ФГОУ «Московский кадетский корпус «Пансион воспитанниц Министерства обороны РФ» I научно-практическая конференция « Шаг в будущее» ЦУНАМИ Автор: Барсукова Татьяна, воспитанница 7 «В» класса Научный руководитель: преподаватель физики Хохлова О.Н. Москва 2009 г.

Почему я выбрала для работы эту тему. На протяжении всего своего исторического существования человечеству приходилось сталкиваться с физическими явлениями природы. Изучение этих явлений было жизненно необходимо на Земле. Наша планета была для человека как колыбелью зарождения, источником поддержания и развития, так и постоянным источником опасностей, которые не один десяток раз приносили беды и катастрофы. Поэтому, чтобы выжить в данных природой условиях человечеству приходилось изучать эти физические явления и адаптироваться к ним. Поэтому, чтобы выжить в данных природой условиях человечеству приходилось изучать эти физические явления и адаптироваться к ним. Одним из таких физических явлений было и есть цунами. Наша Земля на две трети своей поверхности покрыта водой. Вследствие этого людям пришлось изучать водную стихию и ее характер. Основной чертой этого характера является наличие волн и природы их возникновения. Описывая и изучая состояния водной поверхности, человек принимал это во внимание в процессе своей жизнедеятельности. Но, не смотря на это, мы можем с полной уверенностью сказать, что явления связанные с водой и ее поведением до сих пор в полной мере не изучены. И подтверждением этому являются факты и хронология приведенная ниже. Одним из таких физических явлений было и есть цунами. Наша Земля на две трети своей поверхности покрыта водой. Вследствие этого людям пришлось изучать водную стихию и ее характер. Основной чертой этого характера является наличие волн и природы их возникновения. Описывая и изучая состояния водной поверхности, человек принимал это во внимание в процессе своей жизнедеятельности. Но, не смотря на это, мы можем с полной уверенностью сказать, что явления связанные с водой и ее поведением до сих пор в полной мере не изучены. И подтверждением этому являются факты и хронология приведенная ниже.

Термин. Цунами-это общепринятый международный научный термин, происходит от японского слова, которое обозначает «большая волна, заливающая бухту».Точное определение цунами звучит так- это длинные волны катастрофического характера, возникающие главным образом в результате тектонических подвижек на дне океана. Цунами-это общепринятый международный научный термин, происходит от японского слова, которое обозначает «большая волна, заливающая бухту».Точное определение цунами звучит так- это длинные волны катастрофического характера, возникающие главным образом в результате тектонических подвижек на дне океана.

Цунами как физическое явление. Цунами - японское слово, означающее волну в гавани. Теперь оно применяется для обозначения гравитационных волн на поверхности воды, вызванных главным образом землетрясениями или явлениями,Связанными с ними(например, оползнем), а также взрывами вулканических островов или ядерных устройств. Цунами - японское слово, означающее волну в гавани. Теперь оно применяется для обозначения гравитационных волн на поверхности воды, вызванных главным образом землетрясениями или явлениями,Связанными с ними(например, оползнем), а также взрывами вулканических островов или ядерных устройств.

Прежде эти волны назывались приливными(tidal waves),но это неверно, так как цунами не связаны с приливами. Другой широко распространенный термин»морские сейсмические волны» не включает волны естественных и искусственных взрывов.Здесь можно пользоваться определением Ван Дорна:»Цунами-это японское название системы гравитационных волн, возникающих в море вследствиекрупон масштабных непродолжительных возмущений свободной поверхности».Этим определением исключаются штормовые нагоны (ветровые приливы) и связанные с ними сейши. Прежде эти волны назывались приливными(tidal waves),но это неверно, так как цунами не связаны с приливами. Другой широко распространенный термин»морские сейсмические волны» не включает волны естественных и искусственных взрывов.Здесь можно пользоваться определением Ван Дорна:»Цунами-это японское название системы гравитационных волн, возникающих в море вследствиекрупон масштабных непродолжительных возмущений свободной поверхности».Этим определением исключаются штормовые нагоны (ветровые приливы) и связанные с ними сейши.

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

На рисунке представлены области проявления цунами и распределение эпицентров крупнейших землетрясений. На рисунке представлены области проявления цунами и распределение эпицентров крупнейших землетрясений.

Причины возникновения цунами Тектонические процессы Оползни Вулканические извержения Деятельность человека Падение е космического объекта

1)Тектонические процессы. 1)Тектонические процессы. Это основная, являющаяся самой частой, причина возникновения цунами. Это основная, являющаяся самой частой, причина возникновения цунами. Тектонические процессы, протекающие в глубинах земли, вызывают появление разрывов в толще горных пород.Такие разрывы происходят, как правило,внезапно и сопровождаются землетрясениями.При разрывах которые дают сбросы,надвиги и сдвиги, образуются смещения горных пород на поверхности земли, и соседние участки перемещаются по ним, причем иногда на десятки метров. Тектонические процессы, протекающие в глубинах земли, вызывают появление разрывов в толще горных пород.Такие разрывы происходят, как правило,внезапно и сопровождаются землетрясениями.При разрывах которые дают сбросы,надвиги и сдвиги, образуются смещения горных пород на поверхности земли, и соседние участки перемещаются по ним, причем иногда на десятки метров.

Если подобные смещения происходят на дне океана, то, как в толще воды, так и на ее поверхности возбуждается волна, с большой скоростью распространяются во все стороны от места возникновения. Если подобные смещения происходят на дне океана, то, как в толще воды, так и на ее поверхности возбуждается волна, с большой скоростью распространяются во все стороны от места возникновения. Схема возникновения волн цунами при смещении участка морского дна и при подводном извержении В результате землетрясения 1 сентября 1923 г. В заливе Сагами(Япония) на площади ок. 150 кв. км одна часть дна резко поднялась(до глубины 230 м), а другая часть этой этой площади опустилась(до глубины 400 м).При этом в воде возникла высокая волна, ибо количество воды, вытесненной при поднятии, достигало, по вычислениям академика В.В. Шулейкина,22,6 куб. км.Част этой волны ушла в океан, а часть накатилась на берег в виде цунами. Высота волны на берегу достигала 10 м, но цифра эта сильно менялась в зависимости рельефа побережья и глубин океана. В результате землетрясения 1 сентября 1923 г. В заливе Сагами(Япония) на площади ок. 150 кв. км одна часть дна резко поднялась(до глубины 230 м), а другая часть этой этой площади опустилась(до глубины 400 м).При этом в воде возникла высокая волна, ибо количество воды, вытесненной при поднятии, достигало, по вычислениям академика В.В. Шулейкина,22,6 куб. км.Част этой волны ушла в океан, а часть накатилась на берег в виде цунами. Высота волны на берегу достигала 10 м, но цифра эта сильно менялась в зависимости рельефа побережья и глубин океана. Эта причина была одной из самых главных в большинстве случаев природных явлений цунами. Эта причина была одной из самых главных в большинстве случаев природных явлений цунами.

2)оползни. Причиной возникновения цунами может быть оползень. Цунами такого типа возникают довольно редко.9 июля 1958 года в результате землетрясения на Аляске в бухте Литуйя возник оползень. Масса льда и земных пород обрушилась с высоты 900 м.Виду относительной малости бухты(длина ок.11 км, максимальная глубина 200 м) обвал вызвал всплеск высотой 520 м.Волна высотой до 60 м опустошила берег. Подобного рода случаи весьма редки и, конечно, не рассматриваются в качестве эталона. Причиной возникновения цунами может быть оползень. Цунами такого типа возникают довольно редко.9 июля 1958 года в результате землетрясения на Аляске в бухте Литуйя возник оползень. Масса льда и земных пород обрушилась с высоты 900 м.Виду относительной малости бухты(длина ок.11 км, максимальная глубина 200 м) обвал вызвал всплеск высотой 520 м.Волна высотой до 60 м опустошила берег. Подобного рода случаи весьма редки и, конечно, не рассматриваются в качестве эталона.

3)Вулканические извержения. Другим источником цунами могут служить вулканические извержения. Крупные подводные извержения обладают таким же эффектом, что и землетрясения. При сильных вулканических взрывах образуются кальдеры, которые моментально заполняются водой, в результате чего возникает длинная и невысокая волна. Классический пример – цунами, образовавшееся после извержения Кракатау в 1883 году, находящийся в Зондском проливе Индонезийского архипелага. Во время его взрыва кроме массы пепла и сильнейшего землетрясения, зародилась волна высотой м. В течение нескольких минут все поселки, расположенные на низких берегах западной части Явы и юга Суматры, были смыты в море, погибло человек. Со скоростью 556 километров в час волны цунами прокатились через Индийский океан и Тихий океаны, достигнув берегов Африки, Австралии и Америки. Даже в Атлантическом океане, несмотря на его изолированность и удаленность, в некоторых местах (Панама, Франция) отмечался подъем воды.

4)Деятельность человека. В наш век атомной энергии у человека в руках появилось средство вызывать по своему произволу сотрясения, раньше доступные лишь природе. В 1946 году США произвели в морской лагуне глубиной 60 м подводный атомный взрыв с тротиловым эквивалентом 20 тыс. тонн. Возникшая при этом волна на расстоянии 300 м от взрыва поднялась на высоту 28,6 м, а в 6,5 км от эпицентра еще достигала 1,8 м. Эксперименты дали возможность установить, какой именно гребень бывает наибольшим, а какой - наименьшим. В наш век атомной энергии у человека в руках появилось средство вызывать по своему произволу сотрясения, раньше доступные лишь природе. В 1946 году США произвели в морской лагуне глубиной 60 м подводный атомный взрыв с тротиловым эквивалентом 20 тыс. тонн. Возникшая при этом волна на расстоянии 300 м от взрыва поднялась на высоту 28,6 м, а в 6,5 км от эпицентра еще достигала 1,8 м. Эксперименты дали возможность установить, какой именно гребень бывает наибольшим, а какой - наименьшим.

5)Падения космического объекта. Наконец, еще один возможный источник цунами - падение в мировой океан космических объектов. Этот сценарий пока ограничивается исключительно компьютерными моделями, т. к. каких-либо исторических свидетельств подобных событий, к счастью, не зафиксировано. По мнению ученых, такие космические визиты происходят не чаще одного раза в 100 тыс. лет, причем за последние 200 тыс. лет этого не случилось ни разу. Тем не менее, в краткосрочном геологическом будущем вероятность космического удара не так уж и мала - по некоторым оценкам, около 1%. Согласно расчетам, падение в океан сравнительно небольшого астероида диаметром метров сгенерирует цунами, многократно превосходящее все до сих пор известные. Наконец, еще один возможный источник цунами - падение в мировой океан космических объектов. Этот сценарий пока ограничивается исключительно компьютерными моделями, т. к. каких-либо исторических свидетельств подобных событий, к счастью, не зафиксировано. По мнению ученых, такие космические визиты происходят не чаще одного раза в 100 тыс. лет, причем за последние 200 тыс. лет этого не случилось ни разу. Тем не менее, в краткосрочном геологическом будущем вероятность космического удара не так уж и мала - по некоторым оценкам, около 1%. Согласно расчетам, падение в океан сравнительно небольшого астероида диаметром метров сгенерирует цунами, многократно превосходящее все до сих пор известные.

В соответствии с общей классификацией волн цунами относятся к длинным волнам. Длина их достигает несколько сотен километров, амплитуда над глубокой частью океана обычно порядка одного метра. Поэтому их трудно обнаружить с воздуха или с корабля. В районе Тихоокеанского побережья Камчатки наблюдались цунами с длиной волны, равной км. Притом, чем больше расстояние, отделяющее место землетрясения от этого побережья, тем больше длина цунами, хотя прямой пропорциональности здесь и нет. Чем дальше находится место землетрясения, тем больше будет промежуток времени между приходом цунами, следующих друг за другом. В районе Тихоокеанского побережья Камчатки наблюдались цунами с длиной волны, равной км. Притом, чем больше расстояние, отделяющее место землетрясения от этого побережья, тем больше длина цунами, хотя прямой пропорциональности здесь и нет. Чем дальше находится место землетрясения, тем больше будет промежуток времени между приходом цунами, следующих друг за другом. Рис.5. Схема образования цунами (источник Рис.5. Схема образования цунами (источник Скорость распространения цунами, вообще говоря, очень велика и увеличивается с увеличением глубины океана. В месте зарождения (на больших глубинах) цунами, образовавшееся в результате землетрясения, представляет собой поперечную волну ничтожно малой высоты, распространяющуюся со скоростью, которая не может быть, видимо, даже измерена с достаточной степенью достоверности, так как глубина океана велика, а приращение (положительное или отрицательное) этой глубины в результате цунами чрезвычайно мало, тем более что длина определяется сотнями километров. Скорость распространения цунами, вообще говоря, очень велика и увеличивается с увеличением глубины океана. В месте зарождения (на больших глубинах) цунами, образовавшееся в результате землетрясения, представляет собой поперечную волну ничтожно малой высоты, распространяющуюся со скоростью, которая не может быть, видимо, даже измерена с достаточной степенью достоверности, так как глубина океана велика, а приращение (положительное или отрицательное) этой глубины в результате цунами чрезвычайно мало, тем более что длина определяется сотнями километров.

Для сравнения рассмотрим характеристики ветровых волн и волн цунами предоставленных на рисунке. Для сравнения рассмотрим характеристики ветровых волн и волн цунами предоставленных на рисунке. ОСНОВНЫЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ ВЕТРОВЫХ ВОЛН И ВОЛН ЦУНАМИ Параметры Ветровые волны Цунами Скорость распространения до 100 км/час до 1000 км/час Длина волны до 0,5 км до 1000 км Период до 20 секунд до 2,5 часов Глубина проникновения до 300 м до самого дна Высота волны в открытом море до 30 м до 2 м Высота волны у побережья до 40 м до 70 м Из таблицы видно, что на глубине волны цунами длинные и пологие, поэтому в море они не страшны.

Высота цунами и, следовательно, их воздействие на берег, помимо зависимости от скорости, зависят также от рельефа дна океана в прибрежной его части и от конфигурации и рельефа побережья. Достигнув континентального шельфа, волны цунами замедляют свое движение, а их высота возрастает. Подход цунами к берегу иногда сопровождается отливом, которому могут предшествовать короткопериодные колебания уровня воды малой амплитуды, называемые предвестниками. Достигнув континентального шельфа, волны цунами замедляют свое движение, а их высота возрастает. Подход цунами к берегу иногда сопровождается отливом, которому могут предшествовать короткопериодные колебания уровня воды малой амплитуды, называемые предвестниками.

Предсказание и оценка степени проявления цунами. Мероприятия, проводимые для снижения уровня последствий, наносимых этим явлением. Предсказание и оценка степени проявления цунами. Мероприятия, проводимые для снижения уровня последствий, наносимых этим явлением. У нас в России еще в конце 50-х - начале 60-х годов прошлого века на Дальнем Востоке создана служба предупреждения цунами, охватывающая Камчатку, Курильские острова, Сахалин и Приморье. На Гавайских островах, не раз подвергавшихся воздействию цунами, существует Центр предупреждения имени Ричарда Хагимайера. Сейчас и в Индийском океане, вблизи Индонезии, предполагается организовать сеть наблюдений, а в дальнейшем есть намерения сделать глобальную сеть предупреждений о цунами и оснастить ее новейшими сейсмографами, специальными датчиками и бакенами, на которых будет размещена регистрирующая аппаратура, и все это объединить спутниковой системой. У нас в России еще в конце 50-х - начале 60-х годов прошлого века на Дальнем Востоке создана служба предупреждения цунами, охватывающая Камчатку, Курильские острова, Сахалин и Приморье. На Гавайских островах, не раз подвергавшихся воздействию цунами, существует Центр предупреждения имени Ричарда Хагимайера. Сейчас и в Индийском океане, вблизи Индонезии, предполагается организовать сеть наблюдений, а в дальнейшем есть намерения сделать глобальную сеть предупреждений о цунами и оснастить ее новейшими сейсмографами, специальными датчиками и бакенами, на которых будет размещена регистрирующая аппаратура, и все это объединить спутниковой системой. На современном этапе развития науки не представляется возможным точно предсказывать время и место возникновения землетрясения, но после того как оно произошло, возможность возникновения цунами в том или ином пункте можно предвычислить. На современном этапе развития науки не представляется возможным точно предсказывать время и место возникновения землетрясения, но после того как оно произошло, возможность возникновения цунами в том или ином пункте можно предвычислить. За период гг. на Сахалине и Курилах было зарегистрировано 42 случая цунами, 34 из них возникли в ближней зоне (Курило-Камчатский глубоководный желоб, Японское и Охотское моря) и 8 тревог по цунами возникшим в отдаленных районах Тихого океана. За период гг. на Сахалине и Курилах было зарегистрировано 42 случая цунами, 34 из них возникли в ближней зоне (Курило-Камчатский глубоководный желоб, Японское и Охотское моря) и 8 тревог по цунами возникшим в отдаленных районах Тихого океана.

Шкала интенсивности цунами Подобно тому, как имеется шкала интенсивности землетрясений, существует и шкала интенсивности цунами Подобно тому, как имеется шкала интенсивности землетрясений, существует и шкала интенсивности цунами I - цунами очень слабое, волна отмечается лишь мареографами. I - цунами очень слабое, волна отмечается лишь мареографами. II - cлабое цунами, может затопить плоское побережье. II - cлабое цунами, может затопить плоское побережье. III - цунами средней силы. Плоские побережья затоплены, легкие суда могут быть выброшены на берег. В воронкообразных устьях рек течение может временно меняться на обратное. Портовые сооружения подвергаются небольшому ущербу. III - цунами средней силы. Плоские побережья затоплены, легкие суда могут быть выброшены на берег. В воронкообразных устьях рек течение может временно меняться на обратное. Портовые сооружения подвергаются небольшому ущербу. IV - сильное цунами, побережье затоплено, прибрежные постройки и сооружения повреждены. Крупные парусные суда и небольшие моторные выброшены на сушу, а затем снова смыты в море. Берега засорены обломками и мусором. IV - сильное цунами, побережье затоплено, прибрежные постройки и сооружения повреждены. Крупные парусные суда и небольшие моторные выброшены на сушу, а затем снова смыты в море. Берега засорены обломками и мусором. V - очень сильное цунами, приморские территории затоплены. Волноломы и молы сильно повреждены. И более крупные суда выброшены на берег. Ущерб велик и во внутренних частях побережья. В устьях рек высокие штормовые нагоны. Человеческие жертвы. V - очень сильное цунами, приморские территории затоплены. Волноломы и молы сильно повреждены. И более крупные суда выброшены на берег. Ущерб велик и во внутренних частях побережья. В устьях рек высокие штормовые нагоны. Человеческие жертвы. VI - катастрофическое цунами, полное опустошение побережья и приморских территорий. Суша затоплена на значительное пространство в глубь от берега моря. Самые крупные суда повреждены. Много жертв. VI - катастрофическое цунами, полное опустошение побережья и приморских территорий. Суша затоплена на значительное пространство в глубь от берега моря. Самые крупные суда повреждены. Много жертв.

Требования безопасности, которые необходимо соблюдать при цунами. 1. Большинство цунами вызывается землетрясениями. К потенциально опасным относятся пониженные участки вдоль берегов, в заливах и бухтах с высотой менее 15 м над уровнем моря. 1. Большинство цунами вызывается землетрясениями. К потенциально опасным относятся пониженные участки вдоль берегов, в заливах и бухтах с высотой менее 15 м над уровнем моря. 2. Цунами - не единичная волна, а серия из нескольких волн. Следовательно, оставайтесь вдали от опасной зоны, пока не пройдут все волны или пока не последует сигнал отбоя тревоги. 2. Цунами - не единичная волна, а серия из нескольких волн. Следовательно, оставайтесь вдали от опасной зоны, пока не пройдут все волны или пока не последует сигнал отбоя тревоги. 3. Будьте внимательны к предупреждениям о цунами при удаленных землетрясениях. 3. Будьте внимательны к предупреждениям о цунами при удаленных землетрясениях. 4. Любое землетрясение, происшедшее в море у берега, может вызвать местное цунами. Если вы ощутили такое землетрясение немедленно покиньте берег. 4. Любое землетрясение, происшедшее в море у берега, может вызвать местное цунами. Если вы ощутили такое землетрясение немедленно покиньте берег. 5. О приближении цунами может возвестить заметный подъем или спад уровня моря вдоль береговой линии. 5. О приближении цунами может возвестить заметный подъем или спад уровня моря вдоль береговой линии. 6. Никогда не спускайтесь к морю, чтобы посмотреть на обнажившееся при цунами дно или посмотреть на цунами. 6. Никогда не спускайтесь к морю, чтобы посмотреть на обнажившееся при цунами дно или посмотреть на цунами. 7. При первых признаках цунами, упомянутых выше, следует быстро и организованно покинуть побережье и укрыться в местах, высота которых над уровнем моря составляет не менее м. 7. При первых признаках цунами, упомянутых выше, следует быстро и организованно покинуть побережье и укрыться в местах, высота которых над уровнем моря составляет не менее м. 8. Судам, находящимся в прибрежных водах или стоящим на якоре на открытом рейде или в бухте с широким входом, а тем более у причала, при угрозе цунами следует срочно уйти в океан за 50-метровую изобату. 8. Судам, находящимся в прибрежных водах или стоящим на якоре на открытом рейде или в бухте с широким входом, а тем более у причала, при угрозе цунами следует срочно уйти в океан за 50-метровую изобату. 9. Если в продолжении одного-двух часов после сильного землетрясения море вообще так и не начало отступать от берега и волны цунами не появились, значит угроза миновала. 9. Если в продолжении одного-двух часов после сильного землетрясения море вообще так и не начало отступать от берега и волны цунами не появились, значит угроза миновала. ПОМНИТЕ! Не столь страшно цунами, как человеческая беспечность и неорганизованность во время бедствия. ПОМНИТЕ! Не столь страшно цунами, как человеческая беспечность и неорганизованность во время бедствия.