Исследование механизмов генерации катастрофических цунами и анализ особенностей их распространения

• Автор: Мазова, Раиса Хаимовна
• Шифр специальности: 25.00.28
• Научная степень: Докторская
• Год защиты: 2007
• Место защиты: Нижний Новгород
• Количество страниц: 387 с. : ил.

ГЛАВА 1. СТАТИСТИЧЕСКИЙ АНАЛИЗ НАКАТА ВОЛН ЦУНАМИ НА БЕРЕГ ДЛЯ ТИХООКЕАНСКОГО РЕГИОНА И МОДЕЛЬ ГЕОДИНАМИЧЕСКОГО ОЧАГА ЗЕМЛЕТРЯСЕНИЯ

1.1.0 влиянии знака головной волны цунами на величину заплеска на берегу

1.2. О цунами с первой отрицательной волной на побережье

Тихого океана для сильных и умеренных магнитуд землетрясений

1.2.1. Сильные цунами с первой отрицательной фазой в Тихом океане

1.2.2. Накат цунами на побережье Чили-Перу

1.3.0 законе повторяемости высот цунами (побережье Чили-Перу)

1.4. Геодинамическая модель очага цунамигенных землетрясений

ГЛАВА 2. ЛИНЕЙНЫЕ ОЦЕНКИ И НЕЛИНЕЙНЫЕ ЭФФЕКТЫ

ПРИ НАКАТЕ ВОЛН ЦУНАМИ

2.1. О влиянии формы подходящей к берегу длинной волны на

характер заплеска
2.1.1. Влияние нелинейности на форму волны и характер наката
2.1.2. О влиянии формы волны на характер наката на примере класса лоренцевых импульсов
2.1.3. Параметры обрушения положительных и отрицательных волн
2.2. Исследование аномального поведения локальных цунами
2.2.1. Аналитическая модель наката диполярной волны
2.2.2. Численное моделирование наката диполярной волны
2.2.3. Результаты численного моделирования
2.2.4. К оценке пределов применимости линейной теории в задачах наката длинных волн
2.3. О характеристиках отражения волны цунами при накате на берег
2.3.1. Постановка задачи
2.3.2. Отражение волны от плоского откоса

2.3.3. Отражение волны от откоса, сопряженного с ровным дном
2.3.4. Численное моделирование отраженной волны от откоса, сопряженного с ровным дном
2.4. Об учете диссипации при накате длинных волн на берег
ГЛАВА 3. ИССЛЕДОВАНИЕ ЭВОЛЮЦИИ ВОЛН ЦУНАМИ, ВЫЗВАННЫХ СХОДОМ ПОДВОДНОГО ОПОЛЗНЯ
3.1. Источники, причины и особенности цунами, вызванных сходом подводного оползня
3.1.1. Возможные причины подводных оползней
3.1.2. Основные модели подводных оползней
3.1.3. Сравнение вязкопластической модели и модели твердого
блока для подводного оползня
3.1.4. Модель деформируемого дна
3.1.5. Модель подводного оползня как лоронасыщенной, упругопластической среды
3.2. Постановка задачи
3.2.1. Геоморфология Коринфской бухты (Греция)
3.2.2. Модель, используемая при расчетах движения подводного
оползня
3.2.3. Модель, используемая для расчета волн цунами, вызванных сходом подводного оползня
3.3. Результаты численного моделирования
3.4. Одномерный анализ наката длинной волны на берег от шельфового оползня с разной локализацией
3.4.1. Расчет наката волны цунами при движении оползня, сползающего с уреза воды
3.4.2. Расчет наката волны цунами при движении оползня, локализованного на подводном склоне шельфа
3.4.3. Расчет наката волны цунами при движении оползня, сползающего с сухого берега в воду
ГЛАВА 4. АНАЛИЗ КАТАСТРОФИЧЕСКОГО ЦУНАМИ
26 ДЕКАБРЯ 2004 г. В ИНДИЙСКОМ ОКЕАНЕ
4.1. Введение
4.2. Анализ работ по цунами в Индийском океане 26 декабря 2004 года
4.2.1. Обзор работ по цунами в Индийском океане 26 декабря 2004 года
4.2.2. Выбор характеристик сейсмического очага
4.3. Численное моделирование генерации и распространения волн цунами динамическим очагом, состоящим из различного числа блоков для модельной геометрии
4.3.1. Постановка задачи
4.3.2. Управляющие уравнения
4.3.3. Численное моделирование генерации, распространения и наката цунами в рамках клавишной модели очага (прямая зона субдукции) в приближении ровного дна
4.3.4. Численное моделирование генерации цунами в клавишной модели очага (косая (Sumatra-like) зона субдукции) в приближении ровногодна
4.3.5. Влияние времени подготовки землетрясения в сейсмическом очаге
на величины максимальных заплесков и их распределение на берегу
4.4. Численное моделирование генерации и распространения волн цунами динамическим очагом, состоящим из различного числа блоков для реальной батиметрии
4.4.1. Математическая модель
4.4.2. Численная модель
4.4.3. Основные положения моделирования
4.4.4. Влияние длины очага на характеристики распространяющейся волны и величины высот волн вдоль побережья
4.4.5. Численное моделирование генерации и распространения волн цунами динамическим очагом, состоящим из различного числа блоков
4.4.6. Спектральный анализ полученных результатов численного моделирования волн цунами
ГЛАВА 5. ЦУНАМИ НА ДАЛЬНЕМ ВОСТОКЕ. АНАЛИЗ И
ПРОГНОЗ
5.1. Численное моделирование цунами в Курило-Камчатском регионе...
5.1.1. Концепция «сейсмической бреши» Курильской островной дуги
5.1.2. Обоснование применения клавишной модели очага землетрясения
5.1.3. Модели сейсмического очага, используемые для расчета формирования цунами

участке контактной поверхности превосходит предел прочности и движение на ней ускоряется. Этот процесс в зависимости от времени подготовки землетрясения и уровня начальных напряжений перед сейсмической подвижкой будет протекать совершенно различно. И при одном и том же вертикальном смещении генерируемые им волны цунами будут совершенно различными [Lobkovsky et al,, 2005].
Наиболее важным сейчас является моделирование такого процесса в очаге землетрясения, который бы наиболее полно отвечал возможным движениям, происходящим в окрестности очага землетрясения в первые минуты после начала землетрясения. Поэтому для проведения численного моделирования необходимо понять каким образом определялись размеры, направления, и интенсивность этого сейсмического очага. В настоящее время существуют как сейсмические, так и гидроакустические методики, позволяющие определять размеры очага и ориентацию разрыва в очаге землетрясения и некоторые другие его характеристики.
Хотя в настоящее время существует существует ряд численных моделей и программных комплексов (см., напр., [Titov et al., 2005]), позволяющих достаточно точно выполнить расчет цунами с учетом реальной батиметрии и начальных движений дна, наибольшая неопределенность в расчете возможных сценариев возникает при выборе модели сейсмического источника. Наиболее распространенная методика использует сейсмические данные для определения ориентации разрыва в очаге и смещения его берегов. Затем, с помощью решения статической задачи о дислокации в упругом полупространстве, вычисляют распределение перемещений на его поверхности [Okada, 1985] и производят пересчет распределений перемещений дна на поверхность океана. Полученные смещения водной поверхности принимаются за начальные условия и проводится расчет распространения волны в данной акватории с учетом реальной батиметрии. Такой подход не учитывает реальное строение земной коры и литосферы, а также начальное распределение начальных напряжений в зоне подготовки землетрясения. Кроме того, статическое решение не учитывает