Техника - молодёжи 1978-08, страница 43

Техника - молодёжи 1978-08, страница 43

скоростью реактивного самолета, а на шельфе, у побережья, — со скоростью автомобиля. Период волн колеблется примерно от 5—10 до 60—100 мин.

Высота самых сильных цунами в области их возникновения не превышает нескольких метров или даже дециметров, что составляет ничтожную долю (Ю-4—10~6) от длины волн. Поэтому говорить о цунами как о волнах можно лишь с точки зрения теории явления. Почувствовать или заметить цунами на борту судна в открытом океане невозможно. В перспективе, видимо, удастся разработать средства и методику обнаружения цунами в открытом океане путем дистанционных замеров с космических аппаратов.

Волны цунами обнаруживают себя только при подходе к берегу, особенно в вершинах бухт воронкообразной 'формы. Отсюда и сам термин — «цу-иами», что в переводе с японского означает «волна 4 гавани».

Вечером 15 июня 1896 года цунами высотой до 35 м обрушилось на побережье Санрику (Япония) и смыло прибрежные городки и деревни на протяжении 250 км. Погибло более 27 тыс человек. Рыбаки, возвращаясь утром домой, увидели страшную картину: океан, на несколько километров от берега устланный обломками домой и трупами, груды развалин, пустые площадки на месте прибрежных поселении.

Когда волна цунами обрушилась на порт Хило (Гавайи) в 1946 году.

то команда пакетбота, стоявшего в миле от берега, видела, как волны падают на крыши зданий на берегу, но не заметила их, когда они про ходили у корабля. Действительно, для кораблей в открытом море цунами совершенно безвредны.

Незначительная высота волны цунами но сравнению с ее длиной приводит к тому, что колебания частиц воды в горизонтальном направлении во много раз превышают их колебания по вертикали. В результате возникают мощные знакопеременные течения, охватывающие весь слой воды — от поверхности до дна, и распространяющиеся с огромной скоростью. У побережий скорость этих течений возрастает до 20 узлов.

Рельеф дна океанов и морей достаточно сложен. Поскольку скорость цунами зависит от глубины воды, то фронт цунами разворачивается в сторону мелководья, и к побережью волна подходит всегда под прямым углом независимо от места своего зарождения. При плавном изменении глубины воды вдоль пути распространения цунами высота волны у берегов возрастает, а ее длина сокращается.

Если цунами движется вдоль подводного хребта, то за счет соответствующего «разворота» фронтов над хребтом происходит аккумуляция энергии, и хребет начинает играть роль волновода, вдоль которого передается максимум энергии. Это явление было изучено академиком

М Лаврентьевым и его учениками.

От ступеней рельефа происходит частичное отражение энергии цунами, и под воздействием силы Кориолиса здесь формируются краевые волны

Самой крупной ступенью на дне океана является континентальный или островной склон, ограничивающий прибрежный шельф. Когда ну нами набегает иа шельф, здесь возникают собственные колебания объемов шепьфовых вод То же самое происходит при подходе цунами к бухтам и проливам. Все это нскажа ет характер волн цунами, и из уединенных волн вблизи очаговой обла сти они превращаются в слабо затухающие колебания уровня.

Высота подъема воды на берегу в равной степени зависит как от общей энергии цунами, так и от осо бенностей прибрежного подводного и надводного рельефа, и от характера грунта. Наибольший подъем воды происходит в вершинах клиновидных и воронкообразных бухт и на мысах, уходящих в море в виде под водных хребтов. Подвижный грунт, особенно валунно-галечниковый, час тично гасит энергию цунами.

У самого побережья цунами про является или в виде спокойного ПО вышения (понижения) уровня, или же в виде мощного потока воды н водяной стены высотой до десятков метров.

В среднем подъем воды вдоль побережья при наиболее сильных цунами достигает 10 м на протяжении

Зависимость сноростн распрострэ нения цунами от глубин моря. С уменьшением глубины падает спорость, но увеличивается высота волны.

куб, помещенный на реальный грунт, будет медленно (или быстро) погружаться, уплотняя материал действием всего веса, пока уплотнение не достигнет такой степени, что выполнится условие гидростатического равновесия (закои Архимеда). Времени для такого процесса у природы достаточно. Допустим теперь, что куб уравновесился по вертикали силами гидростатического типа, однако его основание оказалось наклоненным к горизонту под углом 1°. Тогда на грунты, окружающие куб, будет действовать компонента веса, параллельная основанию, — куб постарается съехать вдоль наклонной плоскости. Для нашего куба эта сила составит 50 млрд. т.

Давление, которое такая сила создаст на поверхности контакта

с грунтом, в среднем не очень велико — около 1 кг на квадратный сантиметр. Однако оно распределено на поверхности неодинаково: передняя грань куба сжимает окружающую среду, задняя действует на разрыв, боковые на сдвиг. Кроме того, поверхности куба и ореды ие пришлифованы — оии контактируют не по всей поверхности, а только в конечном чнеле точек. Давление в точках контакта может оказаться значительным, приложено же оно в течение неограниченного времени. В этих условиях должна сказаться прочностная усталость материала контактовой зоны — он либо потечет, либо разрушится. Под действием разности сил компоненты веса и прочностной реакции куб придет в движение И

будет встаашл»» явшш

стными связями. Если куб пришел в движение, значит, он приобрел скорость, а масса, обладающая скоростью, характеризуется кинетической энергией. За счет огромной массы кинетическая энергия куба также будет огромной.

Если гранитный куб со скоро стью 10 км переместится вдоль на клонцой плоскости под 1° к горизонту на расстояние 1 ем, он за 3,5 с наберет скорость около 0,6 см/с и при остановке отдаст среде в виде упругих волн энергию более 10 джоулей (это при условии, что нУК энергии уйдет на разрушение среды). Энергия движения передается в виде удара, при этом сохраняется количество движения нли механический импульс.

В удаузнлфк мжопкк дотеяькыж.

41

Обсуждение
Понравилось?
Войдите чтобы оставить комментарий
Понравилось?