Введение к работе
Актуальность темы. Важность изучения проблеми цунами опре-іется чрезмерной опасностью, которую эти волны представляют ряда населенных районов, расположенных на побережье. Волны мл возникают в результате подводных землетрясений, крупных зней, извержений вулканов и т.п. и в открытом океане имеют итуду 1-2 метра. При подходе к побережью они сильно возрас-1 и высота их в зависимости от рельефа материкового склона и «гурадии береговой линии может достигать 20-30 метров. Волны ми носят характер стихийного бедствия, поэтому изучение ме-зма их зарождения, распространения и трансформации имеет боль-научное и практическое значение и играет важную роль в соз-и действенной системы предупреждения о катастрофических цу~
Несташюнарность процесса, большой диаппазон пространствен-масштабов явления, заметная, а иногда и определяющая роль не-йности на ряде этапов существования волн цунами и многое дру-делают математическое описание зарождения и распространения ми в реальных природных условиях очень сложной задачей, пока далекой от полного решения. И хотя.достигнутые успехи в физи-атематическом анализе явления цунами весьма значительны, ин-с к этому направлению исследований, где сочетаются необходи-ь развития сложного математического аппарата, численных ме-в и физических экспериментов и очевидные практические прило-н, не ослабевает как в нашей стране, так и за рубежом.
Целью работы является комплексное исследование различи! механизмов возникновения цунами численными методами с исполь; ванием физического эксперимента. При этом рассматриваются сл( щие модельные задачи:
I. Генерация цунами вертикальными смещениями участка дн< с исследованием характера проявления нелинейности в этой ыод<
Z. Возбуждение волн цунами бегущей подвижкой дна, моделі щей оползень (влияние свойств очага на параметры возникающей волны). Генерация волн на наклонном и горизонтальном дне для случаев движения подводного возвышения без остановки и на кої ное заданное расстояние.. Задача решалась численно и сопостав; лась с результатами проведенного эксперимента.
3. Генерация волн цунами горизонтальным сдвигом подводнс склона.
Научная новизна. Показано, что при генерации цунами вері кальними смещениями участка дна линейная теория дает несколь* завышенные значения смещения водной поверхности при положите/ ных подвижках и заниженные при отрицательных. Наличие этого j хождения представляет собой качественное проявление нелинейнс ти в процессе генерации цунами. Сделанная оценка позволяет за лючить, что в лабораторных экспериментах ослабление реальногс требования Tv- ~ 10 ( А - амплитуда волны, Н - глубина вол на порядок не приводит к заметному проявлению нелинейности и искажению результатов, однако, существенно упрощает техничеси сторону экспериментов.
Выявлено, что при бегущей подвижке, моделирующей ополэеи область наиболее эффективной генерации волн соответствует ско рости оползня, равной скорости длинных волн (явление резонанс
только в случав равномерного движения подводного возвышения <
ановки. fl случае движения оползня на конечное расстояние об-:ть наиболее эффективной генерации волн соответствует мекь-I скоростям подводного возвышения. Эта тенденция тем сильнее, і меньше пробег оползня. Указанное смещение области резонан-й генерации наблюдается и на наклонном дно. Этот результат ностью подтверждается проведенным физическим экспериментом.
Показано, что при возбуздеши цунами горизонтальным сдвиг подводного склона генерация волн производится только края-склона, причем основное влияние на эффективность генерации н оказывает не скорость сдвига (в пределах рассматриваемых льно возможных скоростей),а величина смещения склона.
Научно-практическая ценность. Результаты работы расширяют дставлекие о механизме генерации цунами. Полученные в работо кие могут быть использованы при дальнейшем совершенствовании ематических моделей возбуждения цунами, а также при оценке мокности и эффективности генерации волн цунами для коикрет-э очага.
Личный вклад автора. Автором самостоятельно созданы про-лмы для реализации поставленных задач на ЭШ, рассчитаки все ісимости, представленные в работе, проведен и обработан фиэи-шй эксперимент, а также осуществлен теоретический анализ ічи, обработка и йнтерприташя полученных численных и экс-шектальных данных.
Апробация работы. Материалы работы докладывались на семи-
і в ГОШе, семинарах кафедры физики меря и вод суши физичес-
» факультета МГУ, на университетских конференциях "Лемтао-
:кие чтения". . .-'
Публикации. Основные результаты диссертации изложены в статья», список которых приведен в конце автореферата.
Структура и объём диссертации. Диссетация состоит из і дения, четырех глав, выводов, приложения и списка литератур Общий объём диссетации \V~i страниц, в том числе *-о pv ков. Список литературы содержит 103 наименования, из них ЙЕ иностранных авторов.