Найдено объяснение для загадки цунами
 Первая волна цунами часто оказывается не такой разрушительной, как последующие волны. (кликните картинку для увеличения) |
|
||||||||
Традиционно, говоря о цунами, исследователи пользовались стандартными уравнениями для моделирования больших волн. Но расчеты на основе этих уравнений не могли объяснить высоких значений амплитуды волн для некоторых сильных цунами, обрушивавшихся на различные регионы, к примеру, модель не описывала цунами, пришедшее на берег Явы 17 июля 2006 года. Обычно такие несоответствия объясняли местными особенностями, например, подводными оползнями, но команда исследователей из University College Dublin (Англия) предположила, что всему виной ошибки в используемой модели. Работа ученых была опубликована в журнале Physical Review Letters.
По мнению исследователей, модель была ошибочной из-за того, что ранее она базировалась на представлении, что цунами – это одна единственная волна с одним гребнем; теперь же они предлагают рассматривать его как серию волн с гребнями и впадинами. Источником цунами, как правило, становятся подводные землетрясения. На большой глубине цунами имеет малую амплитуду, поэтому проходят мимо судов незамеченными. Приближаясь к берегу, цунами замедляется, что вызывает увеличение амплитуды волн. Английские ученые предположили, что первые волны могут взаимодействовать с берегом таким образом, что увеличивают амплитуду последующих волн.
После первого удара волна отступает, а ее уровень падает ниже обычного. Само по себе это падение уровня содержит в себе потенциальную энергию (как сжатая пружина) и, вне зависимости от того, придет следующая волна или нет, эта энергия может обеспечить подъем уровня воды выше нулевой отметки. Однако если последующая волна приходит «вовремя» (когда уровень воды начинает подниматься за счет этой запасенной энергии), она получает дополнительную энергию, что еще больше увеличивает ее амплитуду. Третья волна будет участвовать в том же процессе, что, возможно, выразиться в еще большей амплитуде. Это усиление возможно только в том случае, если частота приходящих волн совпадает с частотой отступающих (которая, в свою очередь, зависит от наклона пляжа).
Для проверки своей теории команда смоделировала ситуацию с идеально гладким пляжем. Когда частота волн совпала, они увидели усиление амплитуды до 60 раз, что гораздо больше ожидаемого результата. Впоследствии была проведена еще серия экспериментов с различными параметрами пляжей и подводного рельефа. В частности, были смоделированы реальные цунами (с использованием данных наблюдения на местности). Перейдя к реальным явлениям, ученые обнаружили, что явление резонанса не просто не исчезло, а получило дополнительные доказательства. Хотя на эксперименте коэффициент усиления был уже не столь большим, как в идеальных условиях, для нескольких подверженных цунами регионов команда рассчитала возможные последствия с разными длинами волн.
Результаты могли бы обеспечить научное сообщество более точным инструментом для мониторинга цунами, что позволит направлять предупреждения в «опасную зону» заранее.
Также по теме:
Источники: