Российские физики научились прогнозировать цунами

Сотрудники физического факультета Московского государственного университета имени Ломоносова разработали систему Tsunami Observer, которая в автоматическом режиме оценивает цунамиопасность землетрясений по всему земному шару.
Российские физики научились прогнозировать цунами

Цунами представляют собой низкочастотные гравитационные поверхностные волны, возникающие в океане в результате сейсмических движений дна, оползней и обвалов, вулканических извержений, воздействия на водный слой подвижных неоднородностей атмосферного давления и напряжения трения ветра. Аналогичные по характеристикам волны могут возникать и при мощных подводных взрывах и в результате падения в океан метеоритов. Но чаще всего (около 80% случаев) цунами возникают при сильных подводных землетрясениях как следствие вытеснения воды косейсмическими деформациями дна. За истекшие годы XXI века произошло более 10 крупных цунами, которые унесли жизни 250 тысяч человек и причинили колоссальный материальный ущерб.

Между землетрясением и цунами всегда есть некоторый промежуток времени (от минут до нескольких десятков часов), поэтому большинство цунами относятся к прогнозируемым морским природным катастрофам. Совершенствование методов прогноза цунами имеет важнейший практический выход: снижение числа жертв, уменьшение материального ущерба, оптимизация спасательных работ. Система Tsunami Observer, разработанная группой сотрудников кафедры физики моря и вод суши под руководством профессора РАН Михаила Носова, позволяет оценивать цунамиопасность землетрясения. Но эта оценка, и тем более прогноз цунами, не являются главным предназначением системы.

В первую очередь Tsunami Observer представляет собой удобную платформу для проведения фундаментальных исследований, в которой автоматизированы многочисленные рутинные вычислительные процедуры. Цель исследований состоит в определении пределов точности и заблаговременности прогноза цунами, которые достижимы на современном научно-техническом уровне. Совершенствование системы предупреждения о цунами, которая находится на боевом дежурстве и действует по утверждённым регламентам, сопряжено с многочисленными бюрократическими сложностями. Tsunami Observer, в которую могут быть легко интегрированы существующие ныне и перспективные разработки, позволяет совершенствовать методы прогноза цунами без оглядки на бюрократические сложности.

Tsunami Observer получает данные о параметрах землетрясения (координаты, глубина, моментная магнитуда, фокальный механизм) от Геологической службы США (USGS) и Германского центра исследования Земли (GFZ). Если магнитуда превышает пороговое значение Mw=6.0, то запускается расчет косейсмических деформаций дна и создаваемого этими деформациями возмущения свободной поверхности водного слоя. По форме возмущения водной поверхности определяется энергия цунами, знание которой дает возможность оценить интенсивность цунами по шкале Соловьева–Имамуры. Если оценка энергии показывает возможность формирования опасных волн, то инициируется процесс гидродинамического моделирования цунами, который позволяет выявить направления распространения волновой энергии и рассчитать высоты заплеска волн на побережье, а также время вступления волн в заданных береговых пунктах.