Крупнейшие цунами мира

Дата события	Район	Высота головной волны, м	Примечания
1500 лет до н.э.	Вулкан Санторин	?	Опустошение берегов Средиземного моря
1.XI.1755 г.	Восточная Атлан- тика	5-10	Отмечено по всему Мировому океану от Европы до Вест-Индии. Обрушилось на Лиссабон
3.VIII. 1868 г.	Перу, Чили	>10	Наблюдалось до Новой Зеландии. Произвело разрушения на Гавайских островах
27.VIII. 1883 г.	Вулкан Кракатау	?	Утонуло более 30 тыс. человек.
15. VI. 1896 г.	О.Хонсю (Япония)		Утонуло около 26 тыс. человек,
2.Ш. 1933 г.	О.Хонсю (Япония)	>20	Погибло 3000 человек
1.IV. 1946 г.	Алеутские острова		Вызвано землетрясением в Алеутском желобе с магнитудой 7,5. Скорость распростра- нния цунами 780 км/ч. Ущерб 25 млн долл
23.V.1960г.	Чили	>10	Подвижки по раздвигу в Чилий- ском желобе: на краях зоны раз- рыва у островов Моча и Гуафо поднятие на 1-2 м;в Чилийском желобев районе городов Корталь и Маульин - опускание на 2 м. Количество погибших (г.г. Сааведра, Меуин, Маульин, Корраль и Анкур) 909, пропавших без вести 834 чел. (рис. 6.10)
1986 г.	Санрику (Япония)	?	Гигантская волна смыла в море 27 тыс. человек и 10600 зданий
26.XII. 2004 г.	Индонезия		Погибло 232 тыс. чел. Огромные разрушения

От цунами во время знаменитого Лиссабонского землетрясения 1.XI. 1755 г. погибло до 60 тыс. человек из 235 тыс. проживавших тогда в городе. Высота волн была, по рассказам, на 5 м выше самого максимального уровня прилива. Волны наблюдались по всему Атлантическому океану.

Вспомнили этот случай 28.II. 1969 г., когда произошло землетрясение с магнитудой 8 в районе подводного хребта (36°00' с.ш., 10°36' з.д.) вблизи берегов Португалии.

В 1707 г. из-за страшных волн в заливе Осака пошло ко дну более 1000 крупных и мелких судов.

Рис. 6.9. Карта Тихого океана с указанием времени распространения цунами, вызванного Чилийским землетрясением 1960 г.

Искривление фронта волн представляет собой эффект рефракции, связанной с изменением глубины океана

Исключительной силы было произошедшее 25 декабря 2004 г.«Рождественское» цунами, связанное с глубоким (около 22 км) гипоцентром землетрясения северо-западнее Банда Ачех (Banda acex) в Индонезии в Индийском океане. Причиной цунами явилось смещение поверхности дна океана на продолжении (?) структуры Яванской глубоководной впадины по образовавшейся зоне разлома протяженностью более 100 км. Магнитуда этого землетрясения составила 9 единиц, то есть практически максимально возможных значений, поскольку при вличине этой логарифмической энергетической характеристики 8,5-8,9 землетрясения относятся к самым сильным из зарегистрированных. Высота заплеска волн цунами была около 30 м (по этому показателю далеко не максимальная). Но в зоне интенсивного воздействия этих волн оказалось 11 стран: от Индонезии на востоке до восточных берегов Африки. Наиболее сильно пострадали прибрежные районы Таинланда, Шри-Ланка и Суматры.

По предварительным данным жертвами этого «Рождественского цунами» стало более 300 тыс. человек, ранено до 500 тысяч, пострадало в целом свыше 2-3 млн человек. Поразителен рост жерт этих событий по сообщениям средств массовой информации: от первых десятков-сотен в день катастрофы до более 150 тысяч по истечению 10 дней с момента происшествия. Однако, подлинное число погибших остается не выясненным, так как к ним пока не отнесены «пропавшие без вести». Более отдаленные последствия этой катастрофы связываются с вероятностью крупных эпидемий, как в связи с разложением трупов животных в условиях сильной жары (свыше 30-40°С), так и в связи с большим количеством появившихся новых водно-болотных угодий в прибрежных участках Индийского океана.

Причиной появления цунами служат и подводные ядерные взрывы, как, например, при испытаниях на о. Бикини. Однако, при взрывах на Алеутских островах в 1956, 1969 и 1971 гг. цунами не возникали.

3. Энергетический баланс Земли

Все распадные процессы на земной поверхности генерируются Солнцем. Солнечное излучение близко к равновесному, подчиняющемуся распределению Планка, с абсолютной температурой Т_с= 5770 К (5497° С).

Средняя температура земной поверхности Т₀= 288 К (15° С). Согласно принципу Карно, отражающему второе начало термодинамики, это излучение может быть переведено в работу с максимальным к.п.д.

h_{0 =} Т_с-Т_о/ Т_с =0,95

Это не зависит от способа улавливания солнечной энергии: теплового излучения фотонов, потенциальной энергии связей химсоединений в процессе фотореакций и др.

Среднее распределение солнечной энергии по генерирующим процессам, с учетом встречающихся флуктуаций, определяет климат земной поверхности.

Мощность солнечного излучения, падающего за пределами атмосферы на Землю, равна:

p×r₃² ×J_с= 4p×r₃² ×J=1,7×10¹⁷Вт,

J_с= 4J = (1367±3)Вт/м², J=340 Вт/м²,

где J_с - солнечная постоянная, r_з - радиус Земли, p×r₃² - площадь освещенной Солнцем поверхности Земли, 4p×r₃² - общая поверхность Земли, на которую происходит перераспределение солнечной энергии, J - средний поток излучения на единицу площади земной поверхности.

Отраженная часть солнечной энергии - планетарная альбедо А. Для современной Земли это 30%. На 83% альбедо определяется отражением атмосферы и лишь на 17% - поверхностью Земли.

Поглощенный Землей (с атмосферой) поток солнечного излучения на единицу площади земной поверхности составляет:

J_е=J(1-А)=240 Вт/м².

Средний поток этого излучения достигающего поверхности Земли ослабляется по сравнению с J_е примерно вдвое и составляет J₀ =150 Вт/м².

Эта величина - вся свободная энергия, получаемая земной поверхностью из космоса.

В равновесном состоянии, когда температура Земли стабильна, энергия солнечного излучения, падающего на Землю, совпадает с энергией обратного теплового излучения Земли (рис. 6.11). Каждый фотон солнечного излучения распадается на n=T_c/T₀ =20 фотонов теплового излучения, которые возвращаются Землей обратно в космическое пространство. Именно в результате этого происходит генерация всех наблюдаемых нами упорядоченных процессов на поверхности Земли.

Поток коротковолновой солнечной энергии, поглощаемой Землей J_е, ведет к разогреву земной поверхности и вызывает тепловое излучение Земли в космос. По закону сохранения энергии баланс потоков энергии на Земле может быть определен как

J_е=q_e+cdT/dt (Горшков, 1994),

где J_e - солнечное излучение поглощаемое Землей, q_e - поток эффективного теплового излучения Земли, с - теплоемкость, Т - абсолютная температура земной поверхности. Второе слагаемое - изменение тепловой энергии Земли Q со временем. Теплоемкость (с= ¶q/ ¶T) определяется теплоемкостью океанов.

Абсолютная величина парникового эффекта =160 Вт/м². Около 100 Вт/м² определяется парами воды (0,3 об. % в атмосфере). Остальная часть приходится на CH₄, N₂O и O₃, общее содержание которых не превышает 3×10^-4 0% (рис. 6.11).

Атмосфера, создающая парниковый эффект, подобна многослойной шубе. Но в парниковом эффекте источник тепла внешний: атмосфера прозрачна для солнечного излучения и малопрозрачна для теплового.

Рис. 6.10. Распределение солнечной энергии на Земле

Зачернение стрелок - потоки свободной энергии, генерируемые солнечным излучением. Полые стрелки - потоки тепловой энергии

Рис. 6.11. Поглощение тепла парами воды, озоном и углекислым

газом

При нулевом альбедо орбитальная температура может быть выведена из уравнения

J= d T⁴_R.

Для Земли T_R =278 K (+5°С). Наличие альбедо понижает эту температуру на 23°С (до - 18°С), а парниковый эффект повышает ее на 33°С (до

15°С).

Величины общих потоков энергии у поверхности Земли отражены в табл. 6.7.

Как же ведут себя физические системы во внешнем потоке энергии? Каковы физические системы динамического равновесия? В каких условиях различные физические и химические системы могут быть описаны относи-

тельно простыми нелинейными уравнениями? Такое изучение физических и химических систем во внешнем потоке энергии получило общее название "синергетики".

Средние значения измеряемых характеристик обычных устойчивых систем (затухающих и незатухающих колебаний) являются аттракторами. Процессы упорядоченности физико-химических систем называют самоорганизацией. Это понятие распространено и на живые организмы. Устойчивые состояния динамического равновесия носит название "диссипативная структура".

Дата добавления: 2014-12-26