Прогнозирование цунами

В 95 % случаев цунами возникают вследствие достаточно сильных землетрясений под дном океана (моря). Поэтому сам факт регистрации подобного землетрясения уже несет информацию о возможных волнах цунами. Более детальная обработка сейсмических данных о землетрясении позволяет определить координаты его эпицентра и магнитуду, а также ряд дополнительных критериев, позволяющих судить о цунами-опасности землетрясения, т. е. его способности вызвать опасную, высотой у берега более одного метра, волну цунами. Между моментами начал регистрации землетрясения и прихода волны к берегу всегда есть пауза, которая составляет от нескольких минут до суток. Наличие этой паузы дает возможность предупредить населенные пункты о надвигающейся опасности и осуществить мероприятия по предотвращению возможного ущерба на берегу. В настоящее время в цунамиопасных регионах развернута и функционирует служба предупреждения о цунами. В основу работы этой службы положено использование не только данных сейсмических наблюдений, но и данных прямых наблюдений за состоянием поверхности океана на достаточном расстоянии от берега с помощью гидрофизических станций.

Мероприятия по уменьшению последствий цунами

Сочетание прогнозирования, заблаговременных административных и защитных мероприятий, как показывает практика, ведет к резкому снижению человеческих жертв и материального ущерба от последствий цунами.

В затопляемой зоне запрещается новое строительство, не вызванное производственной необходимостью, а также производится перенос в безопасные места существующих зданий и сооружений. Для защиты от цунами бухт и устьев рек в них строят волноломы, а на берегу – дамбы и другие защитные сооружения. Посадка по побережью лесозащитных полос является эффективным средством борьбы с цунами. Единственным средством защиты населения от цунами является эвакуация из прибрежной и возможно затопляемой зон. Поэтому население должно знать сигналы оповещения, признаки предупреждения о цунами, а также маршруты эвакуации. Необходимо оставаться в безопасном месте до получения сигнала отбоя опасности цунами. Так как цунами могут сопровождаться сильным наводнением, то необходимо соблюдать меры защиты, характерные для обычного наводнения.

Ветровой нагон

Следствием сильных циклонов, и особенно тропических циклонов, является сильный ветер, перемещающий большие массы воды на большой площади. Разгоняющаяся масса воды волнами обрушивается на берег. Угрозу для приморских районов, лежащих на пути движения циклонов, представляют нагонные наводнения. Ветровые нагоны - это подъем уровня воды, вызванный воздействием ветра на водную поверхность, поэтому главным условием возникновения нагонных наводнений является сильный и продолжительный ветер, который характерен для глубоких циклонов. Причина их возникновения заключается в образовании длинной волны в центре действия циклона при его прохождении над морем. При подходе к побережью в районе шельфовой зоны высота волны резко возрастает. Её существенному увеличению способствуют сужения в заливах и эстуариях.

Нагонные наводнения обычно вызываются сильными штормами, ливнями и ураганным ветром (скорость достигает 25 м/с, а иногда и более). По своим последствиям они могут быть особенно тяжелы, если по времени совпадут с приливом. Особую опасность нагонные наводнения представляют на побережьях с пологими невысокими берегами (как, например, в Санкт-Петербурге) или же там, где 25% территории находится ниже уровня моря (как, например, в Нидерландах).

Ветровой нагон, так же как половодье, затор, зажор является бедствием, если уровень воды настолько высок, что происходит затопление городов и населенных пунктов, повреждение промышленных и транспортных объектов, посевов сельскохозяйственных культур.

Основные характеристики величины нагона:

- подъем уровня воды, выражают в метрах;

- глубина распространения нагонной волны (км);

- площадь (км²);

- продолжительность затопления (от нескольких десятков часов до нескольких суток).

Факторы опасности ветровых (нагонных) наводнений

- сильный ветер,

- нагонные волны и интенсивные осадки.

Условия возникновения ветровых наводнений

- Сильные ветры при прохождении циклонов вызывают усиленное волнообразное движение морских вод в сторону наветренного берега. У побережья происходит подъём уровня воды.

- В центре циклона образуется длинная волна, её длина во много раз превышает глубину акватории, где она движется.

- Сейши - свободные колебания воды без её перемещения вдоль поверхности около одного или нескольких центров, происходящие по инерции после ослабления ветра.

- Пологий, низкий морской берег.

Таким образом, морские нагоны чаще всего являются следствием совместного действия всех четырех факторов (Финский залив Ленинграда, Нидерланды). Барическое поднятие уровня моря достигает 1м, редко 2,5 м; длинные волны, обусловленные собственно нагоном, могут достигать 8 - 12 м; короткие ветровые волны - до 2,5 м. Согласно историческим наблюдениям уровень моря может подняться на 4 - 5 м на Охотском побережье, на 6 - 8 на атлантическом берегу США, на 8 - 10 м - Япония, Филиппины, Гавайи, на 11 - 12 м - в дельте Ганга, Бангладеш, на 12 - 13 м - в Австралии. Гребни волн могут подниматься на 4 - 5 м над штилевым морем. Передняя волна нагона идёт стеной высотой в несколько метров, опережая ветер на время до получаса. Максимальный уровень нагона держится 10 - 20 мин, затем до 10 ч сохраняется более низкий уровень. В устьях рек со слабым уклоном нагонные волны уходят далеко вверх и подпруживают реку в нижнем течении, вызывая подъём воды и затопление. На Амазонке нагонная волна от прилива проходит 1400 км, и высота её иногда достигает 3 м. При совпадении прихода циклона с приливом нагон сильнее.

Для прогнозирования величины подъёма уровня воды в конкретном населённом пункте используются различные математические оценки зависимости подъёма уровня воды от высоты сформировавшейся в море длинной нагонной волны и действующего на неё ветра. Так, например, для прогноза величины подъёма уровня воды в Неве (в районе Санкт-Петербурга) используется выражение: h =2,5H(Таллин)+h(ветер), где h(Таллин) - зафиксированный подъём уровня воды в Таллинне; h(ветер) - ветровая надбавка к уровню, определяемая по специальному графику(зависимость ветровой надбавки от скорости ветра в восточной части залива).

Конец формы

Ветровые нагоны могут наблюдаться в любое время года. Для них характерны отсутствие периодичности и значительный подъем уровня воды. Какой-либо общепринятой классификации для нагонных явлений не установлено. Чаще всего они подразделяются по последствиям:

- небольшие,

- большие,

- выдающиеся,

- катастрофические.

Небольшие - наносят незначительный ущерб. Охватывают небольшие прибрежные территории. Затопляется менее 10 % сельскохозяйственных угодий, расположенных в низких местах. Почти не нарушают ритма жизни населения

Большие - наносят ощутимый материальный и моральный ущерб, охватывают большие земельные участки речных долин, затапливают 10–15 % сельскохозяйственных угодий. Существенно нарушают хозяйственный и бытовой уклад населения. Приводят к частичной эвакуации людей

Величины подъема уровня при нагонах с повторяемостью примерно один раз в 15 - 20 лет в дельте р.Северной Двины составляет 0,5 - 0,6 м. Максимальный подъем уровня над обычным при сильных нагонах достигал 1,8 – 2,0 м.

Нагон воды в дельте Северной Двины 6 ноября 2010 г. был вызван прохождением над Баренцевым морем мощного циклона с формированием частного и действием сильных северо-западных ветров, что создало благоприятные условия для нагона баренцевоморских вод в Белое море. Положение частного циклона оказалось самым неблагоприятным, и именно им был обусловлен высокий первый пик нагона на утреннюю полную воду. Штормовая ситуация в Белом море поддерживала в предшествующий период повышенные уровни воды в дельте Северной Двины, что также способствовало резкому росту уровня.

6 ноября в 8 час.51 мин. было новолуние и время нагона совпало с приливом. Сток р.Северная Двина на замыкающем створе (в/п Усть-Пинега) 6 ноября был ниже нормы и составлял около 1700 м³/сек. Уровни воды по посту Усть-Пинега были ниже нормы на 40 см, нагон распространился до вершины устьевой области, подъем составил 10-15 см/сут.

Абразия (лат. abrasio – соскабливание) – в геологии процесс разрушения и сноса суши морским прибоем.

Проблема абразии актуальна для крупных озер и водохранилищ. Волны моря, ударяясь о берег, непрерывно его подтачивают, подмывают и, таким образом, сглаживают все выступы и неровности. Набегающие на берег волны ударяют в него с силой до 70 т/м², смывают рыхлый материал и перемещают его вдоль берега. Таким путем вырабатывается более или менее широкая подводная волноприбойная терраса. По мере того как море проникает далее вглубь разрушаемой им суши, возрастает ширина этой террасы и уменьшается сила волн вследствие трения о ее поверхность.

Если уровень моря повышается относительно прилегающего берега, разрушительная работа волн проникает дальше вглубь материка и ширина абразионной террасы возрастает (иногда до 10–20 км). При длительном повышении уровня моря (или опускания суши) море может далеко проникнуть вглубь материка (трансгрессия) или затопить обширные площади.

Вновь поднявшаяся над уровнем моря часть суши, которая подверглась действию морской абразии, представляет собой слабо покатую в сторону моря абразионную равнину или абразионную платформу.

Интенсивность абразии зависит от степени волнового воздействия, т. е. от бурности водоема.

По мере расширения абразионной террасы абразия постепенно затухает (так как расширяется полоса мелководья, на преодоление которой расходуется энергия волн) и при поступлении наносов может смениться аккумуляцией.

На склонах искусственных водохранилищ, уклоны которых в прошлом формировались иными, не абразионными факторами, темп абразии особенно высок – до десятка метров в год.

Особенностями берегов Северного Ледовитого океана является возможность термической абразии. Характерная скорость абразии здесь 4–6 м/год, наивысшая – до 55 м/год. Эти показатели не очень велики, но, если учесть долю времени, когда прибрежные акватории свободны ото льда, скорость абразии оказывается в 3–4 раза выше, чем в более низких широтах с их существенно более суровым «волновым климатом».

В средних широтах преобладают берега, где нет активной абразии, и изменение берега происходит из-за твердого стока рек, преобладают процессы накопления обломочного материала у берегов, их выдвижение в сторону.

Причины усиления абразии берегов делятся следующим образом:

- повышения уровня океана или локального опускания дна – 30–35 %;

- климатически обусловленного усиления течений в устьях бухт и заливов –20 %;

- антропогенное вмешательства в естественный ход процессов в прибрежной зоне – 45–50 %.

Абразия берегов происходит также на крупных озерах и водохранилищах. Состояние берегов озер обычно близко к равновесному, вдольбереговые потоки наносов слабы вследствие малой энергии волн. Абразия активизируется, в основном, повышением уровня вследствие увлажнения климата или подпора плотиной.

Еще более сильна абразия на водохранилищах, берега которых геоморфологически молоды и практически никогда не станут зрелыми, равновесными, поскольку для этого требуется больше времени, чем будут существовать водохранилища. Например, в первые два–три года существования водохранилищ скорость отступания берега достигала

- 50 м/год на Цимлянском и Красноярском,

- 30 м/год на Каховском водохранилище.

23