Катастрофические чрезвычайные ситуации, вызываемые цунами

УДК 551.51

А.Х. Созранов, В.В. Фетисов КАТАСТРОФИЧЕСКИЕ ЧРЕЗВЫЧАЙНЫЕ СИТУАЦИИ, ВЫЗЫВАЕМЫЕ ЦУНАМИ

Рассмотрены причины, порождающие волну цунами, признаки проявления и система предупреждения цунами.

Ключевые слова: цунами, телецунами, цунамигенный, синергетические процессы.

А. Sozranov, V. Fetisov KATASTROPHIC EMERGENCY SITUATIONS CAUSED BY TSUNAMI

The article presents different reasons of tsunami wave, appearing characteristics and tsunami warning system.

Keywords: tsunami, teletsunami, tsunamigenic, synergeticprocesses.

Последствия стихийных бедствий часто бывают весьма тяжёлыми. Наибольший вред приносят наводнения (40 % общего урона), ураганы (20 %), землетрясения и засухи (15 и 10 %) на остальные виды стихийных бедствий приходится 15 - 20 % общего урона.

Стихийные бедствия являются трагедией для любого государства и, особенно, для населения тех районов, где они возникают. В результате стихийных бедствий страдает экономика страны, так как при этом разрушаются производственные предприятия, уничтожаются материальные ценности, гибнут люди. Кроме того, стихийные бедствия создают неблагоприятные условия для жизни населения, что может быть причиной вспышек массовых инфекционных заболеваний. Количество пострадавших от стихийных бедствий людей может быть весьма значительным, а характер поражений очень разнообразным.

Цунами - катастрофическое природное явление (или процесс), которое может вызвать многочисленные человеческие жертвы, значительный материальный ущерб и другие тяжёлые последствия, создаёт на обширных территориях катастрофические чрезвычайные ситуации.

Цунамигенным (то есть, порождающим волну цунами) являются:

землетрясения с неглубоко расположенным очагом;

оползни, цунами такого типа возникают (около 7 % всех цунами);

вулканические извержения (около 5 % всех цунами). Крупные подводные извержения обладают таким же эффектом, что и землетрясения;

метеориты, астероиды и другие космические «пришельцы»;

человеческая деятельность. В 1946 г. США произвели, на глубине 60 м, подводный атомный взрыв с тротиловым эквивалентом 20 тыс. тонн. Возникшая при этом волна на расстоянии 300 м от взрыва поднялась на высоту 28,6 м, на 6,5 км от эпицентра, достигала 1,8 м. Но для дальнего распространения волны нужно вытеснить или поглотить некоторый объём воды. Цунами от подводных оползней и взрывов всегда несут локальный характер.

Причиной большинства цунами являются подводные землетрясения, во время которых происходит резкое смещение (поднятие или опускание) участка морского дна. Цунами образуются при землетрясении любой силы, но большой силы достигают те, которые возникают при магниту-де более 7 баллов.

Японское землетрясение, произошедшее в марте 2011 г. составило 8,9 - 9,2 балла. Япония, на которую приходится около 20 % всех мировых землетрясений силой более 6 баллов, переживает очередной катаклизм. Это мощное землетрясение стало причиной многочисленных разрушений и образованием десятиметрового цунами.

Угроза цунами, была объявлена для целого ряда стран Тихоокеанского бассейна. Геологическая служба США оценила мощность землетрясения в 8,9 балла при глубине очага 24 км, с эпицентром в 130 км к востоку от Сендаи, остров Хонсю. Цунами дошло до Сахалина и Курильских островов.

В Японии цунами вызвало катастрофическую чрезвычайную ситуацию, связанную с угрозой взрыва АЭС. Было остановлено движение скоростных поездов на севере страны, остановлена работа японских АЭС, в Токио сгорело несколько промышленных предприятий, из-за цунами в сплошное болото превратился токийский Диснейленд. Ущерб, по предварительным данным, составил более 300 миллиардов долларов.

Образование цунами

В результате подводного землетрясения распространяется несколько волн. Более 80 % цунами возникают на периферии Тихого океана. В открытом океане волны цунами распространяются со скоростью:

При средней глубине 4000 м скорость распространения составляет около 200 м/с или 720 км/ч, при глубине 9000 м скорость распространения - около 300 м/с или 1080 км/ч. В открытом океане высота волны редко превышает один метр, а длина волны (расстояние между гребнями) достигает сотен километров, и поэтому волна не опасна для судоходства. При выходе волн на мелководье их скорость и длина уменьшаются, а высота увеличивается. У берега высота цунами может достигать нескольких десятков метров. Наиболее высокие волны, до 30 - 40 м, образуются у крутых берегов, в клинообразных бухтах и во всех местах, где рельеф дна, у берегов океана, имеет различную крутизну. Районы побережья с закрытыми бухтами являются менее опасными. Цунами обычно проявляется как серия волн, так как волны длинные, то между приходами волн проходит более часа. Вот почему не стоит возвращаться на берег после ухода очередной волны, а стоит выждать несколько часов. Цунами "чувствует дно" даже в самом глубоком океане - едва заметная последовательность волн представляет движение всего вертикального столба воды в океане в тех местах, где проходит цунами. Когда цунами достигает мелководья, скорость волн уменьшается, но высота волн растёт (рис. 1).

Разрушения, вызываемые цунами, происходят в основном из-за удара волн, в результате затопления, размыва фундаментов зданий, мостов и дорог. Разрушения увеличиваются из-за плавающих обломков, лодок, машин, которые с силой ударяют в здания. Сильные течения, которые иногда наблюдаются во время цунами, вызывают дополнительные разрушения из-за того, что обрывают боны, срывают с якорей лодки и баржи. Большая опасность создаётся, когда в синергети-ческий процесс втягивается техносфера, как, например, в Новом Орлеане, США.

где g - ускорение свободного падения (м/с2), а Н - глубина океана (м).

Синергетические процессы вызывают дополнительные разрушения, пожары из-за разлива нефтепродуктов, повреждение АЭС, загрязнение систем канализаций, смыв химических веществ в питьевые водозаборы.

Рис. 1. Трансформация волны цунами

Признаки проявления цунами:

1. Внезапный быстрый отход воды от берега на значительное расстояние и осушка дна. Чем дальше отступает море, тем выше могут быть волны цунами. Люди, находящиеся на берегу и не знающие об опасности, могут остаться из любопытства или для сбора рыбы и ракушек. В данном случае необходимо покинуть берег и удалиться от него на максимальное расстояние или подняться на возвышенность (рис. 2).

Рис. 2. Волна цунами

Например, отсутствие у населения и отдыхающих элементарных знаний о возможной опасности цунами во время катастрофического землетрясения в 2004 года в Индонезии стало причиной новых жертв. Когда море отступило от берега, многие отдыхающие и туристы, и даже местные жители оставались на берегу - из любопытства или из желания собрать не успевшую уйти

рыбу, ракушки или украшения. Кроме того, после первой волны многие возвращались снова на берег, чтобы найти близких, не подозревая, что могут быть и последующие волны цунами.

Появлению волн цунами также может предшествовать постепенное отступление воды от берега в том случае, когда перед первым гребнем, волны идёт впадина или подошва волны, или повышение уровня воды примерно до половины амплитуды последующего отступления. Так природа предупреждает о приближении более сильных волн цунами. Это предупреждение следует принимать всерьёз, так как волны цунами могут обрушиться с высотой гребня более 30 м и иметь разрушительные последствия.

2. Землетрясение. Эпицентр землетрясения находится, как правило, в океане. На берегу землетрясение обычно гораздо слабее, а часто его нет вообще. В цунамиопасных регионах есть правило, что если ощущается землетрясение, то лучше уйти дальше от берега и при этом забраться на холм, таким образом заранее подготовиться к приходу волны.

Несколько факторов, которые приводят к катастрофическим последствиям:

высота волны у берега в случае цунами не является определяющим фактором. В зависимости от конфигурации дна возле берега явление цунами может пройти вовсе без волны, в обычном понимании, а как серия стремительных приливов и отливов, что также может привести к жертвам и разрушениям;

во время шторма в движение приходит лишь приповерхностный слой воды, во время цунами - вся толща и на берег выплёскиваются большие массы воды;

скорость волн цунами, даже у берега, превышает скорость ветровых волн. Кинетическая энергия у волн цунами также значительно больше.

Цунами, как правило, порождает не одну, а несколько волн. Первая волна, не обязательно самая большая, смачивает поверхность, уменьшая сопротивление для последующих волн.

При шторме волнение нарастает постепенно, люди обычно успевают отойти на безопасное расстояние до прихода больших волн.

Цунами приходит внезапно. Сила цунами может возрасти в гавани - там, где ветровые волны ослабляются. Разрушение береговой инфраструктуры усугубляет бедствие, добавляя катастрофические техногенные и социальные факторы, вызывает сложные ЧС.

Системы предупреждения цунами

Система предупреждения о цунами в России впервые была создана в 1958 году, после катастрофического цунами 4 ноября 1952 года, вызванного мощным землетрясением магнитудой 8,8, которое произошло в Тихом океане, в 130 километрах от побережья Камчатки.

Три волны высотой до 15 - 18 метров (по разным источникам) уничтожили город Северо-Курильск и несколько населённых пунктов. По разным данным, погибло от двух до 14 тысяч человек. В те времена советская пресса о жертвах не сообщала и точных данных катастрофического цунами нет.

Основной способ предупреждения о возникновении цунами основан на сейсмической информации, полученной немедленно после совершенного землетрясения, так как сейсмические волны, скорость распространения которых значительно больше, чем скорость волн цунами, являются первыми признаками, дающими сведения о возможностях появления волн цунами; причём по записям сейсмографов определяют координаты эпицентра и силу землетрясений, и в тех случа-

42 -

Научные и образовательные проблемы гражданской защиты - 2011'2

ях, когда эпицентр находится в цунамигенной области, а сила землетрясения достаточна для возникновения опасного цунами, даётся сигнал тревоги, но не все землетрясения сопровождаются цунами, и, следовательно, часть тревог будет ложной. Системы предупреждения цунами строятся главным образом на обработке сейсмической информации. Если землетрясение имеет магнитуду более 7,0 (баллы по шкале Рихтера) и центр расположен под водой, то подаётся предупреждение о цунами. В зависимости от региона и заселённости берегов условия выработки сигнала тревоги могут быть различными.

Вторая возможность предупреждения о цунами - это предупреждение «по факту» - способ более надёжный, так как практически отсутствуют ложные тревоги, но часто такое предупреждение может быть выработано слишком поздно. Предупреждение по факту полезно для телецунами - глобальных цунами, оказывающих влияние на весь океан и приходящих на другие границы океана через несколько часов. Так, индонезийское цунами в декабре 2004 года для Африки является телецунами. Существенным моментом системы предупреждения является своевременное распространение информации среди населения. Очень важно, чтобы население представляло, какую угрозу несёт с собой цунами. В Японии имеется множество образовательных программ по природным катастрофам, проводятся учения со всеми слоями населения и благодаря этому среди населения жертв значительно меньше, чем могло бы быть.

Актуальность проблем предупреждения о чрезвычайных ситуациях связана с теми катастрофическими последствиями и огромным материальным ущербом, которые эти чрезвычайные ситуации могут принести.

Последствия стихийных бедствий бывают весьма тяжёлыми. Наибольший вред приносят наводнения (40 % общего урона), ураганы (20 %), землетрясения и засухи (по 15 %), 10 % общего урона приходится на остальные виды стихийных бедствий.

Проблема цунами состоит в разработке мероприятий, ослабляющих тяжёлые последствия, и в выявлении условий возникновения цунами. Защита от волн цунами, в частности строительство волнорезов и защитных дамб, насаждения лесополосы, лишь частично оказывает помощь, и то только при слабых проявлениях цунами, однако реальный путь спасения - это поселение на возвышенных местах или, с прогнозом надвигающегося цунами, - осуществление срочной эвакуации из района предполагаемого наводнения в более безопасное место.

Японцы установили вдоль Тихоокеанского побережья каменные стелы с надписью:

Помни о землетрясении.

Почувствовав землетрясение,

Вспомни о цунами,

Убегай в сопки.

Литература

1. Воробьёв Ю.Л., Акимов В.А., Соколов Ю.И. Цунами: предупреждение и защита: МЧС России. Н.Новгород: Изд-во Вектор ТиС, 2006. - 272 с.

2. Левин Б.В., Носов М.А. Физика цунами и родственных явлений в океане. М.: Янус-К, 2005.

3. Созранов А.Х. НИР: «Чрезвычайные ситуации, вызываемые цунами на прибрежных территориях российского Дальнего Востока». Химки: АГЗ МЧС России, 2008. - 102 с.

4. Симонов К.В. и др. Локальный прогноз цунами и цунамирайонирования. Южно-Сахалинск, 1982.