровенных данных; Сбор данных может осуществляться двумя способами: 1- с использованием выделенной линии связи, 2- прием по телефонной линии, 3- спутниковой связи, 4- Интернет.

Отработана технология передачи, приема и визуализации на мониторе дежурного океанолога Центра цунами информации об уровне моря в пункте измерений посредством выделенной линии, либо через телефонную сеть общего пользования (через «межгород»).

Проанализированы записи длинноволновых процессов, полученные при помощи двух телеметрических регистраторов придонного гидростатического давления, установленного в рамках реализации ФЦП у северного пирса порта Корсакова. Выявлены серьезные проблемы с использованием поступающих материалов, обусловленные искажающим влиянием ветрового волнения. Для снижения роли данного фактора необходимо внести определенные изменения в используемую методику осреднения данных (в частности, использовать более эффективные по сравнению с прямоугольным окном фильтры).

В порту г.Холмска данная проблема сказывается в меньшей степени в связи с тем, что регистратор расположен в более защищенном от волнения месте. Тем не менее, использование простых критериев автоматического выделения цунами (по изменению уровня за минуту 5 или 10 см) и в данном случае представляется затруднительным. Вероятно, в целом данная проблема характерна для регистраторов, установленных на побережье, где уровень шума гораздо выше, чем в открытом море. В каждом конкретном случае требуется проводить отдельное исследование, детально изучать вариации характеристик длинноволновых процессов при различных погодных условиях. Вероятно, критерии выделения опасного сигнала для каждого телеметрического регистратора будут носить индивидуальный характер.

Полученные результаты показали важность отработанных на этапе инициативных работ Сахалинской СПЦ по постановке телеметрических регистраторов методов приема и визуализации поступающей информации на компьютере дежурного оператора, что позволяет контролировать характер развития волнового процесса в защищаемом регионе и отличать реальное цунами от влияния штормовых условий или иных факторов.

Заключение.

1. Проведен анализ обширного статистического материала (около 200 записей цунами), выявлены основные особенности проявления цунами в районе Курильских островов и прилегающих акваториях и дана их физическая интерпретация этих особенностей; показано, что характер проявления цунами вблизи побережья определяется резонансными и волноводными свойствами региональной и локальной топографии, а также местоположением конкретного источника цунами.

2. Показаны принципиальные отличия физических характеристик цунами у побережья, вызванных ближними и удаленными источниками; в частности, показано, что для первых шельф играет преимущественно роль волновода, а для вторых - резонатора.

3. Показано, что приход в пункт Малокурильское (о. Шикотан) максимальной волны при Симуширском землетрясении 15.11.2006 г (близлежащий источник) спустя почти 4 ч после первой волны цунами обусловлен влиянием захвата волновой энергии шельфом. В то же время, усиление низкочастотных колебаний (с периодом около 80 мин) в районе Южных Курил, Северной Японии и в Охотском море во время цунами, вызванного Чилийским землетрясением 22.05.1960 г (удаленный источник) был вызван резонансным воздействием шельфа.

5. На основе анализа записей телеметрического регистратора СПЦ показано, что при любых синоптических условиях фоновые длинноволновые процессы в порту г. Холмск определяются нулевой и первой собственными модами с периодами 8 и 3 мин; исследование оцифрованных мареограмм исторических цунами показало, что локальные (япономорские) землетрясения, имеющие малые размеры очага, возбуждают в этом порту высокочастотные колебания (8 мин и меньше), а удаленные (крупномасштабные) - низкочастотные (30-60 мин).

6. На основе анализа данных телеметрического регистратора СПЦ в Северо-Курильске, изучены особенности фоновых колебаний, отражающие частотно-избирательные и волноводные свойства прилегающего шельфа; показано, что в целом периоды исторических цунами, зарегистрированных в этом пункте, хорошо соответствуют периодам фоновых колебаний, но преобладающие периоды являются разными для близких и удаленных землетрясений, т.к. первые вызывают возбуждение захваченных волн, а вторые приводят к эффекту шельфового резонанса

7. Спектральный анализ Шикотанского (5 октября 1994 г) цунами выявил преимущественное распространение сравнительно высокочастотных волн в сторону Южных Курильских островов (период около 20 мин) и более низкочастотных в сторону Японии (28, и 36 мин), а также медленное затухание колебаний, очевидно обусловленное захватом волновой энергии шельфом.

8. Исследование записей Чилийского цунами, полученных на станциях России и Японии, подтвердило теоретически предсказанный И.В. Файном эффект шельфового резонанса, который проявился в значительном усилении колебаний с периодом около 80 мин в районах с широким шельфом, где и наблюдались максимальные разрушения и человеческие жертвы; наоборот, в районах с более коротким шельфом (Мияко, Камаиси) эффект был ослаблен, и нанесенный этим районам ущерб от цунами был минимальным.

7. На основе численных расчетов показана значительная роль захваченных краевых волн при Симуширском цунами 15 ноября 2006 года в районе южных Курильских островов, что объясняет существенное запаздывание прихода максимальной волны в Малокурильскую бухту.

Библиография Диссертация по наукам о земле, кандидата физико-математических наук, Ивельская, Татьяна Николаевна, Южно-Сахалинск

1. Атлас природных и техногенных опасностей и рисков чрезвычайных ситуаций в Российской Федерации, МЧС России, 2005. 271 с.

2. Багрянцев В.И. и др. Измерение длинных волн в открытом океане //В сб.: Волновые процессы в северо-западной части Тихого океана.-Владивосток: ДВНЦ АН СССР, 1980. С. 11-27.

3. Бондаренко A.JI. Дистанционный регистратор долгопериодных волн//Тр. НИИГМП,-1968: Вып.20. С.40-51.

4. Бондаренко a.JI. О явлении тягуна // Метеорология и гидрология.-1972. №7. С.71-80.

5. Бухтеев В.Г., Плинк Н.Л. Трансформация волн цунами на шельфе и-перераспределение энергии. В кн.: Изучение цунами в открыТ. океане. М., Наука, 1978. С.26-32.

6. Волны в1 пограничных областях океана / В.В.Ефимов, Е.А.Куликов, А.Б.Рабинович, И.В.Файн.- Л.: Гидрометеоиздат, 1985. 280 с.

7. Вольцингер Н.Е., Клеванный К.А., Пелиновский Е.Н. Длинноволновая динамика прибрежной зоны.-Л.: Гидрометеоиздат. 1989. 271 с.

8. Втюрина А.С., Шустин В.А., Храмушин В.Н., Шевченко Г.В., Ивельская Т.Н. Исследование гидродинамического режима на акватории Холмского морского порта. Вестник Дальневосточного отделения РАН, 2004, №1, С. 40-51

9. Ганзей Л.А., Разжигаева Н.Г., Харламов А.А., Ивельская Т.Н. Экстремальные шторма 2006-2007 на о.Шикотан: проявление и осадконакопление. Океанология, 2009 (в печати).

10. Гейст Э., Титов В., Синолакис К. Цунами: волна перемен, (Пер. с англ. Из журнала Scientific American) // В мире науки. 2006. № 5. С.32-39.

11. Го Ч.Н„ Кайстренко В.М., Симонов К.В. Предварительные данные о цунамиопасности побережья Японского моряII Нестационарные длинноволновые процессы на шельфе Курильских островов. — Владивосток: ДВНЦ АН СССР, 1984. С. 138141.

12. Гусяков в.К. О связи волны цунами с параметрами очага подводного землетрясения. — Математические проблемы геофизики, 1974, №5, часть 1. С.118 — 140.

13. Джумагалиев В.А., Рабинович А.Б., Файн И.В. Теоретическая и экспериментальная оценка передаточных особенностей. Малокурильской бухты, о.Шикотан // Изв. АН СССР, ФАО.-1994. Т.ЗО, №5 .С.711-717.

14. Дущенко П.В., Ивельская Т.Н., Шевченко Г.В. Опыт использования телеметрических регистраторов уровня моря в службе предупреждения о волнах цунами. Вестник КРАУНЦ, серия «Науки о Земле», №2, 2003 год. С.95-107.

15. Дыхан Б.Д. Жак В.М, Куликов Е.А., Лаппо С.С., Митрофанов В.Н., Поплавский A.A., Родионов A.B., Соловьев С.Л., Шишкин A.A. Первая регистрация цунами в открыТ. океане //Докл. АН СССР.-1981. Т.257. №5, С. 1088-1092.

16. Ефимов В.В., Куликов Е.А., Лаппо С.С., Соловьев С.Л. Краевые волны в северозападной части Тихого океана// Изв. АН СССР, ФАО.-1978. Т.14. №3. С.318-327.

17. Ефимов В.В., Куликов Е.А., Рабинович А.Б., Файн И.В. Волны в пограничных областях океана. Л.: Гидрометеоиздат, 1985, 280 с.

18. Ефимов В.В., Соловьев Ю.П. Низкочастотные колебания уровня моря и групповая структура ветровых волн//Изв. АН СССР, ФАО.-1984.-Т.20-№10. С.985-994.

19. Жак В.М., Великанов А.М., Сапожников И.Н. Дистанционный регистратор уровня моря//В сб.: Волны цунами.- Труды СахКНИИ.-1972.-Вып.29. С. 189-195.

20. Жак В.М., Куликов Е.А. Анализ распространения длинных волн на шельфе северной части Курильской гряды// метеорология и гидрология. 1978.- №6. С.51-55.

21. Жак В.М.Соловьев С.Л. Дистанционная регистрация слабых волн типа цунами на шельфе Курильских островов//Докл.АН СССР.-1971.-Т.198.-№4. С.816-817

22. Заякин Ю.А. Цунами на Дальнем Востоке России. -Петропавловск-Камчатский-.Камшат. 1998.-88С.

23. Зотин М.И. Современные методы и приборы измерения уровня моря.-Обнинск: ВНИГМИ-МЦД, 1982.-40 с.

24. Землетрясения Камчатки и Командорских островов/Е.И.Гордеев, В.И.Левина, В.Н.Чебров, Е.И.Иванова, Ю.В.Шевченко, В.В.Степанов// Землетрясения Северной Евразии в 1993 году.- М.:Природа, 1999. С. 102-114.

25. Ивельская Т.Н., Храмушин В.Н., Шевченко Г.В. Мониторинг морских опасных явлений в порту города Холмск// Динамические процессы на шельфе Сахалина и Курильских островов.—Южно-Сахалинск, 2001. С. 146-159.

26. Ивельская Т.Н., Шевченко Г.В. Спектральный анализ записей Шикотанского цунами 5 октября 1994 года// Проявления конкретных цунами. Цунами 1993 и 1994 годов на побережье России. Южно-Сахалинск: ИМГиГ ДВО РАН, 1997. С.105-118.

27. Ивельская Т.Н. Спектральный анализ записей Курильского цунами 24 июня 1973 года //Материалы 2-ой межвузовской научно-практической конференции студентов и молодых ученых Сахалинской области 25-26 марта 1999г." Сахалинская молодежь и наука". С. 107.

28. Ивельская Т.Н., Шевченко, Г.В. «Усиление низкочастотной компоненты чилийского цунами (май, 1960 г.) на северо-западном шельфе Тихого океана. Метеорология! и гидрология, 2006, №2. С.69-81.

29. Ивельская Т.Н., Левин Б.В.,.Кайстренко В.М, Проявление Симуширского цунами 15 ноября 2006 года, Проблемы сейсмобезопасности Дальнего Востока и Восточной

30. Сибири: международн.науч.симпозиум, Южно-Сахалинск, Россия, 27-30 сентября 2007 г.:Тезисы доклада, С. 129.

31. Иконникова Л.Н., Ярошеня P.A. Расчет рефракции волн цунами для тихоокеанского побережья СССР. — В кн.: Теоретические и экспериментальные исследования по проблеме цунами. М., Наука, 1977, С.120-127.

32. Кадзиура К. Направленность излучения энергии цунами, возбужденного вблизи континентального шельфа // Волны цунами. Труды СахКНИИ; Вып. 32. Южно-Сахалинск, 1973. С.5-26.

33. Ким Х.С., Рабинович А.Б. Цунами на северо-восточном побережье Охотского моря // Природные катастрофы и стихийные бедствия в Дальневосточном регионе. -Владивосток, 1990. Т. 1. С. 206-218.

34. Кныш В.В., Черкесов Л.В. О трансформации волн цунами в прибрежной зоне. — Труды МГИ, 1974, вып. 64, С.8-18.

35. Ковалев П.Д. Технические средства для измерения длинных воли в океане.-Владивосток: Дальнаука, 1993, 147 с.

36. Ковалев П.Д, Рабинович А.Б., Ковбасюк В.В. Гидрофизический эксперимент на юго-западном шельфе Камчатки (КАМШЕЛ-87) // Океанология, 1989. Т.29. вып.5. С.738-744.

37. Ковалев П.Д. О разработке эффективного комплекса приборов для регистрации гидрофизических параметров в шельфовой зоне океана // Проблемы метрологии гидрофизических измерений: Тез.докл.всесоюзн.конф., 28-31 мая 1990 г. М.,1990 С.112-113.

38. Куликов Е.А. Регистрация уровня океана и прогноз цунами// Метеорология и гидрология. 1990. - №6. С.75-82.

39. Куликов Е.А., Павленко В.Г., Лаппо С.С., Рабинович А.Б. Вторая советско-американская экспедиция по изучению цунами в открыТ. океане // Океанология.-1979. Т. 19. №2. С.357-359.

40. Куликов Е.А., Пул C.JL, Рабинович А.Б. Спектр длинных волн в открыТ. океане и радиационные приливы // Волновые процессы в северо-западной части Тихого океана. Владивосток: ДВНЦ АН СССР, 1980. С.28-38.

41. Куликов Е.А., Шевченко Г.В. Генерация длинных волн флуктуациями атмосферногодавления в полуограниченном океане // В сб.: Нестационарные длинноволновыеiпроцессы на шельфе Курильских островов. Владивосток: ДВНЦ АН СССР, 1984. С. 1518.3

42. Куликов Е.А., Гонзалес Ф. Восстановление формы сигнала цунами в источнике по измерениям колебаний гидростатического давления удаленным донным датчиком // Докл. АН. 1995. Т.344. №6; С.814-818.

43. Куликов Е.А., Рабинович А.Б., Т.сон P.E. // Океанология. 2005. Т. 45. № 4. С. 544-556.

44. Лабзовский H.A. Непериодические колебания уровня моря. Л.: Гидрометеоиздат, 1971.237 с.

45. Лаверов Н.П., Лаппо С.С., Лобковский Л.И: и др. // ДАН. 2006. Т. 408. № 6. С. 818821.

46. Лаверов Н.П., Лаппо С.С., Лобковский Л.И., Куликов Е.А. В сб.: Фундаментальные исследования океанов и морей. Книга 1. М.: Наука. 2006. С. 191-209.

47. Лаппо С.С., Соловьев С.Л. Первая советско-американская экспедиция по изучению цунами в открытом океане//Океанология.-1976.-Т.16.-№4.С.718-719

48. Левин Б.В., Носов М.А. Физика цунами и родственных явлений в океане. М.:»Янус-К», 2005. 360 с.

49. Лихачева О.Н. Вынужденные колебания уровня у берегов Курильской гряды в синоптическом диапазоне частот // Океанология. 1984. №2. С.245-250.

50. Лобковский Л.И., Куликов Е.А., Рабинович А.Б., Иващенко А.И., Файн И.В., Ивельская.Т.Н., Землетрясениям цунами 15 ноября 2006 г и 13 января 2007 г в районе Центральных Курил: оправдавшийся прогноз, Доклады РАН, 2008, Т. 418, № 6, С.829-833.

51. Лобковский Л.И., Куликов Е.А., Рабинович А.Б., Иващенко А.И., Файн И.В., Ивельская Т.Н., Землетрясения и цунами 15 ноября 2006 г и 13 января 2007 г в районе Средних Курил: оправдавшийся прогноз, Океанология, 2009, Т. 49, №2. С. 181-197.

52. Маклаков А.Д., Снежинский В.А., Чернов Б.С. Океанографические приборы. Л.: Гидрометеоиздат, 1975. 348 с.

53. Малов В.В. Пьезорезонансные датчики. М.: ЭнергоаТ.издат, 1989. 272 с.

54. Мурти Т.С. Сейсмические морские волны цунами / Пер. с англ. — Л.: Гидрометеоиздат, 1981. 447 с.

55. Некрасов A.B., Пясковский Р.В., Бухтеев В.Г. Исследование распространения и трансформации, волн цунами методомрасчета. Труды СахКНИИ, 1972, вып. 29, С. 107116.

56. Оперативный прогноз цунами на морских берегах Дальнего Востока России/ A.A. Поплавский, В.Н. Храмушин, Ю.П. Королев, К.И. Непоп. Южно-Сахалинск: ДВО РАН, 1997. 272 с.

57. О спектрально — временном анализе колебаний /A.B. Ландер, А.Л. Левшин, В.Ф. Писаренко, Г.А. Погребинский // Вычислительные и статистические методы интерпретации сейсмологических данных. — М., «Вычислительная сейсмология», 1973, Вып.6. С.З 27.

58. Пелиновский E.H. Гидродинамика волн цунами. Н.Новгород: ИПФ РАН, 1996. 275С.

59. Поплавский A.A., Куликов Е.А., Поплавская Л.Н. Методы и алгоритмы авТ.атизированного прогноза цунами. — М.: Наука, 1988. 128 с.

60. Рабинович А.Б. Длинные гравитационные волны в океане: захват, резонанс, излучение. — СПтб.: Гидрометеоиздат, 1993. 325 с.

61. Рабинович А.Б., Левянт A.C. Влияние сейшевых колебаний на формирование спектра длинных волн у побережья Южных Курил// Океанология. — 1992. Т.32. - №1. С. 29-38.

62. Райхлен Ф.' Резонанс гавани/ Пер.с англ.-В кн.: Гидродинамика береговой зоны и эстуариев. Л., 1970. С.114-166.

63. Саваренский Е.Ф., Тищенко В.Г., Святловский А.Е. и др. Бюллетень совета по сейсмологии.-№4.-цунами 4-5 ноября 1952 г.-М'.,1958.,С

64. Святловский А.Е., Силкин Б.И., Цунами неожиданным не будет. JL, Гидрометеоиздат, 1973. 123 с.

65. Северо-Курильское цунами 28 февраля 1973 г. / Л.С.Оскорбин, Л.Н.Поплавская, Л.С.Шумилина и др. //Теоретические и экспериментальные исследования по проблеме цунами.-М.: Наука, 1977. С.177-185.

66. Скрипник A.B. Штормовые нагоны как составляющая экстремальных уровней в дальневосточных акваториях // Теоретические и экспериментальные исследования длинноволновых процессов. Владивосток: ДВНЦ АН СССР, 1985. С.125-133.

67. Соловьев С.Л., Ферчев М.Д. Сводка данных о цунами в СССР. Бюлл.Совета по сейсмологии АН СССР, №9. Изд-во АН СССР, 1961.С.

68. Соловьев С.Л. Сообщение о научных исследованиях по проблеме цунами в СССР с 1967 по 1970 г. М.: Изд. АН СССР, Междуведомственное совещание по сейсмологии и землетрясениям, комиссии цунами, 1971, С.7.

69. Соловьев С.Л. Повторяемость землетрясений и цунами в Тихом океане. — Труды СахКНИИ, 1972, вып.29, С.7-47.

70. Соловьев С.Л., Го Ч.Н. Каталог цунами на западном побережье Тихого океана. М.: Наука, 1974. 310с.

71. Соловьев С.Л., Го Ч.Н. Каталог цунами на восточном побережье Тихого океана. М.: Наука, 1975. 204 с.

72. Соловьев С.Л. История и перспективы развития морской сейсмологии. М.: Наука, 1985. 152 с.

73. Соловьев С.Л., Куликов Е.А. О восстановлении параметров очага цунами из спектральных характеристик волн у берега // ФАО. 1987. - Т.23, вып.1. - С.91 — 98.

74. Стась И.И. Мареограф открытого моря. Тр. МГИ АН СССР. 1962. вып.26. С.70-73.

75. Стась И.И., Ишутин А.Г. К вопросу об исследовании длинных волн // Океанология. 1964. Т.29, №1. С.145-149.

76. Степанюк И.А. Океанологические измерители. Л.: Гидрометеоиздат, 1986. 270 С.

77. Стрекалов С.С., Дугинов Б.А. Метод расчета сейшевых колебаний, вызывающих явление «тягуна» в порту// Труды СоюзморНИИпроект. 1979. — Вып. 52. - С.84-92.

78. Утяков JI.JL, Шехватов Б.В., Донев B.C., Слабаков Х.Д. Береговая система телеметрии для океанологических исследований // Океанология. 1988. Т. 27, вып.1. С. 175-178.

79. Файн И.В. Расчет захваченных волн для района Курильской гряды // В сб.: Волновые процессы в северо-западной части Тихого океана.- Владивосток: ДВНЦ АН СССР, 1980. С.87-92.

80. Файн И.В. Частотные свойства Курильского шельфа. // Генерация цунами и выход волн на берег.-М., 1984. С.80-83.

81. Федотов С.А. Закономерности распределения сильных землетрясений Камчатки, Курильских островов и северо-восточной Японии // Труды Ин-та Физики Земли АН СССР. 1965. Т. 203. № 36. С. 66-93.

82. Федотов С.А. Долгосрочный сейсмический прогноз для Курило-Камчатской дуги. М.: Наука. 2005. 302 с.

83. Филатов Н.Т. Мареографы открытого моря: Сер. АвТ.атизация сбора и обработки гидрометеорологической информации. Обнинск: Изд-во ВНИГМИ-МЦД, 1978. 28 с.

84. Харви Р., Витусек М., Шинмото Д., Константинов Ф.И. Аппаратура, использованная в советско-американском рейсе // В сб.: Гидрофизические исследования океана. — Владивосток: ДВНЦ АН СССР, 1977. С.50-58.

85. Храмушин В.Н., Шевченко Г.В. Метод детального цунамирайонирования на примере побережья Анивского залива // Океанология. 1994. - Т.34, №2. С.218-223.

86. Шевченко Г.В., Ковалев П.Д., Богданов Г.С., Шишкин A.A., Лоскутов A.A., Чернов А.Г. Регистрация цунами у берегов Сахалина и Курильских островов, Вестник Дальневосточного отделения РАН, 2008, №6, С. 23-33.

87. Шевченко Г.В. Генерация длинных волн движущейся барической депрессией в океане со статистически неоднородным дном // Препринт СахКНИИ ДВНЦ АН СССР, Южно-Сахалинск. 1982. 9 с.

88. Шевченко Г.В. Вероятностные оценки риска морских наводнений в порту Корсакова // Цунами и сопутствующие явления. Южно-Сахалинск, 1997. С.91-105.

89. Шендерович И.М. Аппаратура для изучения волн цунами.-Л.:Гидрометеоиздат, 1977

90. Шендерович И.М: Регистраторы длинных океанских волн//Метеорология и гидрология.-1960.-№9.С.41 -44.

91. Шикотанское землетрясение 1994 г. Эпицентральные наблюдения и очаг землетрясения / П.А. Алексин, Ж.Я. Аптекман, С.С. Арефьев и др. — М.: ОИФЗ РАН, (ФССН: Информ. аналитич. бюл.; Спец.вып.). 1995. 136 С.

92. Шикотанское цунами 5 октября 1994 года/ Иващенко А.И., В.К.Гусяков, В.А.Джумагалиев и др.//Докл. РАН. 1996. - Т.348, №4. С.532-538.

93. Штокман В.Б., Кошляков М.,Н., Озмидов Р.В. и др. Длительные измерения изменчивости физических полей на океанских полигонах как новый этап исследования океана // Докл. АН СССР. 1969. Т. 186, № 5. С.1070-1074.

94. Шулейкин В.В. Физика моря. М.: Наука, 1968. 1083 с.109. • Щетников Н.А., Полетаев Е.И. Аляскинское цунами 28 марта 1964 г. у берегов СССР. -Южно-Сахалинск, 1969. 107 с.

95. Щетников Н.А. Северо-Курильское цунами 28 февраля 1973 г//Теоретические и экспериментальные исследования по проблеме цунами. -М.: Наука, 1977. С. 172-176.

96. Щетников Н.А. Цунами, вызванное Монеронским землетрясением 1971 г. // Изучение цунами в открыТ. океане. -М.: Наука, 1978. С.139-144.

97. Щетников Н.А. Цунами на побережье Сахалина и Курильских островов по мареографным данным 1952-1968 гг. Владивосток: ДВО АН*СССР, 1990. - 165 С.

98. ЯрошеняР.А. Исследование волн цунами методом спектрального анализа. — Труды ДВНИГМИ, 1975, вып. 50, С.83-92.

99. Ярошеня Р.А. Исследование собственных колебаний уровня бухт Курило-Камчатского побережья // Теоретические и экспериментальные исследования по проблеме цунами. М., 1977. С.153-164.

100. Ястребов B.C. Методы и технические средства океанологии. Л.:Гидрометеоиздат, 1986. 271 с.

101. Bercman S.C., Symons J.M. The Tsunami of May 22, 1960 as recorded at tide stations / U.S.Deparment of commerce. Coast and geodetic survey. Washington 25, D.C., 1960. - T8, B3.79 p.

102. Bernard E.N., Milburn H.B. Long-wave observations near the Galapagos Islands // J. Geophys.Res. 1985.Vol.90, N C2.P.3361-3366.

103. Bernard E.N. The U.S. National Tsunami Hazard Mitigation Programm Summary. Papers and Abstracts from U.S. National Tsunami Hazard Mitigation< Program Review and: International Tsunami Symposium, Cartagena, Colombia, October 5-6, 2001, P. 21-27.

104. Bernard E.N. Tsunami: Reduction of impacts through three key actions (TROIKA), Papers and Abstracts from U.S. National Tsunami Hazard Mitigation Program Review and International Tsunami Symposium, Cartagena, Colombia, October 5-6, 2001, P.247-262.

105. Christensen D.H., Ruff L.J. // Geophys. Res. Letters. 1983. V. 10. P. 697-700.

106. Communication Plan for the Tsunami Warning System, USA, NOAA, 12th edition, 1996

107. Crawford G.L. Tsunami inundation preparedness in coastal communities, Papers and Abstracts from U.S. National Tsunami Hazard Mitigation Program Review and International Tsunami Symposium, Cartagena, Colombia, October 5-6, 2001, P. 213-219.

108. Curtis G.D. A multi-sensor research program to improve tsunami forecasting, Papers and Abstracts from U.S. National Tsunami Hazard Mitigation Program Review and International Tsunami Symposium, Cartagena, Colombia, October 5-6, 2001, P.579-588.

109. Developing Tsunami-Resilient Communities. The National Tsunami Hazard Mitigation Program//Reprinted from Natural Hazards, Volume 35(1), 2005, 184 P.

110. Earthquake Center, USGS. // http://earthquake.usgs.gov/eqcenter/; ftp://hazards.cr.usgs.gov/.

111. Eble M.C., et all. Acquisition and quality assurance of DART data, Papers and Abstracts from U.S. National Tsunami Hazard Mitigation Program Review and International Tsunami Symposium, Cartagena, Colombia, October 5-6, 2001, P. 625-632.

112. Fine I.V., Rabinovich A.B., Thomson R.E., Bornhold B.D., Kulikov E.A. The Grand Banks landslide-generated tsunami of November 18, 1929, preliminary analysis and numerical study // Marine Geology. 2005. V. 215. P. 45-57.

113. Finnimore T. National report New Zealand, Proceedings of International Workshop on Tsunami Disaster Mitigation. Japan Meteorological Agency , Science and Technology Agency, 19-22 January 1998, Tokyo, Japan, P.53-68

114. Frinell-Hanrahan K. Creating a tsunami-ready community, Papers and Abstracts from U.S. National Tsunami Hazard Mitigation Program Review and International Tsunami Symposium, Cartagena, Colombia, October 5-6, 2001, P. 173.

115. Fujii Y., Satake K. Tsunami sources of November 2006 and January 2007 Great Kuril earthquakes // Bull. Seism. Soc. Amer. 2008. V. 98 (in press)

116. Global CMT Web Page // http://www.globalcmt.org/.

117. Gonsalez F.I. The NTHMP Inundation mapping program, Papers and Abstracts from U.S. National Tsunami Hazard Mitigation Program Review and International Tsunami Symposium, Cartagena, Colombia, October 5-6, 2001, P.29-54.

118. Hagemeyer R. Develop state/NOAA coordination and technical support, Papers and Abstracts from U.S. National Tsunami Hazard Mitigation Program Review and International Tsunami Symposium, Cartagena, Colombia, October 5-6, 2001, P. 161-171.

119. Handbook for tsunami forecast in the Japan sea, The Japan Meteorological Agency, January, 2001, 22p.

120. Hanson J.A. Reasoner C.L., Bowman J.R. High-frequency tsunami signals of the Great Indonesian Earthquakes of 26 December 2004 and 28 March 2005 // Bull. Seism. Soc. Amer. 2007. V. 97. No 1A. P. S232-S248.

121. Hatori T., Takahasi R. On the Iturup tsunami of Oct.13, 1963, as observed along the coast of Japan // Bulletin of the Eartquake Institute/ 1971. - Vol.46. P.543 - 554.

122. Hatori T. Study on distant tsunamis along the coast of Japan. Part II. Tsunamis of and South American origin // Bulletin of the Earthquake Institute. 1968. - Vol.46. P.345 - 359.

123. Hatori T. Tsunami source in Xokkaido and Southern American origin // Bulletin of the Earthquake Institute/ 1971. - Vol. 49. P.63 - 75.

124. Hagemeyer R. Tsunami hazard mitigation in the U.S., Proceedings of International Workshop on Tsunami Disaster Mitigation. Japan Meteorological Agency , Science and Technology Agency, 19-22 January 1998, Tokyo, Japan, P.7-14

125. Imamura F. Review of tsunami simulation with a finite difference method. In Long-Wave Runup Models, edited by H. Yeh, P. Liu, and C. Synolakis. World Scientific, River Edge, NJ. 1995. P.43-87.

126. Ivelskaya Tatiana. Computional experiment for the operative warning system of the Sakhalin and Kuril islands // International Conference on Tsunamis, Abstracts, Paris, France, May 26 to 28, 1998, P.52.

127. Ivelskaya T.N. Computational experiments for simulation of tsunami effects near south Kuril1 Islands // Humanity and the World Ocean: Interdependence at the Dawn of the New Millennium: Sympos. Paeon 99, Abstracts . Moscow June 23-25, 1999, P. 108

128. Ivelskaya Tatyana, Shevchenko George. Spectral analysis of Chile 1960 tsunami records: comparison of nearby and distant stations. International Workshop, Tsunami Risk Assessment

129. Beyond 2000: Thery, Practice and Plans, in memory of Professor Sergey L.Soloviev, June 1416, 2000 : Abstracts.- Moscow, Russia- P.36, 49.

130. Ivelskaya T., Shevchenko G. Spectral analysis of Chile 1960 tsunami records: comparison of nearby and distant stations// Tsunami Risk Assessment Beyond 2000: Theory, Practice and Plans. Tsunami Risk Workshop. Moscow, 2000. P.36.

131. Kato T., et all. A new tsunami monitoring system using RTK-GPS, Papers and Abstracts from U.S. National Tsunami Hazard Mitigation Program Review and International Tsunami Symposium, Cartagena, Colombia, October 5-6, 2001, P. 645-651.

132. Kim S-J. Country report on the Republic of Korea, Proceedings of International Workshop on Tsunami Disaster Mitigation. Japan Meteorological Agency , Science and Technology Agency, 19-22 January 1998, Tokyo, Japan, P. 19-21

133. Kovalev P.D., Rabinovich A.B., Shevchenko G.V. Investigation of long waves in the tsunami frequency band on the southwestern shelf of Kamchatka// Natural Hazards. — 1991. — Vol.4.-N2/3.P.141-159.

134. Kowalik Z., Horillo J., Knight W., Logan T. The Kuril Islands tsunami of November 2006: Part I: Impact at Crescent City by distant scattering // J. Geophys. Res. 2008. V. 113

135. Lobkovsky L.I., Rabinovich A.B., Thomson R.E., Fine I.V., Kulikov E.A, Ivaschenko A.I.and Ivelskaya T.N. The Central Kuril Earthquakes and Tsunamis of 15 November 2006 and 13 January 2007: Two Predicted Events. 2nd Alexander von Humboldt International

136. Conference on The Role of Geophysics in Natural Disaster Prevention, Lima, Peru, 05 09 March 2007.

137. Master Plan for Tsunami Warning System in the Pacific. IOC/INF-1124, second edition, Paris, 1999. 34p.

138. McCann W.R., Nishenko S.P., Sykes L.R., Krause J. // Pure Appl. Geophys. 1979. V. 117. P. 1082-1147.

139. Miller G/R. Relative spectra of tsunamis // Rep.NOAA JTRE - 73. - Honolulu: University of Hawaii, 1972. 7p.

140. Miller G.R., Münk W.H., Snodgrass F.E. Long-period waves over California's bordreland. Part II. Tsunamis // J.Marine Research. 1962. - Vol.20, № 1. P.31-41.

141. Münk W.H. Long ocean waves // The sea: Ideas and observations in progress in study of the sea. New-York: J. Wiley, 1962. Ch.l.P.647-663

142. Münk W.H., Iglesias H.V., Folson T.R. An instrument for recording ultra-low-frequency ocean waves//Rev. Sei. Instr.-1948.-Vol.19.-N.10. P.654-658.

143. Murty T.S. Storm surges. Meteorological ocean tides. Ottawa: Department of fisheries and oceans, 1984. 897p.

144. Nagai T. Observation of tsunami by offshore wave gauges and tide gauges, Proceedings of International Workshop on Tsunami Disaster Mitigation. Japan Meteorological Agency , Science and Technology Agency, 19-22 January 1998, Tokyo, Japan, P. 130-131.

145. Nishenko S.P. Circum-Pacific seismic potential 1989-1999 // Pure Appl. Geophys. 1991. V. 135. P. 169-259.

146. Okada Y. // Bull. Seismol. Soc. America. 1985. V. 75. P. 1135-1154.

147. Oh I.S., Rabinovich A.B. Manifestation of Hokkaido Southwest (Okushiri) tsunami, 12 July 1993 at the coast of Korea: 1.Statistical characteristics, spectralanalysis, and energy decay // Sei. Tsunami Hazards. 1994. Y.12. N 2. P.93-116.

148. Olavere E.A. Country report on the tsunami activity in the Philippines, Proceedings of International Workshop on Tsunami Disaster Mitigation. Japan Meteorological Agency , Science and Technology Agency, 19-22 January 1998, Tokyo, Japan, P.29-41

149. Rabinovich A.B., Shevchenko G.V., and Sokolova S.E. An estimation of extreme sea levels in the northern part of the Sea of Japan// Franco Japanese oceanographical society, Tokyo/ La mer. - 1992. - Vol. 30. P. 179 - 190.

150. Rabinovich A.B. Spectral analysis of tsunami waves: separation of source and topography effects //Journal of Geophysical Research. 1997. - Vol.102, № C6. P. 12663 - 12676.

151. Rabinovich A.B., Djumagaliev V.A., Fine I.V., Kulikov Ye. A. Analysis of weak tsunamis in the region of Kuril Islands and resonance influence of topography //Proceedings IUGG/IOC International Tsunami Symposium, Wakayama, Japan, 1993. P.95-105.

152. Rabinovich A.B., Lobkovsky L.I., Fine I.V., Thomson R.E., Ivelskaya T.N., and Kulikov E.A., Near-source observations and modeling of the Kuril Islands tsunamis of 15 November 2006 and 13 January 2007, Advances in Geosciences, 2008, 14 (1), 105-116.

153. Rabinovich A., Shevchenko G., Ivelskaya T. Spectral and statistical analysis of the far-field and near-field records of the 1960 Chile tsunami. Papers and Abstracts from U.S. National

154. Tsunami Hazard Mitigation Program Review and International Tsunami Symposium, Cartagena, Colombia, October 5-6, 2001, P.619.

155. Rabinovich A.B., Monserrat S. Generation of meteorological tsunamis (large amplitude seiches) near the Balearic and Kuril Islands //Natural Hazards. 1998. V. 18. No 1. P. 27-55.

156. Satake K., Okada M., Abe K. Tide gauge response to tsunamis:Measurements at 40 tide gauge stations in Japan//J.Mar. Res.- 1988.-Vol.46.P.557-571.

157. Savada Y. National tsunami warning system of Japan, Proceedings of International Workshop on Tsunami Disaster Mitigation. Japan Meteorological Agency , Science and Technology Agency, 19-22 January 1998, Tokyo, Japan, P.49-52

158. Shevchenko G.V., Kato A. Sea level variations in the southern part of Okhotsk Sea // 7th Intern. Symp. on Okhotsk Sea & Sea Ice: Abstracts. Mombetsu, Hokkaido, Japan. - 1992. P. 326 -328.

159. Shipley A.M. On measuring long waves with tide gauge//Deut.Hydr.Zeit.-1963.-Bd.l6.-S.136-140.

160. Shuto N. Present status of the tsunami numerical simulation, Proceedings of International Workshop on Tsunami Disaster Mitigation. Japan Meteorological Agency , Science and Technology Agency, 19-22 January 1998, Tokyo, Japan, P.5-6.

161. Snograss F.E., Munk W.H.,Tucker M.J. Offshore recording of low-frequency ocean waves // Trans.Amer.Geophys.Un. 1958.Vol.39, N l.P.l 14-120

162. Smith W.H.F., Sandwell D.T. Global sea floor topography from satellite altimetry and ship depth soundings // Science. 1997. V. 277. No. 5334. P. 1956-1962.

163. Sokolowski T. The U.S. West Coast and Alaska Tsunami Warning Center, Papers and Abstracts from U.S. National Tsunami Hazard Mitigation Program Review and International Tsunami Symposium, Cartagena, Colombia, October 5-6, 2001, P. 229-234.

164. Stein S., Okal E.A. Speed and size of the Sumatra earthquake // Nature. 2005. V. 434. P. 581-582.

165. Takahasi R., Hatori T. A summari report on the Chilean tsunami of May 1960 // Report on the Chilean tsunami / Field investigation committee for Chilean tsunami. -Tokio, 1961. P. 2334.

166. Takahasi R., Hirano K., Aida I.,Hatori T., Shimizu S. Observations at Miyagi-Enoshima Tsunami Observatory during IGY period//Bull. Earth.Res.Inst.-l96l.-Vol.-39.-Pt.3.-P.491-521.

167. Tanioka Y., Hasegawa Y., Kuwayama T. Tsunami waveform analyses of the 2006 underthrust and 2007 outer-rise Kurile earthquakes // Advances in Geosciences. 2007. V. 34.

168. Titov V.V., Rabinovich A.B. Mofjeld H. et al. The global reach of the 26 December 2004 Sumatra tsunami // Science. 2005. V. 309. P. 2045-2048.

169. Uslu B., Borrero J.C., Dengler L.A., Synolakis C.E. Tsunami inundation at Crescent City, California generated by earthquakes along the Cascadia Subduction Zone // Geophys. Res. Lett. 2007. V. 34. L20601. doi:10.1029/2007GL030188.

170. Van Dorn W.G. A portable tsunami recorder//Trans. Amer. Geophys. Union.-1956.-Vol.37.-P.27-30.

171. Van Dorn W.G. A new long-period wave recorder//J. Geophys. Res.-1960.-Vol.65.-N 11.-P.1007-1012.

172. Zielinski A., Saxena N.K. Tsunami detectability using open-ocean bottom pressure fluctuations. IEEE J. Ocean. Eng., 1983, vol. 8, No.4.

Информация о работе

Ивельская, Татьяна Николаевна
кандидата физико-математических наук
Южно-Сахалинск, 2009
ВАК 25.00.29

Диссертация

Физические особенности формирования волн цунами в зоне Курильской гряды и проблема оперативного прогноза цунами - тема диссертации по наукам о земле, скачайте бесплатно

Автореферат

Похожие работы