Tsunami

Tsunami uderzył w wybrzeże Tajlandii niedaleko Ao Nang 26 grudnia 2004
Animacja tsunami 3D

Tsunami (lub rzadko a) tsunami ( japońskie 津 波, dosłownie `` fala portowa ''), dawniej znane w języku niemieckim jako fala trzęsienia ziemi , to sekwencja szczególnie długich fal wodnych, które mogą rozprzestrzeniać się na bardzo duże odległości i jako takie skutkować wypieranie wody lub morza stanowi represję.

Wnikając w obszary płytkiej wody, morze jest ściśnięte i gromadzi się w kilku wysokich falach pływowych na wybrzeżach . Niosą one wodę z wielką siłą daleko poza linię brzegową i zwykle powodują ogromne szkody. Podczas późniejszego odwrotu materiał niesiony na zalanym lądzie, często także ludzie i zwierzęta, jest w większości wypłukiwany daleko do oceanu.

Tsunami powstają w wyniku nagłego wypierania się wody, np. B. gdy części dna oceanu są podnoszone lub opuszczane podczas podmorskiego trzęsienia ziemi lub gdy duże masy ziemi i skał zsuwają się do wody, a także z powodu gwałtownych wiatrów ( Meteotsunami ), ale także z powodu sztucznie wywołanych eksplozji lub, rzadko ze względu na wpływ ciała niebieskiego .

Tsunami występują nie tylko na pełnym morzu, nawet na jeziorach śródlądowych nazywanych tsunami śródlądowymi .

etymologia

Termin tsunami (po japońsku: fala portowa) został wymyślony przez japońskich rybaków, którzy wrócili z połowów i zastali wszystko zdewastowane w porcie, chociaż nie widzieli ani nie poczuli fali na otwartym morzu. Dlatego nazwali tajemnicze fale Tsu-nami, co oznacza „fala w porcie”.

Seria niszczycielskich tsunami w latach 1945–1965 sprawiła, że ​​to naturalne zjawisko stało się znane na całym świecie i stało się podstawą prac naukowych, w wyniku których zwyciężył japoński termin internacjonalizm . Zwłaszcza po silnym trzęsieniu ziemi na Oceanie Indyjskim w 2004 roku , które wywołało niezwykle niszczycielskie tsunami, słowo to było na ustach wszystkich.

Wstępny opis

Najwcześniejszy znany naukowy opis tego naturalnego zdarzenia wraz z dokładną analizą przyczyny pochodzi od austriackiego geologa Ferdynanda von Hochstettera , który w kilku publikacjach Imperialnego Trzęsienia Ziemi z 13 sierpnia 1868 r. Academy of Sciences w 1868 i 1869 roku na wschodnim wybrzeżu Nowej Zelandii i Australii w kontekście przyczynowym. Na podstawie rejestracji opóźnionych w czasie ze stacji obserwacyjnych obliczył prędkość fal od 325 do 464 mil morskich na godzinę, a także odkrył, że fale pływowe wpływają na masy wody na dużych głębokościach.

Powstanie

Powstawanie i rozmnażanie tsunami

Około 90% tsunami jest wywoływane przez silne trzęsienia ziemi poniżej dna oceanu (tak zwane trzęsienia morskie ); pozostałe powstają w wyniku erupcji wulkanów , osuwisk podmorskich i, w bardzo rzadkich przypadkach, uderzeń meteorytów . Ponadto z. B. opisał " Meteotsunami " wywołane silnymi wiatrami na froncie burzy .

Tsunami występują najczęściej na Pacyfiku około 80% : Na skraju Pacyfiku, w strefie subdukcji z tej Pacyfiku Ring of Fire , tektoniczne płyty skorupy ziemskiej ( litosfery ) wcisnąć sobie nawzajem. Płyty zazębiające się wytwarzają napięcia, które nagle rozładowują się w nieprzewidywalnym momencie, wywołując trzęsienia ziemi i trzęsienia morza. Płyty tektoniczne są przesunięte w poziomie i w pionie. Przesunięcie pionowe również podnosi lub obniża masy wody powyżej. Dzięki grawitacji woda jest rozprowadzana we wszystkich kierunkach w postaci grzbietu lub doliny fali; im głębszy ocean, tym szybciej. Fala rozchodzi się we wszystkich kierunkach. Przez większość czasu strefa pęknięcia okrętu podwodnego nie jest płaska, ale liniowa, wtedy czoło fali przesuwa się v. za. w dwóch kierunkach (pod kątem prostym od linii przerwania).

Trzęsienie ziemi może spowodować tsunami tylko wtedy, gdy spełnione są wszystkie trzy z poniższych warunków:

  • Trzęsienie ziemi osiąga siłę 7 lub więcej stopni .
  • Jego hipocentrum znajduje się blisko powierzchni ziemi na dnie oceanu.
  • Powoduje pionowe przesunięcie dna morskiego, które wprawia w ruch słup wody powyżej.

Tylko jeden procent trzęsień ziemi w latach 1860-1948 spowodował wymierne tsunami.

Rozpiętość

Tsunami zasadniczo różnią się od fal wywołanych przez burze. Te ostatnie nazywane są falami płytkiej wody lub falami głębokiej wody, w zależności od głębokości wody w stosunku do długości fali. W przypadku fal głębokiej wody fala nie ma kontaktu z dnem, a głębsze warstwy wody pozostają niewzruszone. Zatem prędkość propagacji nie zależy od głębokości wody. Jeśli taka fala przedostanie się do płytszej wody, staje się falą płytkiej wody, poruszając cały słup wody i zwalniając. Ze względu na dużą długość fal tsunami są prawie wszędzie płytkimi falami wodnymi. W przeciwieństwie do fal wiatru poruszają całą kolumną wody. Dlatego ich prędkość jest praktycznie wszędzie zależna od głębokości wody.

Tsunami to fale grawitacyjne

Kiedy rozprzestrzenia się tsunami, porusza się cała kolumna wody (wielkość przesadzona); jednakże, w przeciwieństwie do pokazanego tutaj, amplituda ruchu maleje wraz ze wzrostem głębokości i osiąga zero na dnie.

Propagacja fal jest zawsze możliwa, gdy odchylenie od położenia równowagi , w tym przypadku wzrost lub spadek poziomu wody, powoduje przeciwstawną siłę przywracającą . W przypadku fal oceanicznych siła grawitacji działa jak siła przywracająca , która działa w kierunku możliwie najbardziej poziomej powierzchni wody. Z tego powodu tsunami są liczone jako fale grawitacyjne . W szczególności tsunami nie jest ani falą ciśnienia, ani falą dźwiękową . Ściśliwość , lepkość i turbulencja nie są istotne. Aby zrozumieć fizykę tsunami, wystarczy wziąć pod uwagę potencjalny przepływ idealnej, tj. Beztarciowej, nieściśliwej i wolnej od wirów cieczy. Matematycznie tsunami opisuje się jako rozwiązania równania Kortewega-de-Vriesa .

Teoria fal grawitacyjnych jest uproszczona w dwóch granicznych przypadkach fal głębokich i płytkich . Normalne fale, które są spowodowane np. Wiatrem, poruszającymi się statkami lub wrzucanymi do wody kamieniami, to w większości fale głębokowodne, ponieważ ich podstawa znajduje się zwykle nad dnem wody, czyli tam, gdzie fala nie wywołuje już żadnych skutków. . Z kolei tsunami jest falą płytkiej wody nawet w najgłębszym oceanie, ponieważ cały słup wody jest poruszany, a wolniejszy ruch w kierunku propagacji fal można również określić na dnie oceanu. Odpowiada to faktowi, że w tsunami długość fali (odległość od jednego grzbietu do następnego) jest znacznie większa niż głębokość wody. Przenosi się tu znacznie większa ilość wody.

Tsunami można po prostu opisać dwoma podstawowymi parametrami:

  • jego energia mechaniczna ;
  • okres jej fali : czas, który mija, w którym dwa kolejne grzbiety fal przechodzą przez ten sam punkt.

Podczas propagacji tsunami te dwa parametry pozostają w dużej mierze stałe, ponieważ straty energii spowodowane tarciem są pomijalne ze względu na dużą długość fali .

Tsunami sejsmiczne mają długie okresy fal, trwające od dziesięciu minut do dwóch godzin. Tsunami generowane przez zdarzenia inne niż trzęsienia ziemi często mają krótsze okresy fal, od kilku minut do kwadransa. Inne właściwości, takie jak wysokość i długość fali lub prędkość propagacji, zależą tylko od głębokości morza, oprócz dwóch podstawowych parametrów.

prędkość

Rozprzestrzenianie się tsunami z 26 grudnia 2004 r

Prędkość tsunami zależy od głębokości morza: im głębsze morze, tym szybsze tsunami. Prędkość fali tsunami (a dokładniej: prędkość fazowa ) wynika z pierwiastka iloczynu przyspieszenia ziemskiego i głębokości wody

Prędkość propagacji w oceanach (głębokość wody ok. 5000 m) wynosi ok. 800 km / h. Jest to porównywalne z prędkością przelotową samolotu. Dlatego tsunami może przepłynąć całe oceany w ciągu kilku godzin i rozprzestrzenić się do 20 000 km bez natychmiastowego zauważenia. Natomiast w przypadku fal generowanych przez wiatr prędkości wahają się od 8 km / h do 100 km / h. Na małych głębokościach, czyli w pobliżu wybrzeża, tsunami zwalnia, co widać na sąsiedniej animacji. Zmniejsza to również długość fali, co prowadzi do wzrostu wysokości fali i ostatecznie do jej przerwania .

Fale grawitacyjne są spowodowane jednoczesnym ruchem dużych mas wody. Każda indywidualna część objętości wody porusza się tylko w niewielkich ilościach. Można to nawet określić ilościowo dla płytkiej fali grawitacyjnej o amplitudzie występującej w akwenach wodnych : Prędkość, z jaką materia wchodząca w skład fali porusza się po okręgu, jest czynnikiem mniejszym niż prędkość fazowa fali. Współczynnik ten jest tego samego rzędu wielkości dla dużego tsunami : jeśli fala rozchodzi się na otwartym morzu , elementy wody poruszają się tylko wraz z nią . Jest to niewielkie w porównaniu z prądami i falami wiatru i nie można ich bezpośrednio obserwować. Jednocześnie wyjaśnia niską utratę energii fali grawitacyjnej podczas jej migracji.

długość fali

Czasy propagacji (w godzinach) tsunami z 1960 (Chile) i 1964 (Alaska)

Ponieważ ich długość fali jest znacznie większa niż głębokość morza , tsunami to tak zwane fale płytkiej wody. Typowe długości fal tsunami wynoszą od 100 do 500 km. Z drugiej strony długości fal fal generowanych przez wiatr osiągają tylko od 0,2 km do 1 km. Ogólnie rzecz biorąc, związek dotyczy fal

między prędkością , długością fali i okresem fali .

Przy prędkości tsunami z góry i wskazaniu długości fali typowe okresy fal mogą przekroczyć

można obliczyć w następujący sposób:

to czas, który upływa, zanim nadejdzie druga fala.

Wybrzeże Leupung po tsunami w prowincji Aceh w Indonezji

Im dłuższa długość fali, tym mniejsze straty energii podczas propagacji fali. W przypadku propagacji kołowej energia, z jaką fala uderza w pas wybrzeża, jest w pierwszym przybliżeniu odwrotnie proporcjonalna do odległości od miejsca powstania tsunami.

Prędkość i długość fali tsunami jako funkcja głębokości wody
Głębokość (m) Prędkość (km / h) Długość fali (km)
0010 036 010.6
0050 079 023, 0
0200 159 049, 0
2000 504 151, 0
4000 713 213, 0
7000 943 282, 0
Łódź tajlandzkiej straży przybrzeżnej, która w wyniku tsunami z 26 grudnia 2004 r . Została umyta w głąb lądu dokładnie 1,8 km.

Amplituda (wysokość fali)

Wysokość fali ( amplituda ) tsunami zależy od energii i głębokości wody . Poniższe dotyczy tsunami o dużej długości fali:

Oznacza to, że amplituda rośnie wraz z mniejszą głębokością wody . Na otwartym morzu zmniejsza się tylko o czynnik wraz ze wzrostem odległości (fale sferyczne, które rozchodzą się w głąb, zmniejszają się o ten czynnik ). Można to zilustrować, wrzucając kamień do płytkiej kałuży. Amplituda fal wodnych zmniejsza się tylko zauważalnie, ponieważ energia jest rozprowadzana po okręgu na większym grzbiecie fal. Strata energii spowodowana wewnętrznym tarciem wody jest znikoma, a impuls jest przekazywany prawie bez osłabienia. Energia fali tsunami na otwartym morzu jest osłabiona jedynie przez jej geometryczną ekspansję. Fale tsunami mogą więc kilkakrotnie okrążyć kulę ziemską. W przypadku fal tsunami o mniejszych długościach - zwykle nie wywołanych przez trzęsienia ziemi - amplituda może spadać znacznie szybciej wraz z odległością.

Na otwartym oceanie amplituda rzadko przekracza kilka decymetrów . W związku z tym poziom wody podnosi się i ponownie obniża powoli i tylko nieznacznie, dlatego na otwartym morzu zwykle nie zauważa się nawet wystąpienia tsunami.

Niszczycielska siła tsunami nie jest zasadniczo określana przez jego amplitudę, ale przez okres fali i ilość transportowanej wody.

Uderzenie w wybrzeże

Energia fal, która wciąż była szeroko rozpowszechniona na otwartym oceanie, jest skupiana przez nieliniowe mechanizmy, gdy tsunami zbliżają się do wybrzeży. Następnie fale są hamowane, ściskane i wstają.

Wzrost amplitudy

Kiedy uderza w wybrzeże, amplituda wzrasta; zmniejsza się długość fali i prędkość tsunami (patrz tabela).

W pobliżu wybrzeża woda staje się płytka. W rezultacie zmniejsza się długość fali i prędkość fazowa (patrz tabela). Ze względu na zachowanie całkowitej energii (patrz prawo zachowania energii ) dostępna energia jest zamieniana na energię potencjalną , co zwiększa amplitudę fali i prędkość materii. Energia fali tsunami jest coraz bardziej skoncentrowana, aż z pełną siłą uderza w wybrzeże. Zawartość energii ciągu fal jest proporcjonalna do przekroju pomnożonego przez długość fali i kwadratu prędkości cząstek, a w przybliżeniu wspomnianym powyżej jest niezależna od wysokości grzbietu fali h .

Typowe amplitudy, gdy tsunami uderza w wybrzeże, są rzędu 10 m. W dniu 24 kwietnia 1771 r. W pobliżu japońskiej wyspy Ishigaki odnotowano rekordową wysokość 85 m na płaskim terenie. Amplituda może wzrosnąć do około 50 m w pobliżu brzegu klifu głębinowego. Jeśli tsunami wpadnie do fiordu , fala może wzrosnąć do ponad 100 m.

W zatoce Lituya na Alasce wykryto fale, które nie przekraczały 100 m wysokości, ale przetaczały się po wzgórzu o wysokości 520 m ( megatsunami ). Jednak te gigantyczne fale nie powstały jako efekt dalekiego zasięgu trzęsienia ziemi, ale raczej w wyniku przemieszczania się wody w samym fiordzie: gwałtowne trzęsienia ziemi spowodowały, że zbocza gór zsunęły się do fiordu i nagle spowodowały jego przelanie.

Gromadzenie się mas wody następuje tylko w wyniku stopniowego spłaszczania wody, co prowadzi do zmniejszenia prędkości propagacji, a tym samym długości fal, co musi prowadzić do wzrostu amplitud mas wody. Jeśli wybrzeże ma również kształt zatoki, masy wody są również nakładane bocznie lub skupione, co może dodatkowo zintensyfikować wzrost amplitudy spowodowany pionowym profilem wody, zwłaszcza gdy występują rezonanse (długości fal rzędu wielkości liniowej). wymiary pola). Na wysokich klifach na kontynencie tsunami może osiągnąć znaczne wysokości do surfowania, ale zwykle nie wnika daleko w głąb lądu. Ponadto atole wznoszące się stromo z głębin morskich o wymiarach liniowych znacznie mniejszych niż długość fali tsunami są ledwo dostrzegalne na otwartym oceanie i tylko płytko zalewane.

Masa wody, którą tsunami przenosi nad wybrzeżem do lądu, nazywana jest rozbieraniem . Maksymalna wysokość nad poziomem morza, która osiąga wodę, wysokość rozbiegu ( wysokość rozbiegu ).

Efekty załamania

Zmiana prędkości propagacji fal, gdy tsunami zbliża się do wybrzeża, zależy od profilu głębokości dna morskiego. W zależności od lokalnych warunków mogą wystąpić efekty refrakcji: tak jak światło zmienia kierunek, gdy przechodzi z powietrza do wody lub szkła, tsunami zmienia również kierunek, gdy przechodzi po przekątnej przez strefę, w której zmienia się głębokość morza. W zależności od pochodzenia tsunami i podwodnej topografii, tsunami może skupiać się na poszczególnych obszarach przybrzeżnych. Efekt ten nie może być wyraźnie oddzielony od efektu lejka fiordu i można go nałożyć na siebie.

Odwrót na morze

Podobnie jak sygnał akustyczny, tsunami nie składa się z pojedynczej fali, ale z całego pakietu fal o różnych częstotliwościach i amplitudach. Fale o różnych częstotliwościach rozchodzą się z nieco różnymi prędkościami. Dlatego poszczególne fale paczki sumują się w różny sposób z miejsca na miejsce iz minuty na minutę. Tsunami można najpierw zaobserwować jako grzbiet fali lub najpierw jako dolinę fali w jednym punkcie na wybrzeżu. Jeśli przyczyną tsunami jest zsuwanie się zbocza lub pęknięcie płyty kontynentalnej, wówczas woda jest przyspieszana w kierunku dna . Woda jest wypierana i początkowo tworzy się dolina fal. Następnie woda cofa się i tworzy się grzbiet fali. Kiedy fala dociera do wybrzeża, linia brzegowa cofa się, prawdopodobnie o kilkaset metrów. Jeśli tsunami uderzy w nieprzygotowaną populację, może się zdarzyć, że ludzi przyciągnie zamiast nich niezwykły widok cofającego się morza. nadejście fali pływowej, aby uciec na wyższy poziom.

Przepływ Stokesa

Przedstawienie tsunami uderzającego o wybrzeże

Kiedy amplituda tsunami w pobliżu wybrzeża nie jest już pomijalnie mała w porównaniu z głębokością wody , część drgań wody jest przekształcana w ogólny ruch poziomy, znany jako prąd Stokesa . W bezpośrednim sąsiedztwie wybrzeża ten szybki ruch poziomy jest bardziej odpowiedzialny za zniszczenie niż podniesienie się poziomu wody.

W pobliżu wybrzeża prąd Stokesa ma teoretyczną prędkość wynoszącą

z prędkością fazową tsunami i przyspieszeniem ziemskim , tj .:

Przepływ Stokesa osiąga więc kilkadziesiąt km / h.

Zagrożenia i ochrona

Tsunami należą do najbardziej niszczycielskich klęsk żywiołowych, z jakimi ludzie mogą się zmierzyć, ponieważ potężne tsunami może przenosić swoją niszczycielską energię na tysiące kilometrów, a nawet przenosić ją po całym świecie. Bez ochronnych skał przybrzeżnych, fale o wysokości kilku metrów mogą wnikać w głąb kraju kilkaset metrów. Uszkodzenia spowodowane przez tsunami podczas penetracji zwiększają się, gdy masy wody ponownie odpływają. Szczytowa wysokość tsunami ma jedynie ograniczoną wartość informacyjną dotyczącą jego niszczycielskiej mocy. Zwłaszcza na niskich wysokościach nawet fale o niewielkiej wysokości, wynoszące zaledwie kilka metrów, mogą spowodować zniszczenia podobne do dużego tsunami o długości kilkudziesięciu metrów.

26 grudnia 2004 r. W wyniku wielkiego tsunami w Azji Południowo-Wschodniej zginęło co najmniej 231 000 osób. Fala została wywołana przez jedno z najsilniejszych odnotowanych trzęsień ziemi. Niszczycielski efekt był głównie spowodowany dużą ilością wody, która uderzała w ląd na kilometr linii brzegowej, podczas gdy wysokość fal, wynosząca przeważnie zaledwie kilka metrów, była stosunkowo niska.

Strefy niebezpieczne

Znak ostrzegawczy tsunami na plaży Ko Samui w Tajlandii

Najczęstsze tsunami występują na zachodnich i północnych krawędziach płyty Pacyfiku , w Pacyficznym Pierścieniu Ognia .

Ze względu na swoje położenie geograficzne Japonia ucierpiała najwięcej z powodu tsunami w ciągu ostatnich tysięcy lat. W tym czasie zginęło ponad 160 000 osób. Tradycyjnie tablice informacyjne dotyczące tsunamistów wskazywały na katastrofy z przeszłości i ostrzegały przed niepoważnymi osadami w pobliżu wybrzeża. Obecnie Japonia ma skuteczny system wczesnego ostrzegania . Istnieją regularne programy szkoleniowe dla ludności. Wiele miast przybrzeżnych Japonii jest chronionych wałami przeciwpowodziowymi . Jednym z przykładów jest ściana o wysokości 105 mi szerokości 25 m na wyspie Okushiri .

Z drugiej strony w Indonezji połowa tsunami jest dziś nadal katastrofalna. Większość mieszkańców wybrzeża nie wie o oznakach wystąpienia tsunami. Większość kraju jest również bardzo płaska, a masy wody płyną w głąb lądu. Zobacz także: 2004 Ocean Indyjski trzęsienie ziemi i tsunami i trzęsienie ziemi Java w lipcu 2006 roku .

Tsunami występują również na europejskich wybrzeżach, choć znacznie rzadziej. Ponieważ płyty adriatyckie , egejskie i afrykańskie w pewnych miejscach schodzą poniżej płyty euroazjatyckiej , trzęsienia ziemi w Morzu Śródziemnym i Atlantyku mogą w tych miejscach powodować tsunami. Trzęsienie ziemi na wybrzeżu Czarnogóry w 1979 r. (Mw 7.2) wywołało tsunami, które zabrało domy wzdłuż 15-kilometrowego wybrzeża.

Meteor strajk może również wywołać tsunami. Ciało niebieskie z większym prawdopodobieństwem uderzy w morze niż w ziemię, ponieważ oceany stanowią większość powierzchni Ziemi. Aby jednak wywołać tsunami, potrzebne są bardzo duże meteoryty.

Efekty

Statki wyrzuciły na brzeg i zniszczyły drewniane domy w Japonii w 2011 roku
Na lotnisku w Sendai w marcu 2011 r. Powodzie dotarły do ​​pięciu kilometrów w głąb lądu.

W porównaniu z bezpośrednimi zniszczeniami w wyniku trzęsień ziemi, erupcji wulkanów, osuwisk ziemi lub lawin kamiennych, które zwykle występują tylko lokalnie lub na stosunkowo ograniczonych przestrzennie obszarach, tsunami może siać spustoszenie na wybrzeżach oddalonych o tysiące kilometrów i pochłaniać ludzkie życie.

Rafy, piaszczyste łachy lub płytkie wody u wybrzeży mogą zmniejszyć niszczycielską siłę fal tsunami, a czasami specjalne konstrukcje falochronów, takie jak te zbudowane na niektórych szczególnie zagrożonych obszarach przybrzeżnych Japonii. Istnieją jednak również przykłady, że niezbędne przejścia w takich konstrukcjach ochronnych lokalnie niebezpiecznie zwiększały prędkość przepływu i wysokość fali tsunami, a tym samym zwiększały również uszkodzenia w obszarze faktycznie chronionym.

Doświadczenie z Japonii pokazuje, że amplitudy tsunami poniżej 1,5 m generalnie nie stanowią zagrożenia dla ludzi ani konstrukcji. Ale zdarzają się takie przypadki, jak nocny nadejście tsunami w Nikaragui w 1992 r., Kiedy to głównie dzieci, które spały na podłodze w chatach rybackich na plaży, utonęły w wodzie, która w niektórych miejscach wzrosła tylko o 1,5 m. Przy falach o wysokości powyżej 2 m, lekkich konstrukcjach wykonanych z drewna, blachy, gliny oraz przy falach o wysokości powyżej 3 m konstrukcje z bloczków betonowych są zwykle całkowicie zniszczone. Przy falach o wysokości powyżej 4 m liczba ofiar śmiertelnych gwałtownie wzrasta. Z drugiej strony, solidne konstrukcje żelbetowe mogą wytrzymać fale tsunami o wysokości do 5 m. Dlatego też górne kondygnacje żelbetowych wieżowców lub hoteli mogą służyć również jako schronienie w przypadku bardzo krótkich czasów ostrzegania i niewielkich szans na ucieczkę na świeżym powietrzu.

Tsunami często penetrują setki metrów, szczególnie wysokie fale nawet na kilka kilometrów, w płaskie obszary przybrzeżne i nie tylko niszczą tam osady ludzkie, ale także powodują, że obszary rolnicze i studnie stają się bezużyteczne z powodu zasolenia i zamulenia. Ponieważ masy wody kilkakrotnie wnikają i cofają się, równiny zalewowe są zaśmiecone błotem i piaskiem, roztrzaskanymi przedmiotami i fragmentami budynków. Statki w portach są wyrzucane na ląd, drogi są blokowane, tory kolejowe zmywane, a tym samym bezużyteczne. Nisko położone obszary portowe i osady rybackie są często przez długi czas pod wodą i nie nadają się do zamieszkania. Ponadto istnieje zagrożenie wynikające z wycieku beczek z paliwem i chemikaliami, zalania oczyszczalni ścieków lub dołów kanalizacyjnych oraz zwłok ludzi i zwierząt. W szczególności w regionach tropikalnych zwiększa to ostre ryzyko zatrucia wodą pitną, wybuchów epidemii i tym podobnych. Bezpośrednie szkody spowodowane przez tsunami są często nasilane przez wybuch pożaru w wyniku zerwanych przewodów gazowych i zwarć elektrycznych, często w związku z wyciekiem paliwa z osieroconych statków i pojazdów lub nieszczelnych zbiorników w portach. Konsekwencją szkód może być całkowita katastrofa zakładów przemysłowych położonych blisko wybrzeża, jak w 2011 roku w japońskiej elektrowni atomowej Fukushima , gdzie doszło do częściowego stopienia rdzenia z niekontrolowanym uwolnieniem substancji radioaktywnych . Biotopy przybrzeżne (lasy namorzynowe, rafy koralowe itp.) Również mogą zostać poważnie uszkodzone i trwale naruszone przez tsunami.

Systemy wczesnego ostrzegania

Syreny alarmowe w przypadku tsunami w Timorze Wschodnim

Systemy wczesnego ostrzegania przed tsunami wykorzystują fakt, że pewne informacje o możliwym wystąpieniu tsunami można uzyskać, zanim samo tsunami będzie mogło rozwinąć swoją niszczycielską siłę. Fale sejsmiczne rozprzestrzeniają się znacznie szybciej niż sama fala tsunami. Jeśli np. Dostępna jest dostatecznie gęsta sieć stacji sejsmicznych, to już po kilku minutach można wyciągnąć precyzyjne wnioski na temat lokalizacji i siły trzęsienia ziemi, a tym samym przewidzieć ewentualne zagrożenie tsunami. Stacje GPS mierzą przemieszczenie powierzchni ziemi z centymetrową dokładnością, co można ekstrapolować na dno morskie i umożliwia precyzyjną prognozę zagrożenia tsunami. Boje mierzą falę tsunami bezpośrednio na pełnym morzu, więc istnieje czas ostrzegawczy z wyprzedzeniem.

W ciągu ostatnich kilku dziesięcioleci wiele państw stworzyło techniczne systemy wczesnego ostrzegania, które rejestrując ruchy płyt sejsmograficznych mogą wykrywać tsunami w miarę ich powstawania, tak aby zagrożone obszary przybrzeżne mogły zostać ewakuowane z zyskiem czasowym. Dotyczy to zwłaszcza Oceanu Spokojnego . W latach 1950 i 1965, sieć czujników została powołana tam na dnie morza i innych ważnych punktów, które stale mierzą wszystkie istotne dane i zgłoś go za pośrednictwem satelity do Ostrzeżenie Pacific Tsunami Center (PTWC) w Honolulu , na Hawajach . To stale ocenia dane i może emitować ostrzeżenie o tsunami w ciągu 20 do 30 minut. Ponieważ dotknięte państwa dysponują skutecznym systemem komunikacji i regionalnymi planami operacyjnymi, istnieje duża szansa, że ​​w razie katastrofy działania ratunkowe zostaną podjęte w odpowiednim czasie.

Niektóre nadmorskie miasta w Japonii chronią się za pomocą wałów o wysokości do 10 mi szerokości 25 m, których bramy można zamknąć w ciągu kilku minut. Ponadto dział ochrony wybrzeża używa kamer do monitorowania poziomu morza pod kątem zmian. System wczesnego ostrzegania  automatycznie uruchamia alarm tsunami w przypadku trzęsienia ziemi o sile 4, aby umożliwić ewakuację mieszkańców .

Niestety, niektóre państwa dotknięte zagrożeniem nie mają jeszcze tych systemów, a ich sieć informacyjna jest tak słabo rozwinięta, że ​​wcześniejsze ostrzeganie jest możliwe tylko w ograniczonym zakresie lub wcale. Dotyczy to zwłaszcza Oceanu Indyjskiego . Zdarza się również, że władze nie przesyłają turystom ostrzeżeń przed tsunami w obawie przed utratą źródła dochodu.

W następstwie katastrofy powodziowej w Azji Południowej w 2004 r. Stany nad Oceanem Indyjskim zdecydowały się ustanowić system wczesnego ostrzegania przed tsunami.

Indonezja zamówiła niemiecki system wczesnego ostrzegania - niemiecki indonezyjski system wczesnego ostrzegania przed tsunami (GITEWS) - który został opracowany na zlecenie niemieckiego rządu federalnego przez Geoforschungszentrum (GFZ) Poczdam i siedem innych instytucji, który został uruchomiony w listopadzie 2008 r. i działa od marca 2011 r. Ten złożony system, wykorzystujący czujniki sejsmiczne i technologię GPS, umożliwia jeszcze dokładniejsze przewidywania niż PTWC. Na początku używano także boi, które unosiły się na powierzchni morza. Jednak te okazały się zawodne.

Malezja ustanowiła malezyjski krajowy system wczesnego ostrzegania przed tsunami ( MNTEWS ), który obecnie umożliwia ostrzeżenie ludności w ciągu dwunastu minut od zdarzenia. Zapowiedziano, że w 2012 roku czas alarmu zostanie skrócony do dziesięciu minut.

Tajwan uruchomił podwodny system obserwacji sejsmicznych 14 listopada 2011 r. Elementy systemu wczesnego ostrzegania, które są przymocowane do kabla podmorskiego na głębokości około 300 m, są rozmieszczone na dystansie 45 km i mają na celu dalsze skrócenie czasu wyprzedzającego ostrzegania o tsunami i trzęsieniach ziemi.

Koordynacja istniejących systemów w jeden system globalny jest zaawansowana od połowy 2005 roku. Do wykrywania trzęsień ziemi wykorzystuje się oceny sejsmologiczne ONZ , które są zwykle wykorzystywane do monitorowania całkowitego zakazu prób jądrowych umowy CTBT . W tym celu tylko systemy zgłaszania muszą być zintegrowane z krajowymi systemami alarmowymi, ponieważ opcje wykrywania są już dostępne. Doniesienia o tych sztucznych lub naturalnych trzęsieniach ziemi spowodowanych eksplozjami nuklearnymi zbiegają się w Wiedniu w CTBTO .

System wczesnego ostrzegania przed tsunami, system wczesnego ostrzegania przed tsunami na północno-wschodnim Atlantyku, Morzu Śródziemnym i połączonych z nim morzach ( NEAMTWS ), funkcjonuje na Atlantyku i w regionie Morza Śródziemnego od 2007 roku .

Problem z wszystkimi systemami wczesnego ostrzegania polega na tym, że fałszywe alarmy w przypadku niepotrzebnej ewakuacji mogą skutkować wysokimi kosztami i podważać zaufanie ludzi do prognoz.

Zachowanie w przypadku ostrego zagrożenia tsunami i ostrzeżenia o tsunami

Niemieckie Centrum Nauk o Ziemi w Poczdamie (GFZ) udziela porad w przypadku tsunami. Zasadniczo stwierdzają one, że informacje i ostrzeżenia władz lokalnych powinny być przestrzegane i przekazywane innym osobom w okolicy. Podczas pobytu na otwartym morzu należy zachować odpowiednią odległość od brzegu i nigdy nie wchodzić do portu. Podczas pobytu na lądzie GFZ zaleca ucieczkę do wysoko położonych miejsc, które są jak najdalej od wybrzeża, ponieważ kierowcy uciekający w panice często prowadzą do korków. W przypadku bardzo krótkiego czasu ostrzegania bezpieczniej byłoby udać się na jedno z najwyższych pięter w stabilnym, nowszym budynku niż próbować uciec w głąb kraju. Wyraźnie wspomniano o ryzyku wystąpienia dalszych, prawdopodobnie wyższych fal po ustąpieniu pierwszej fali pływowej.

Typowe zjawiska tsunami

  • Tsunami składa się z serii następujących po sobie, bardzo długich fal oceanicznych. Są one głównie spowodowane silnymi podmorskimi trzęsieniami ziemi, ale także erupcjami wulkanów lub osuwiskami.
  • Większość tsunami występuje na Oceanie Spokojnym, ale można je również znaleźć we wszystkich innych oceanach i obszarach morskich. Chociaż tsunami są rzadkie, stanowią duże zagrożenie. Niezawodnej ochrony przed tsunami nie można zapewnić, chyba że na obszarach zagrożonych tsunami uniknie się osiadania i budowania na obszarach nisko położonych (poniżej 30 m nad poziomem morza).
  • W ciągu kilku minut tsunami może siać spustoszenie na wybrzeżach w pobliżu ich źródła i pochłonąć wiele istnień ludzkich. Silne tsunami oddziałują również na odległe wybrzeża, ponieważ mogą rozprzestrzeniać się po całych basenach oceanicznych w ciągu kilku godzin.
  • Szybkość rozprzestrzeniania się tsunami zależy od głębokości wody. Na głębokich oceanach jest to ponad 800 km / h, w płytkich wodach tylko 30 do 50 km / h.
  • Tsunami zwykle składa się z kilku grzbietów fal, które następują po sobie w odstępach od kilku do dziesięciu minut i często osiągają maksymalną wysokość na wybrzeżu dopiero w późniejszych grzbietach fal.
  • Odległości między grzbietami fal wynoszą kilka 100 km na głębokich, otwartych morzach i są skracane do około 10 km na płytkich wodach.
  • Wysokości fal na głębokich, otwartych morzach są niskie, przeważnie poniżej 1 m, a ze względu na duże długości fal nie są niebezpieczne dla statków i można je określić jedynie za pomocą specjalnych boi lub wysokościomierza satelitarnego . Zbliżając się do wybrzeża, zwłaszcza w płytkich zatokach, masy wody mogą sięgać ponad 10 m, w skrajnych przypadkach nawet od 30 do 50 m, zalewając płaską ziemię za wybrzeżem do kilku kilometrów w głąb lądu i siać spustoszenie.
  • Ludzie na lądzie niekoniecznie postrzegają zbliżające się tsunami jako falę, ale raczej jako nagły spadek lub wzrost poziomu morza, który jest znacznie szybszy niż przypływy i odpływy. Zauważysz np. Na przykład woda nagle spływa po wcześniej suchym gruncie, kilka chwil później możesz zanurzyć się w wodzie po pas, a samochody są zmywane jak pudełka po zapałkach. Poziom morza może nadal gwałtownie podnosić się o kilka metrów i zalewać niżej położone obszary przybrzeżne. Następnie woda spływa w kierunku przeciwnym do morza, a gdy spływa, transportuje zniszczone budynki i gruz na kilometry na otwarte morze.

Tsunami śródlądowe

Tsunami występują nie tylko na pełnym morzu, na jeziorach śródlądowych nazywana jest formą tsunami śródlądowych . Tsunami śródlądowe powstają w wyniku trzęsień ziemi lub osuwisk, które docierają do powierzchni jeziora lub występują pod powierzchnią wody.

Kilka zdarzeń tsunami zostało udowodnionych w Szwajcarii na podstawie dokumentów historycznych lub osadów, takich jak zdarzenie Tauredunum z 563. W tym czasie na wschodnim krańcu Jeziora Genewskiego doszło do osunięcia się ziemi . To wywołało tsunami o wysokości 13 metrów. Podobne sunami śródlądowe znane są z Jeziora Czterech Kantonów (1601 i 1687) oraz jeziora Lauerz (1806).

Dość małe tsunami wywołane osuwiskiem ziemi w zalanej kopalni odkrywkowej w 2009 r. Wyrzuciło łódź wycieczkową na przeciwległy brzeg jeziora Concordia w gminie Seeland w Saksonii-Anhalt / Niemcy.

W nocy z 23 na 24 lipca 2014 r. W rejonie Askja na Islandii doszło do osunięcia się ziemi, w wyniku którego oderwał się odcinek ściany krateru o szerokości ok. 1 km; Szacuje się, że 50 milionów m³ skały ześlizgnęło się i wywołało kilka tsunami o wysokości 50 mw Öskjuvatn . Podejrzewa się, że wyzwalaczem jest destabilizacja podpowierzchni w wyniku silnej odwilży.

Historyczne tsunami

Zobacz: Lista tsunami

literatura

Książki:

Eseje:

  • Erwin Lausch: Tsunami: Kiedy morze szaleje niespodziewanie. GEO 4/1997, s. 74.
  • Angelo Rubino: Stymulacja i propagacja fal tsunami spowodowanych osuwiskami łodzi podwodnych. Uniwersytet w Hamburgu, Instytut Oceanografii, 1994.
  • G. Margaritondo: Wyjaśnianie fizyki tsunami studentom studiów licencjackich i niefizycznych. European Journal of Physics 26, 401-407 (2005).
  • Pascal Bernard: Tsunami na Morzu Śródziemnym? Spectrum of Science, kwiecień 2005, s. 34-41 (2005), ISSN  0170-2971 .
  • Międzyrządowa Komisja Oceanograficzna (2008). Tsunami - wielkie fale. Organizacja Narodów Zjednoczonych do spraw Oświaty, Nauki i Kultury ( Tsunami The great Waves ( Memento z 26 marca 2012 w Internet Archive ))
  • Eko Yulianto, Fauzi Kusmayanto, Nandang Supriyatna, Mohammad Dirhamsyah: Gdzie pierwsza fala przybywa w ciągu kilku minut - indonezyjskie lekcje o przetrwaniu tsunami w pobliżu ich źródeł. (PDF; 2,4 MB) 2010. Organizacja Narodów Zjednoczonych do spraw Oświaty, Nauki i Kultury, Broszura MKOl 2010-4. ISBN 978-979-19957-9-5 .

linki internetowe

Wikisłownik: Tsunami  - wyjaśnienia znaczeń, pochodzenie słów, synonimy, tłumaczenia
Commons : Tsunami  - album ze zdjęciami, filmami i plikami audio
 Wikinews: Kategoria: Tsunami  - w wiadomościach

Indywidualne dowody

  1. Duden | Tsunami | Pisownia, znaczenie, definicja, pochodzenie. Źródło 22 listopada 2019 r .
  2. a b Meteo-Tsunami - Kiedy burza napędza falę . W: Deutschlandfunk . ( deutschlandfunk.de [dostęp 11.03.2018]).
  3. Hans P. Schönlaub : Katastrofa Sumatra-Andaman z 26 grudnia 2004 r. I inne trzęsienia ziemi. ( Pamiątka z 1 sierpnia 2012 w archiwum internetowym archive.today ) Sekcja Ferdinand von Hochstetter: austriacki pionier w badaniach nad tsunami. On: geologie.ac.at. Z ilustracją szkicu mapy autorstwa Hochstettera.
  4. Manuel Martin-Neira, Christopher Buck: System wczesnego ostrzegania przed tsunami - koncepcja paryska. (PDF; 807 kB) Biuletyn ESA nr 124, listopad 2005, s. 50–55.
  5. Tsunami: rozbieg i zalanie. Źródło 14 września 2018 r .
  6. Peter Bormann: Arkusz informacyjny. German Research Centre for Geosciences - Helmholtz Center Potsdam, dostęp 14 września 2018 r .
  7. Vanja Kastelic Michele MC Carafa 2012: Współczynniki poślizgu dla aktywnych zewnętrznych pchających i zwijanych pasów Dinarides. Tektonika, 31 (PDF)
  8. Christoforos BenetatosChristoforos Benetatos Anastasia A. Kiratzi Anastasia A. Kiratzi 2006: Model poślizgu skończonego uskoku dla trzęsienia ziemi w Czarnogórze 15 kwietnia 1979 r. (MW 7.1) i jego najsilniejsze wstrząsy następcze z 24 maja 1979 r. (MW 6,2). Lipiec 2006 Tectonophysics 421 (1): 129-143 (PDF: Researchate)
  9. a b Peter Bormann: Ulotki GFZ. Helmholtz Center Potsdam, German Research Centre for Geosciences (GFZ) Ulotki GFZ ( Memento od 10 listopada 2012 r. W archiwum internetowym ).
  10. Elektrownia jądrowa Fukushima: Tepco donosi o stopieniu rdzenia w reaktorach 2 i 3. Dnia: spiegel.de.
  11. Concept ( Memento z 17 marca 2011 w Internet Archive )
  12. Che Gaya Ismail, Zastępca Dyrektora Malezyjskiego Departamentu Meteorologicznego (MMD), w NEW STRAITS TIMES, 6 maja 2011, s.19.
  13. Tajwan wdraża system ostrzegania przed trzęsieniami podmorskimi The Borneo Post, wydanie z 15 listopada 2011 r.
  14. Prof. Dr. Peter Brodmann (Centrum Helmholtza w Poczdamie, Niemieckie Centrum Badań o Ziemi): Arkusz informacyjny tsunami. Stan na październik 2012 r
  15. Konfederacja Szwajcarska: Krajowa Platforma ds. Zagrożeń Naturalnych PLANAT
  16. http://icelandreview.com/news/2014/07/23/askja-closed-due-huge-landslide (dostęp 19 sierpnia 2014)
Ta wersja została dodana do listy artykułów, które warto przeczytać 29 sierpnia 2005 roku .