Содержание к диссертации
Глава 1. Влияние прибрежного рельефа на характер проявления волн цунами на побережье1.1 Общая теория длинных волн на океанском шельфе
1.1.1 Основные уравнения
1.1.2 Модель шельфа с постоянной глубиной (шельф-ступенька)
1.2 Излученные волны. Шельфовыйрезонанс
1.3 Эффект захвата энергии цунами океанским шельфом
1.4 Резонансные колебания в заливах и бухтах
Глава 2. Исследование волновой структуры в районе постановки телеметрических регистраторов цунами
2.1 Мониторинг опасных морских явлений в порту города Холмск
2.1.1 Аномальные колебания уровня при прохоэюдении циклона
2.1.2 Анализ характеристик цунами в порту г.Холмск
2.1.3 Численное моделирование волновых процессов в порту г.Холмск
2.2. Мониторинг опасных морских явлений в портах Северо-Курилъска и УстьКамчатска
2.2.1 Анализ колебаний уровня в Северо-Курильске
2.2.2 Анализ записей цунами в Северо-Курильске
2.2.3 Проблема измерений уровня в Устъ-Камчатске
2.3. Заключение
Глава 3. Особенности проявления цунами в Курильском регионе
3.1. Особенности проявления Шикотанского цунами октября 1994 года
3.1.1 Спектры записей цунами
3.1.2. Анализ спектрально-временных диаграмм
3.2 Усиление низкочастотной компоненты Чилийского цунами (май 1960 г) в северозападной части Тихого океана
3.2.1 Выявление низкочастотной компоненты цунами на шельфе Курильской гряды (по записям Чилийского цунами (1960 г.)
3.2.2 Характеристики Чилийского цунами вблизи источника
3.2.3 Проявление Чилийского цуналш у берегов России и Японии. Усиление низкочастотной компоненты
3.2.4 Особенности волнового режима на трассе распространения
3.3. Заключение
Глава 4. Симуширские цунами ноября 2006 года и января 2007 года
4.1. Общие сведения
4.2. Концепция «сейсмических брешей» и прогноз землетрясений
4.3. Прогностическое моделирование цунами в районе Центральных Курил
4.4. Цунами ноября 2006 г
4.5. Цунами января 2007 г
4.6. Численное моделирование цунами ноября 2006 г и января 2007 г
4.7. Заключение
Глава 5. Опьгг использования телеметрических регистраторов уровня моря в Службе предупреждения о цунами
5.1. Организация сбора данных в порту г.Холмск
5.2. Установка телеметрических комплексов «Хандар» в портах г.Северо-Курилъска и г.Устъ-Камчатска, совершенствование программно-технического комплекса Центра цунами
5.2.1. Организация приема уровенных данных
5.3. Организация уровенных наблюдений в порту Корсаков
5.3.1. Описание программной части программно-аппаратного комплекса
5.3.2. Анализ характеристик уровня моря в порту Корсаков
5.4. Сравнительные характеристики регистраторов цунами ГМУ-2 и AANDERAA по результатам измерений в порту Корсаков
5.4.1.Анализ материалов наблюдений \ 5.5.Анализ информации с автоматического поста (АП) Холмск
5.5.1. Материалы наблюдений
5. б.Результаты исследований
Введение к работе
Одним из опасньк по своим последствиям стихийных бедствий считают волны цунами, возникающие при сильных подводных землетрясениях, вулканических извержениях и оползнях. В некоторых случаях, причиняемый цунами ущерб во много раз превосходит последствия,- вызываемые непосредственно землетрясением. Основная цзшамигенная зона Дальнего Востока России, где расположены очаги большинства цунами, сосредоточена в относительно узком пространстве в форме вытянутой полосы, совпадающем с западным склоном Курило-Камчатского желоба. Многие катастрофические цунами зарождались в ней и обрушивались на близлежащие Курильские острова. Первые сведения о цунами* на Курильских островах относятся к 17 октября 1737 г [Соловьев, 1961]. По мнению исследователей, высота волны составляла несколько десятков метров. Всего вшоследующие годы отмечалось около 75 случаев цунами [Ivelskaya, 1999].
Служба предупреждения о цунами (СПЦ) в России создана после катастрофического цунами 5 ноября» 1952 года. Особенно сильно от стихии, пострадал г. Северо-Курильск на о.Парамушир, военно-морская база на о.Шумшу. Волна, которая обрушилась на город, достигала 10-15 метров. По оценкам архивньк источников на Северных Курилах погибло около 10 тысяч человек [Атлас МЧС России, 2005]. Большое количество жертв во многом бьшо связано с недостаточной информированностью населения об угрозе uyaauni и отсутствием' Службы предупреждения. После этого катастрофического события правительствомi страны в 1956 году принимается постановление «О мероприятиях по организации своевременного оповещения населения Дальнего Востока о морских волнах, вызываемых подводными землетрясениями (цунами)».
Ситуация в значительной мере повторилась в юго-восточной. Азии при катастрофическом цунами 26 декабря 2004 года. Колоссальное число жертв бьшо вызвано слабой информированностью населения и отсутствием Системы Предупреждения о Цунами (СПЦ), что заставило руководство многих стран, в том числе и России, вновь обратить внимание на эту проблему.
Существующая в настоящее время Служба предупреждения о цунами (СПЦ) находится в^ ведении двух ведомств: Федеральной службы по гидрометеорологии и мониторингу окружающей среды и Геофизической службы Академии наук России.
Основным рабочим методом при близких землетрясениях (т.е. с эпицентральным расстоянием до 3000 км от Южно-Сахалинска), с помощью которого можно предупредить о подходе цунами, является сейсмический. Он основан на регистрации опережающих цунамисейсмических волн. Возможность возникновения цунами в результате землетрясения оценивается по магнитудно-географическому критерию. Землетрясения считается цунамиопасным, если его эшщентр попадает в цунамигенную зону, а интенсивность превьппает заданное пороговое значение магнитуды. Например, для землетрясений в Курило-Камчатской впадине пороговое значение магнитуды составляет 7,0. По CJO'H, принципы функционирования остались неизменными с момента организации службы [Поплавский и др., 1997]. Кроме того, количество сейсмических станций, привлеченных к ведению Службы цунами на Курильских островах, в последние годы сократилось. В настоящее время, осталась только одна периферийная сейсмическая станция «СевероКурильск», ответственная за выпуск предупренсдений по своему району. Малое количество сейсмостанций, привлекаемых в СПЦ и их слабое техническое оснащение не обеспечивают своевременное и точное обнаружение цунамигенных землетрясений и определение их параметров. В особенности это характерно для прилегающей к берегам России северозападной части Тихого океана.
На дальневосточных берегах нашей страны практически не ведутся систематические наблюдения за уровнем моря ввиду разрушения большинства мареографных пунктов. Это не позволяет с необходимой точностью определять характеристики волн цунами в зоне ответственности СПЦ, что в свою очередь затрудняет изучение особенностей проявления, а также прогнозирование распространения и степени опасности реальных цунами [Поплавский и др., 1997]. Следствием этого является также неудовлетворительное вьшолнение Россией обязательств в рамках международной Тихоокеанской СПЦ [Blackford, 1998].
В то же время, своевременный, надежный и достоверный прогноз цунами является актуальной задачей, имеющей значение для прибрежных районов Дальнего Востока. В сложившихся обстоятельствах повышение эффективности Службы предупреждения о цунами может быть связано с развитием сети удаленных регистраторов цунами и организации оперативной обработки данных о колебаниях уровня моря на различных участках защищаемого региона [Куликов, 1990, Ивельская и др., 2001, Ивельская и др., 2002, Душенко и др., 2003,]. Получение такой информации необходимо для подтверждения реального цунами и оценки его параметров (высоты и периода волны). Кроме того, информация, полученная от регистраторов, позволяет принимать соответствующие решения в ходе объявленной тревоги цунами:
1. Решать вопрос о распространении тревоги цунами на соседние районы, не охваченные первоначально выпущенным предупреждением;
2. Оценивать время подхода и высоту максимальной волны цунами по характеристикам начальной регистрации цунами;
3. Объективно оценивать окончание угрожающего положения (момент отбоя
тревоги);
4. Осуществлять полноценный обмен информацией с зарубежными службами.
Таким образом, внедрение подобной системы наблюдения и обработки данных позволяет повысить эффективность работы СПЦ и создает ос1юву для выработки объективных критериев и методов прогноза цунами, что служит цели обеспечения своевременного, надежного и достоверного предупреждения населения и организаций [Поплавский и др., 1988, Поплавский и др., 1997].
Идея использования гидрофизических наблюдений для прогноза цунами принадлежит выдающемуся русскому ученому, академику Л.Соловьеву [Соловьев, 1971, Жак, Соловьев, 1971, Лаппо, Соловьев, 1976, Куликов и др., 1979]. По его инициативе около 30 лет назад были разработаны и испытаны на Курильских островах системы регистрации цунами в открытом море • [Жак, Куликов, 1978]. Эти системы представляли собой измеритель придонного гидростатического давления- (датчик уровня моря), устанавливаемый в специальном герметичном контейнере на дне в заранее выбранной точке, и соединенный кабельной линией с береговым пунктом, сбора и обработки данных. Так была осуществлена первая в мире регистрация цунами вдали от берега [Дыхан и др, 1981].
В дальнейшем исследования развивались по двум основным направлениям. С одной стороны, совершенствовалась измерительная и регистрирующая аппаратура, что обеспечивало повьш1епие точности измерения уровня, которая составляет в настоящее время доли сантиметра [Бондаренко, 1968, Багрянцев, 1980, Жак и др., 1972, Жак, Соловьев, 1971, Малов, 1989, Ковалев, 1993, Ивельская и др., 2001]. Достижения российских и зарубежных специалистов в этой области обобщены в монографии П.Д.Ковалева [Ковалев, 1993].
Приходится констатировать, что в последние годы на дальневосточном побережье России в основном проводятся лишь отдельные эксперименты [Ковалев и др., 1989, Ивельская и др., 2001, Шевченко и др., 2008], в то время как в сейсмоактивных зонах Америки и Японии установлены десятки станций [МсСгеегу , 2001, Lindquist, Hansen, 2001, Bernard, Gonzales, et al, 2001, Developing Tsunami ..., 2005], предназначенных для наблюдения за цунами. Три комплекта аналогичных станций были переданы Тихоокеанским центром предупре>1сдения о цунами (Гонолулу, США) для постановки в цунамиопасных районах Курило-Камчатского' региона; Кроме этого, гидрофизическая подсистема развивалась в Сахалинской СПЦ в рамках собственной инициативы, и в последние годы она получила поддержку благодаря ФЦП «Снижение рисков и смягчение последствий природного и техногенного характера в РФ до 2010 г.». Предполагается установка 17 регистраторов на ДВ побережье России, только на Сахалине и Курилах - 1 1 .
Другим направлением стало совершенствование методов обработки получаемой информации, разработка эффективных методов выделения сигнала (цунами) на фоне естественного длинноволнового шума в океане [Дыхан и др., 1981, Поплавский и др., 1988, Куликов, 1990, Куликов, Гонзалес, 1995]. Имеется большой опыг обработки записей длинноволновых процессов вблизи берега, на шельфе и в открытом океане [Жак, Соловьев, 1971, Жак, Куликов, 1978]. Это позволило оценить характер спектра длинных волн в диапазоне периодов цзшами, исследовать вопросы захвата энергии волны на шельфе (образование краевых волн) и их усиления на отдельных частотах (явление шельфового
резонанса) и изучить широкий круг связанных с этим вопросов [Ефимов и др., 1978, Ефимов, Соловьев, 1984, Ефимов и др., 1985]. При использовании донных мареографов большое значение имеет предварительная фильтрация приливной составляющей из исходных записей уровня, что позволяет более точно определить высоту и другие параметры волны цунами в точке измерения [Ивельская и др., 2001].
В литературных источниках, посвященных проблемам Службы предупреждения о цунами [Поплавский и др., 1988, Поплавский и др., 1997, Золотухин и др., 2005], большое внимание уделяется вопросам оптимального размещения донных станций на шельфе и материковом склоне, что позволяет использовать поступающую информацию с наибольшей эффективностью, а таюке оценке высоты волны на берегу в зависимости от вероятного направления подхода цунами. Однако реализовать данные наработки в действующей службе пока не представляется возможным, так как обеспечить работу самих станций и передачу данных от телеметрических комплексов удается только при их размещении непосредственно вблизи с морскими гидрометеостанциями, т.е. без вьшесения донных мареографов в открытое море [Ivelskaya et al, 2000, Ивельская и др., 2001]. Безусловно, для заблаговременной подачи тревоги цунами постановка станции на глубине 50-100 м (а тем более при большем удалении) дает существенный выигрыш во времени, так как скорость распространения цунами в прибрежной зоне резко уменьшается [Жак, Соловьев, 1971, Багрянцев, 1980, Дыхан и др., 1981].
Тем не менее, постановка станций даже вблизи берега открывает новые возможности в деятельности СПЦ, как по оценке возможной высоты волны в соседних с местом установки прибора пунктах, так и для подачи сигнала отбоя тревоги цунами. Основной задачей при этом становится изучение особенностей характеристик получаемых данных в зависимости от метеорологических условий, определение резонансных свойств акваторий — заливов и бухт, где располагается измерительная аппаратура [Бухтеев, Плинк, 1978, Джумагалиев и др., 1993, Ивельская и др., 2001, Ивельская и др., 2002].
Опыт функционирования зарубежных СПЦ показывает, что поступающая информация о развитии волнового процесса в реальном времени редко используется для оценки возможной высоты волны на прилегающих участках побережья, преимущественно происходит лишь грубая оценка - ситуация опасная или серьезной угрозы нет.
Это связано с объективными трудностями решения данной задачи - цунами достаточно сложное явление, и для эффективного использования данной информации необходимо глубокое знание особенностей длинноволновых процессов в районе постановки прибора.
Эти особенности обусловлены характером рельефа дна и топографии береговой черты, влияющими на частотно-избирательные свойства акваторий - резонансное усиление волн на отдельных частотах в заливах, бухтах, протяженных мелководных участках шельфа, захват волновой энергии цунами и т.д.
Для конкретного пункта наблюдений задача в настоящей работе состояла в формировании-выборок данных о колебаниях уровня моря (предварительно очищенная от приливной составляющей) в спокойную- погоду, при умеренном ветре, а также, что представлялось наиболее важным, при штормовых условиях, обусловленных прохождением циклонов. Расчет спектральных характеристик по таким отрезкам позволяет оценить изменчивость естественного длинноволнового фона в данной точке, что необходимо для адаптации к местным условиям алгоритмов вьщеления сигнала (цунами), а.таюке позволяет определить резонансные периоды данной акватории. Такая задача решалась в настоящей работе для каждого района, где устанавливались донные мареографы [Ivelskaya, Shevchenko, 2000, Ивельская и дрг, 2001, Ивельская и др., 2002,].
Важную дополнительную информацию при использовании данных о развитии волнового процесса в реальном времени для принятия решений, связанных с действиями СПЦ по защите населения, может дать анализ цунами, зарегистрированных на мареографных постах, расположенных в пунктах установки донных станций. Спектральный анализ оцифрованных мареограмм позволяет определить, на какие именно периоды приходилась основная энергия колебаний, как затухали колебания во времени, наблюдались ли повторные всплески интенсивности волнового процесса и т.д. [Rabinovich et al, 1993, Ивельская, Шевченко, 1997, Rabinovich, 1997, Ивельская, Шевченко, 1999, Ivelskaya, Shevchenko, 1999, Ivelskaya, Shevchenko, 2000]. Имея- подборку цифровых, очищенных от прилива записей, дежурный океанолог может визуально определить, по какому типу развивается наблюдаемое цунами (реализуется своеобразный вариант метода аналогов), если такие типы удалось определить заранее при анализе исторических цунами. В сочетании' с численным моделированием, такой анализ дает дополнительные сведения, которые могут бьггь использованы при прогнозировании развития ситуации в данном или соседних пунктах [Поплавский и др., 1997, Шевченко, 1997, Ivelskaya, Shevchenko, 1999, Ivelskaya, Shevchenko, 2000, Шевченко и др., 2008].
При подготовке базы цифровых записей появляется и иная возможность их использования, помимо анализа различных цунами в одном и том же пункте. В свое время, подчеркивая значение резонансных, топографических эффектов акваторий, Г.Миллер [Miller, 1972] заметил, что между спектрами различных цунами на одной и той же станции больше сходства, чем между спектрами одного и того же цунами, но зарегистрированного на различных мареографных станциях. Тем не менее, поиск некоторых важных общих особенностей, присущих группе станций, позволяет вьщелить некоторые важные свойства цунами, которые также полезно использовать при решении задач СПЦ [Ивельская, Шевченко, 1997, Ивельская и др., 2001]. В данной работе основное внимание уделялось различиям развития волнового процесса, которые обусловлены положением области подводного землетрясения по отношению заданному участку побережья. Как близким, так и удаленным источникам присущи некоторые специфические особенности, которые также можно использовать в Службе предупреждения о цунами, к тому же этот вопрос сравнительно слабо освещен в научной литературе. К таким особенностям относится, в частности, характер изменчивости интенсивности длинноволновых вариаций во времени, эффект усиления цунами, обусловленный некоторой достаточно крзшной топографической особенностью - характером> изменений донного рельефа в пределах материкового склона в районе Курильской гряды [Файн, 1983, Файн , 1984, Ефимов и др. 1985], распределение энергии колебаний по частотным диапазонам и т.д.
На основе изложенного, можно сформулировать цель и основные задачи настоящей работы.
Основная цель — на основе анализа данных о проявлениях цунами на побережье, исследовать физические особенности формирования волнового поля в зоне очага и в защищаемом регионе, разработать методы их учета при оперативном прогнозе цунами.
Для реализации данной цели решались следз^ощие конкретные задачи:
• создание цифрового каталога записей избами, полз^енных на береговых аналоговых и цифровых и регистраторах уровня моря на дальневосточного побережья России;
• анализ особенностей проявления исторических цунами на побережье Сахалина и Курильских островов, выявление физических особенностей, присущих волнам цунами от близких и удаленных источников;
• определение частотно-избирательных свойств отдельных акваторий и участков побережья на основе анализа данных инструментальных измерений и численного моделирования;
• оценка изменчивости характеристик длинноволновых колебаний при различных погодных условиях с целью выявление опасных явлений несейсмического происхождения и надежного вьщеления сигнала цунами на фоне естественных длинноволновых колебаний;
• исследование влияния резонансных колебаний в заливах, бухтах и на шельфе, а также эффекта захвата волновой энергии шельфом, на формирование волнового поля цунами и З^ет данных факторов при оперативном прогнозе высот волн цунами на побережье.
Основные положения, выносимые на защиту:
1. Для эффективного использования информации, поступающей от телеметрических регистраторов цунами СПЦ, необходимо предварительно провести следующий комплекс исследований:
• анализ записей исторических цунами в данном или близлежащих пунктах и численное моделирование распространения длинных волн в прилегающем районе для оценки основных факторов, определяющих особенности волнового поля при цзгнами;
• изучение диапазона изменчивости спектра колебаний уровня моря на основе поступающих данных при различных синоптических условиях и выработка индивидуального критерия определения опасного сигнала.
2. При сильном удаленном землетрясении велика вероятность значительного усиления волн цунами на северных и южных Курильских островах за счет эффекта шельфового резонанса. Проявляться данный эффект может уже с первыми волнами цунами.
3. Эффект волнового захвата, отражение и преломление волн, являются причиной прихода волн со значительной амплитудой несколько часов после первовступления цунами, что необходимо учитывать при выпуске отбоя тревоги цунами.
Научная новизна работы: На основе обширного статистического материала выявлены основные особенности проявления цунами в районе Курильских островов и прилегающих акваториях и дана их физическая интерпретация; показано, что характер проявления цунами вблизи побережья определяется резонансными и волноводными свойствами региональной и локальной топографии, а также расположением конкретного источника.
Показаны принципиальные отличия физических характеристик цунами у побережья, вызванных близлежащими и удаленными источниками; в частности, показано, что для первых шельф играет преимущественно роль волновода, а для вторых — резонатора.
Показано, что приход в пункт Малокурильское (о. Шикотан) максимальной волны при Симуширском землетрясении 15.11.2006 г (близлежащий источник) спустя почти 4 часа после первой волны цунами обусловлен влиянием захвата волновой энергии шельфом. В то же время, усиление низкочастотных колебаний (с периодом около 80 мин) в районе Южных Курил и в Охотском море во время цунами, вызванного Чилийским землетрясением
22.05.1960 г (удаленный источник) был вызван резонансным воздействием шельфа.
Показано, что трасса оказывает селектирующее воздействие на распространяющиеся волны цз^ами, приводя к более быстрому затуханию высокочастотных колебаний; в результате для удаленных цунами возрастает относительная роль низкочастотных составляющих.
Практическая значимость: Полученные оценки особенностей проявления цунами и развития волнового процесса во времени на побережье Сахалина и Курильских островов использованы для изменения ( регламента работы СПЦ в отношении времени- подачи и отбоя тревоги цунами для различных прибрежных пунктов. Дополнительно предполагается внедрение простых критериев опасного сигнала, основанных на результатах анализа волн цунами и колебаний уровня моря несейсмического происхоиодения.
Результаты анализа мареограмм цунами и длинноволнового шума на побережье, а также данных телеметрических регистраторов уровня моря установленных в СевероКурильске, Холмске и Корсакове, будут использованы при реализации гидрофизической подсистемы СПЦ, что значителыю повысит эффективность СПЦ по сравнению с действующей в настоящее время системой, основанной исключительно на сейсмологической информации.
Апробация работы Основные результаты и положения, изложенные в диссертации, докладывались на следующих конференциях и семинарах: Семинары в- ИМГиГ ДВО РАН, 1998 — 2007, в ДВНИГМИ - 2003, т о й - 2003, Институте океанологии им.Ширшова - 2002, 1-ая и 2-ая межвузовские научно-практические конференции студентов и молодых ученых Сахалинской области (Южно-Сахалинск, 1997 и 1999), Международная конференция по проблеме цунами (Токио, Япония, 1998), Международная конференция по проблеме цунами (Сеул, Республика Корея, 1999), Третья и Четвертая региональные научно-практические конференции «К всемирным дням Воды и метеорологии» (Владивосток, 2002 и 2003); конференция «Информационные ресурсы об океане — актуальные проблемы формирования, распространения и использования в научных исследованиях и в морской деятельности» (Обнинск, 2002), XXIII Генеральная Ассамблея Геофизического Союза, lUGG ,JSS07 (Саппоро, Япония, 2003), техническая встреча экспертов в Японском Метеорологическом Агентстве (Токио, Япония,- 2005), Международный научный симпозиум' «Проблемные вопросы островной и прибрежной сейсмологии (ОПС-2005) (Южно-Сахалинск, Россия, 2005), XX и XXI сессии; Межправительственной координационной группы Тихоокеанской системы предупреждения о цунами (ЮОЯТЗи) ( Винья-дель-Мар, Чили, 2005; Мельбурн, Австралия, 2006), Координационная встреча представителей национальных Слу^сб предупреждения о цунами в Тихом океане (Гонолулу, США, 2007), 6-ой' Международный симпозиум "Последние достижения в области исследования цунами" (Гуякиль, Эквадор,2007), Международный симпозиум* «Проблемы сейсмобезопасности Дальнего Востока и восточной Сибири» (Южно-Сахалинск, Россия, 2007).
Публикации. По теме диссертации автором опубликовано 46 работ, в том числе 11 научных статей, 6 материалов конференций и 29 тезисов докладов.
Личный вклад автора Автор выполнила значительную часть работ по подготовке и проведению экспериментов, анализу и физической интерпретации^ полученных оригинальных материалов, по обобщению полученных результатов и выработке рекомендаций на их основе.
При личном участии автора был создан цифровой каталог исторических цунами в Мировом > океане. Каталог включает около 200 записей цунами в различных пунктах побережья.
Автор принимала личное участие в постановке на Камчатке и- Курильских о-вах комплексов «Хандар» и «Сатрон», включающих донные регистраторы цунами и системы передачи данных по спутниковым каналам связи, а также во внедрении программных средств для приема информации о колебаниях уровня моря и ее визуализации на мониторах Сахалинской СПЦ. При активном личном участии автора была реализована первая в истории СПЦ передача информации о развитии волнового процесса в реальном времени (от измерителей в Холмске (1998 г.) и Северо-Курильске (1999 г.) и решение комплекса задач, связанных с ее анализом.
Автор непосредственно участвовала в экспедиции Института морской геологии и геофизики ДВО РАН с целью выявления следов проявления Симуширских цунами 2006- 2007 гг. и оценке высот заплесков цунами на побережье на Центральных Курильских остров,.
в анализе и интерпретации полученных данных.
Структура работы.
Работа состоит из введения, 5-х глав и заключения: В первой главе изложены существующие представления- о влиянии прибрежного рельефа на характер проявления, волн цунами на побережье. Основное внимание уделено теоретическим основам, особенностей распространения цунами в« области шельфа> — континентального склона: Приведены известные результаты [Кадзизфа, 1973; Ефимов и.др., 1985] о распределении энергии.между излученными и захваченными волнамив зависимости от расположения очага подводного землетрясения, а также об особенностях и структуре резонансных колебаний в заливах и бухтах. Излагается общая, линеаризованная теория длинных волн в полуограниченном океане с цилиндрическим-профилем рельефа, которая традиционно используется для описания физических процессов на шельфе (приливов, сгонно-нагонных явлений и цунами) [Ле Блон, Майсек, 1981; Ефимов и др., 1985]. Основное внимание уделено модели с шельфом постоянной глубины (шельф-ступенька), на которой в наиболее простой и- наглядной форме можно проследить влияние резкого изменения глубины океана и наличия отражающей береговой границы на формирование цунами.
Во второй главе приводятся результаты исследования волновой структуры в районах постановки телеметрических регистраторов цунами. В ней приведены результаты анализа и научного исследования данных, полученных с датчиков, установленных в Холмске, СевероКурильске и Усть-Камчатске. Для изз^ения изменчивости характеристик длинных волн в диапазоне периодов цунами, анализировались фоновые колебанияуровня моря в спокойную» погоду и при штормовых условиях. Данные анализа естественного длинноволнового шума сопоставлялись с данными всех имеющихся записей цунами в> портах Холмск и СевероКурильск, при этом рассматривались особенности формирования волнового поля цунами при близких и удаленных источниках.
в третьей главе рассматриваются особенности проявления цунами в Курильском регионе в целом. В ней анализируются записи, полученные на российских и японских мареографных. станциях при близком Шикотанского землетрясении 1994 г и удаленном Чилийском (май 1960 г). Изучение цунами при указанных событиях позволяет рассмотреть различные аспекты формирования волнового поля, обусловленные как влиянием источника, что в большей степени проявляется при землетрясении в ближней зоне, так и оценить роль рельефа дна и береговой черты, что, видимо, играет определяющую роль при, удаленном источнике.
В четвертой главе исследуются Симуширские события. 15.11.2006 и 13.01.2007, сравниваются параметры землетрясений и цунами. Анализируется эффективность действий Служб предупреждения о цунами и оцениваются статистические параметры наблюденных волн цунами для Дальневосточного побережья России и северной Японии. На основе численного гидродинамического моделирования исследуется характер распространения и трансформации цунами 2006 и 2007 г.г. и- сопоставляются их пространственные характеристики.
Пятая глава посвящена анализу опьгга использования телеметрических регистраторов уровня моря в Сахалинской СПЦ. В ней обсуждаются вопросы, возникшие при первых пробных экспериментах по организации мониторинга уровня моря, которые бьши проведены в портах г.Холмск (1998 г.), г.Северо-Курильск (1999 г.), г.Корсаков (2002 г.), а также связанные с развитием сети мониторинга в рамках реализации ФЦП «Снижение рисков и смягчение последствии природного и техногенного характера в РФ до 2010 г.», установкой регистраторов цунами в Корсакове (2007 г.) и Холмске (2008 г.).
Главные результаты и выводы сформулированы в Заключении. Представленная диссертационная работа охватывает период исследований с 1997 г. по настоящее время, вьшолненных в ГУ «Сахалинское УГМС» и Институте морской геологии и геофизики.
