Новые методы в проблеме прогноза цунами

Авторы

  • Евдокимова О.В. Южный научный центр РАН, Ростов-на-Дон, Российская Федерация
  • Бабешко О.М. Кубанский государственный университет, Краснодар, Российская Федерация
  • Мухин А.С. Кубанский государственный университет, Краснодар, Российская Федерация
  • Телятников И.С. Южный научный центр РАН, Ростов-на-Дону, Российская Федерация
  • Лозовой В.В. Южный научный центр РАН, Ростов-на-Дону, Российская Федерация
  • Зарецкий А.Г. Кубанский государственный университет, Краснодар, Российская Федерация
  • Уафа С.Б. Южный научный центр РАН, Ростов-на-Дону, Российская Федерация

УДК

539.3

DOI:

https://doi.org/10.31429/vestnik-18-3-33-40

Аннотация

В качестве литосферных плит, с учетом масштаба Земли и размеров ее коры в зонах океана, были приняты полубесконечные пластины Кирхгофа, расположенные на деформируемом основании. Океанический слой воды, с учетом масштаба, описывается уравнениями мелкой воды. Принимая во внимание приливные колебания на Земле, вызываемые Лунным притяжением, исследуется случай контакта литосферных плит с основанием при пренебрежимо малых касательных контактных напряжениях и низкочастотных гармонических вертикальных воздействиях. Описанная проблема рассматривается в четырехблочной структуре, в каждом блоке которой поставлены соответствующие граничные задачи. Методом блочного элемента исследование сводится к изучению системы функциональных уравнений, позволяющих выявить условия возникновения стартового землетрясения. Исследуются последствия стартового землетрясения в такой постановке для поведения слоя жидкости. Благодаря этому методу теоретически показано, что в зоне эпицентра землетрясения могу возникнуть волны цунами. В настоящее время появились расширенные возможности более углубленного исследования возможности прогноза цунами в связи с созданием нового универсального метода моделирования, опирающегося на фрактальные свойства упакованных блочных элементов. Этот подход дополняет новыми возможностями моделирование литосферных плит материалами сложной реологии.

Ключевые слова:

цунами, метод блочного элемента, внешние формы, функциональные уравнения, новый универсальный метод моделирования

Информация о финансировании

Отдельные фрагменты работы выполнены в рамках реализации Госзадания на 2021 г. Минобрнауки (проект FZEN-2020-0020), ЮНЦ РАН (проект 00-20-13) № госрег. 01201354241, и при поддержке грантов РФФИ (19-41-230003, 19-41-230004, 19-48-230014).

Информация об авторах

  • Ольга Владимировна Евдокимова

    д-р физ.-мат. наук, главный научный сотрудник Южного научного центра РАН

  • Ольга Мефодиевна Бабешко

    д-р физ.-мат. наук, главный научный сотрудник научно-исследовательского центра прогнозирования и предупреждения геоэкологических и техногенных катастроф Кубанского государственного университета

  • Алексей Сергеевич Мухин

    канд. физ.-мат. наук, старший научный сотрудник Кубанского государственного университета

  • Илья Сергеевич Телятников

    канд. физ.-мат. наук, научный сотрудник лаборатории математики и механики Южного научного центра РАН

  • Виктор Викторович Лозовой

    канд. физ.-мат. наук, научный сотрудник Южного научного центра РАН

  • Александр Георгиевич Зарецкий

    студент Кубанского государственного университета

  • Самир Баширович Уафа

    младший научный сотрудник Южного научного центра РАН

Библиографические ссылки

  1. Gonzalez F.I., Kulikov Ye.A. Tsunami dispersion observed in the deep ocean. In: Tsunamis in the World. Kluwer Acad. Publ., Dordrecht, 1993. P. 7–16.
  2. Бернштейн В.А. Цунами и рельеф океанического дна. Новосибирск: Наука, 1972. 142 с. [Bernshteyn, V.A. Tsunami i rel'ef okeanicheskogo dna. Nauka, Novosibirsk. 1972. (In Russian)]
  3. Гарагаш И.А., Лобковский Л.И., Козырев О.Р., Мазова Р.Х. Генерация и накат волн цунами при сходе подводного оползня // Океанология. 2003. Т. 43. № 2. С. 185–193. [Garagash, I.A., Lobkovskiy, L.I., Kozyrev, O.R., Mazova, R.Kh. Generatsiya i nakat voln tsunami pri skhode podvodnogo opolznya [Generation and rolling of tsunami waves during the descent of an underwater landslide]. Okeanologiya [Oceanology], 2003, vol. 43, no. 2, pp. 185–193. (In Russian)]
  4. Гардер О.И., Долина И.С., Пелиновский Е.Н., Поплавский А.А., Фридман В.Е. Генерация волн цунами гравитационными литодинамическими процессами. В сб.: Исследования цунами, № 5. М.: РАН, 1993. С. 50–60. [Garder, O.I., Dolina, I.S., Pelinovskiy, E.N., Poplavskiy, A.A., Fridman, V.E. Generatsiya voln tsunami gravitatsionnymi litodinamicheskimi protsessami [Generation of tsunami waves by gravitational lithodynamic processes]. In: Issledovaniya tsunami, no. 5 [Tsunami Research, no. 5]. Rossiyskaya Akademiya nauk, Moscow, 1993, pp. 50–60. (In Russian)]
  5. Го Ч.Н. О статистическом изучении распределения высот волн цунами вдоль побережья. В сб.: Геодинамика тектоносферы зоны сочленения Тихого океана с Евразией. Южно-Сахалинск: ИМГиГ ДВО РАН, 1997. С. 73–79. [Go, Ch.N. O statisticheskom izuchenii raspredeleniya vysot voln tsunami vdol' poberezh'ya [On the statistical study of the distribution of tsunami wave heights along the coast]. In: Geodinamika tektonosfery zony sochleneniya Tikhogo okeana s Evraziey [Geodynamics of the tectonosphere of the junction zone of the Pacific Ocean with Eurasia]. Institut morskoy geologii i geofiziki Dal'nevostochnogo otdeleniya Rossiyskoy akademii nauk, Yuzhno-Sakhalinsk, 1997, pp. 73–79. (In Russian)]
  6. Го Ч.Н., Кайстренко В.М., Симонов К.В. О возможности локального долгосрочного прогноза цунами. В сб.: Оперативный и долгосрочный прогноз цунами. Владивосток: ДВНЦ АН СССР, 1983. С. 150–162. [Go, Ch.N., Kaystrenko, V.M., Simonov, K.V. O vozmozhnosti lokal'nogo dolgosrochnogo prognoza tsunami [About the possibility of a local long-term tsunami forecast]. In: Operativnyy i dolgosrochnyy prognoz tsunami [Operational and long-term tsunami forecast]. Dal'nevostochnoe otdelenie Akademii nauk SSSR, Vladivostok, 1983, pp. 150–162. (In Russian)]
  7. Го Ч.Н., Кайстренко В.М., Симонов К.В., Соколова С.Е. О прогнозе сильного цунами на Южных Курильских островах. В сб.: Совещание <<Состояние исследований и разработок по созданию ЕАСЦ>>: Тез. докл. Обнинск, 1985. С. 119–122. [Go, Ch.N., Kaystrenko, V.M., Simonov, K.V., Sokolova, S.E. O prognoze sil'nogo tsunami na Yuzhnykh Kuril'skikh ostrovakh [About the forecast of a strong tsunami in the Southern Kuril Islands]. In: Soveshchanie ``Sostoyanie issledovaniy i razrabotok po sozdaniyu EASTs'': Tezisy dokladov [Meeting ``The state of research and development on the creation of automated control systems'': Abstracts of reports]. Obninsk, 1985, pp. 119–122. (In Russian)]
  8. Григораш 3.К., Корнева Л.А. Исследование спектральных характеристик мареограмм и определение по ним полной энергии цунами. В сб.: Теоретические и экспериментальные исследования по проблеме цунами. М.: Наука, 1977. С. 165–171. [Grigorash, 3.K., Korneva, L.A. Issledovanie spektral'nykh kharakteristik mareogramm i opredelenie po nim polnoy energii tsunami [Investigation of the spectral characteristics of the mareograms and determination of the total energy of the tsunami from them]. In: Teoreticheskie i eksperimental'nye issledovaniya po probleme tsunami [Theoretical and experimental studies on the tsunami problem]. Nauka, Moscow, 1977, pp. 165–171. (In Russian)]
  9. Джумагалиев В.А., Куликов Е.А., Соловьев С.Л. Анализ колебаний уровня в Малокурильской бухте, вызванных цунами 16 февраля 1991 г. // Известия АН. Физика атмосферы и океана. 1993. Т. 29. № 6. С. 848–854. [Dzhumagaliev, V.A., Kulikov, E.A., Solov'ev, S.L. Analiz kolebaniy urovnya v Malokuril'skoy bukhte, vyzvannykh tsunami 16 fevralya 1991 g. [Analysis of level fluctuations in the Malokuril Bay caused by the tsunami on February 16, 1991]. Izvestiya AN. Fizika atmosfery i okeana [Izvestiya AN. Atmospheric and Ocean physics], 1993, vol. 29, no. 6, pp. 848–854. (In Russian)]
  10. Дыхан Б.Д., Жак В.М., Куликов Е.А. и др. Первая регистрация цунами в открытом океане // Докл. АН СССР. 1981. Т. 257. № 5. С. 1088–1092. [Dykhan, B.D., Zhak, V.M., Kulikov, E.A. et al. Pervaya registratsiya tsunami v otkrytom okeane [The first registration of a tsunami in the open ocean]. Doklady AN SSSR [Rep. of the USSR Academy of Sciences], 1981, vol. 257, no. 5, pp. 1088–1092. (In Russian)]
  11. 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. [Zhak, V.M., Solov'ev, S.L. Distantsionnaya registratsiya slabykh voln tipa tsunami na shel'fe Kuril'skikh ostrovov [Remote registration of weak tsunami waves on the shelf of the Kuril Islands]. Doklady AN SSSR [Rep. of the USSR Academy of Sciences], 1971, vol. 198, no. 4, pp. 816–817. (In Russian)]
  12. Иващенко А.И. О повторяемости сильных цунами в северо-западной части Тихого океана за последние 50 лет. В сб.: Волны цунами. Труды СахКНИИ. Вып. 29, Южно-Сахалинск, 1972. С. 208–216. [Ivashchenko, A.I. O povtoryaemosti sil'nykh tsunami v severo-zapadnoy chasti Tikhogo okeana za poslednie 50 let [On the recurrence of strong tsunamis in the Northwestern Pacific Ocean over the past 50 years]. In: Volny tsunami. Trudy SakhKNII. Vyp. 29 [Tsunami waves. Proc. of the Sakhknii. Iss. 29]. Yuzhno-Sakhalinsk, 1972, pp. 208–216. (In Russian)]
  13. Куликов Е.А. Измерение уровня океана и прогноз цунами // Метеорология и гидрология. 1990. № 6. С. 61–68. [Kulikov, E.A. Izmerenie urovnya okeana i prognoz tsunami [Ocean level measurement and tsunami forecast]. Meteorologiya i gidrologiya [Meteorology and hydrology], 1990, no. 6, pp. 61–68. (In Russian)]
  14. Куликов Е.А., Медведев П.П., Лаппо С.С. Регистрация из космоса цунами 26 декабря 2004 г. в Индийском океане // ДАН. 2005. Т. 401. № 4. С. 537–542. [Kulikov, E.A., Medvedev, P.P., Lappo, S.S. Registratsiya iz kosmosa tsunami 26 dekabrya 2004 g. v Indiyskom okeane [Registration from space of the tsunami on December 26, 2004 in the Indian Ocean]. Doklady Akademii nauk [Rep. of the Academy of Sciences], 2005, vol. 401, no. 4, pp. 537–542. (In Russian)]
  15. Altinok Y., Alpar B., Ersoy S., Yalciner A.C. Tsunami generation of the Kocaeli Earthquake (August 17th, 1999) in the Izmit Bay: Coastal observations, bathymetry and seismic data // Turkish J. Marine Sciences. 1999. Vol. 5. Iss. 3. P. 131–148.
  16. Assier-Rzadkiewicz S., Heinrich P., Sabatier P.C., Savoye B., Bourillet J.F. Numerical modelling of landslide-generated tsunami: The 1979 Nice event // Pure Appl. Geophys. 2000. Vol. 157. P. 1707–1727.
  17. Bernard E.N. Program aims to reduce impact of tsunamis on Pacific states // Earth in Space. 1998. Vol. 11. Iss. 2. P. 1–16.
  18. Clague J.J. Tsunamis. In: Brooks G.R. (ed.) A Synthesis of Geological Hazards in Canada. Geological Survey of Canada. Bull. 2001. Vol. 548. P. 27–42.
  19. Dunbar D.S., LeBlond P.H., Murty T.S. Evaluation of tsunami amplitudes for the Pacific coast of Canada // Prog Oceanogr. 1991. Vol. 26A. P. 115–177.
  20. Dunbar D.S., Harper J.R. Numerical simulation of tsunamigenic submarine slope failure in the Fraser River Delta, British Columbia // Marine Geodesy. 1993. Vol. 16. P. 101–108.
  21. Filloux J.H. Tsunami recorded on the open ocean floor // Geophys. Res. Let. 1982. Vol. 9. Iss. 1. P. 25–28.
  22. Fine I.V., Rabinovich A.B., Thomson R.E., Kulikov E.A. Numerical modeling of tsunami generated by submarine and subaerial landslides. In: Submarine Landslides and Tsunamis. Kluwer Acad. Publ., Dordrecht, 2003. P. 72–93.
  23. Gonzalez F.I., Bernard S.N., Milbern H.B., Castel D., Thomas J., Hemsley J.M. The Pacific Tsunami Observation Program (PacTop) // Proc. IUGG/IOC, Intern. Tsunami Symp., 1987. P. 3–19.
  24. Бабешко В.А., Евдокимова О.В., Бабешко О.M. Метод блочного элемента в проблеме прогноза подготовки цунами // ДАН. 2019. Vol. 488. No. 3. С. 27–33. DOI: 10.1134/S1028335819090064 [Babeshko, V.A., Evdokimova, O.V., Babeshko, O.M. Metod blochnogo elementa v probleme prognoza podgotovki tsunami [The block element method in the problem of forecasting the preparation of a tsunami]. Doklady Akademii nauk [Rep. of the Academy of Sciences], 2019, vol. 488, no. 3, pp. 27–33. DOI: 10.1134/S1028335819090064 (In Russian)]
  25. Бабешко В.А., Евдокимова О.В., Бабешко О.М. Об одном методе решения граничных задач динамической теории упругости в четвертьплоскости // ПММ. 2021. Т. 85. № 3. С. 275–282. DOI: 10.31857/S0032823521030024 [Babeshko, V.A., Evdokimova, O.V., Babeshko, O.M. Ob odnom metode resheniya granichnykh zadach dinamicheskoy teorii uprugosti v chetvert'ploskosti [On a method for solving boundary value problems of the dynamic theory of elasticity in a quarter plane]. Prikladnaya matematika i mekhanika [Applied Mathematics and Mechanics], 2021, vol. 85, no. 3, pp. 275–282. DOI: 10.31857/S0032823521030024 (In Russian)]
  26. Бабешко В.А., Евдокимова О.В., Бабешко О.М. Блочные элементы в граничных задачах для систем дифференциальных уравнений механики и физики в неклассических областях // ДАН. 2021. Т. 498. С. 33–39. DOI: 10.31857/S2686740021030032 [Babeshko, V.A., Evdokimova, O.V., Babeshko, O.M. Blochnye elementy v granichnykh zadachakh dlya sistem differentsial'nykh uravneniy mekhaniki i fiziki v neklassicheskikh oblastyakh [Block elements in boundary value problems for systems of differential equations of mechanics and physics in non-classical fields] Doklady Akademii nauk [Rep. of the Academy of Sciences], 2021, vol. 498, pp. 33–39. DOI: 10.31857/S2686740021030032 (In Russian)]
  27. Бабешко В.А., Евдокимова О.В., Бабешко О.М. Фрактальные свойства блочных элементов и новый универсальный метод моделирования // ДАН. 2021. Т. 499. С. 30–35. DOI: 10.31857/S2686740021040039 [Babeshko, V.A., Evdokimova, O.V., Babeshko, O.M. Fraktal'nye svoystva blochnykh elementov i novyy universal'nyy metod modelirovaniya [Fractal properties of block elements and a new universal modeling method]. Doklady Akademii nauk [Rep. of the Academy of Sciences], 2021, vol. 499, pp. 30–35. DOI: 10.31857/S2686740021040039 (In Russian)]
  28. Бабешко В.А., Евдокимова О.В., Бабешко О.М. Метод блочного элемента в разложении решений сложных граничных задач механики // ДАН. 2020. Т. 495. С. 34–38. DOI: 10.31857/S2686740020060048 [Babeshko, V.A., Evdokimova, O.V., Babeshko, O.M. Metod blochnogo elementa v razlozhenii resheniy slozhnykh granichnykh zadach mekhaniki [The block element method in the decomposition of solutions to complex boundary value problems of mechanics]. Doklady Akademii nauk [Rep. of the Academy of Sciences], 2020, vol. 495, pp. 34–38. DOI: 10.31857/S2686740020060048 (In Russian)]

Скачивания

Загрузки

Выпуск

Том 18 (2021) № 3

Страницы

33-40

Раздел

Механика

Даты

Поступила в редакцию

19 сентября 2021

Принята к публикации

20 сентября 2021

Публикация

30 сентября 2021

Как цитировать

[1]
Евдокимова, О.В., Бабешко, О.М., Мухин, А.С., Телятников, И.С., Лозовой, В.В., Зарецкий, А.Г., Уафа, С.Б., Новые методы в проблеме прогноза цунами. Экологический вестник научных центров Черноморского экономического сотрудничества, 2021, т. 18, № 3, pp. 33–40. DOI: 10.31429/vestnik-18-3-33-40

Лицензия

Copyright (c) 2021 Евдокимова О.В., Бабешко О.М., Мухин А.С., Телятников И.С., Лозовой В.В., Зарецкий А.Г., Уафа С.Б.

Лицензия Creative Commons

Это произведение доступно по лицензии Creative Commons «Attribution» («Атрибуция») 4.0 Всемирная.

Похожие статьи

1-10 из 566

Вы также можете начать расширенный поиск похожих статей для этой статьи.

Наиболее читаемые статьи этого автора (авторов)

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 > >>