О моделировании Симуширских цунами 2006 и 2007 гг. в районе Средних Курил
Аннотация
Предметом исследования является оценка влияния качества данных о рельефе морского дна на способность численных моделей распространения цунами адекватно воспроизводить распределение максимальных высот волн вдоль побережья. Численные эксперименты были выполнены для двух Симуширских цунами 15.11.2006 г. и 13.01.2007 г в центральной части Курильских островов. Показано, что широко используемые батиметрические базы данных, такие как GEBCO, не обеспечивают необходимой точности и разрешающей способности цифровых карт батиметрии. В работе были использованы несколько источников данных, включая GEBCO в глубоководной части океана и данные ГУНИО на шельфе и мелководье. Показано, что расчеты, выполненные на сетках с разрешением 30 угловых секунд, обеспечивают только качественную оценку распределения высот цунами вдоль побережья. В то же время, количественное совпадение результатов моделирования и данных наблюдений удается получить только для сеток с пространственным разрешением не хуже 10 угловых секунд. Максимальные высоты цунами наблюдались вдоль побережья о. Матуа, что подтверждается модельными расчетами. Подробные исследования показали, что экстремальные высоты цунами и скоростей течений наблюдаются в бухте Двойная (о. Матуа) и связаны с возникновением собственных колебаний в бухте.
Об авторах
А. А. Иванова
Институт океанологии имени П. П. Ширшова РАН
Россия
Россия
Москва
Е. А. Куликов
Институт океанологии имени П. П. Ширшова РАН
Россия
Россия
Москва
И. В. Файн
Институт океанских наук
Канада
Канада
Сидней, Британская Колумбия
Список литературы
1. Kowalik Z., Horillo J., Knight W., Logan T. The Kuril Islands tsunami of November 2006: Part I: Impact at Crescent City by distant scattering // J. Geophys. Res. 2008. V. 113. C01020.
2. Uslu B., Borrero J. C., Dengler L. A., Synolakis C. E. Tsunami inundation at Crescent City, California generated by earthquakes along the Cascadia Subduction Zone // Geophys. Res. Lett. 2007. V. 34. L20601.
3. Лаверов Н. П., Лаппо С. С., Лобковский Л. И., Куликов Е. А. Сильнейшие подводные землетрясения и катастрофические цунами. Анализ, моделирование, прогноз // Фундаментальные исследования океанов и морей. Кн. 1. М.: Наука, 2006. С. 191—209.
4. Лаверов Я. Я., Лаппо С. С., Лобковский Л. И., Баранов Б. В., Кулинич Р. Г., Карп Б. Я. Центрально-Курильская «брешь»: строение и сейсмический потенциал // ДАН. 2006. Т. 408, № 6. С. 1—4.
5. Лобковский Л. И. Катастрофическое землетрясение и цунами 26.12.2004 в северной части Зондской островной дуги: геодинамический анализ и аналогия с Центральными Курилами // Вестн. РАЕН. 2005. № 2. С. 53—61.
6. Лобковский Л. И., Мазова Р. Х., Катаева Л. Ю., Баранов Б. В. Генерация и распространение катастрофических цунами в акватории Охотского моря. Возможные сценарии // Докл. РАН. 2006. Т. 410, № 4. С. 528—531.
7. Lobkovsky L., Kulikov E. Analysis of hypothetical strong earthquake and tsunami in the Central Kuril Arc // Geophys. Res. Abstracts. 2006. V. 8. 04138.
8. Global CMT Web Page. URL: http://www.globalcmt.org (Дата обращения: 11.03.2017).
9. Fujii Y., Satake K. Tsunami sources of November 2006 and January 2007 Great Kuril earthquakes // Bull. Seism. Soc. Amer. 2008. V. 98, № 3. P. 1559—1571.
10. Rabinovich A. B., Lobkovsky L. I., Fine I. V., Thomson R. E., Ivelskaya T. N., Kulikov E. A. Near-source observations and modeling of the Kuril Islands tsunamis of 15 November 2006 and 13 January 2007 // Advances in Geosciences. 2008. V. 14. P. 105—116.
11. Tanioka Y., Hasegawa Y., Kuwayama T. Tsunami waveform analyses of the 2006 underthrust and 2007 outer-rise Kurile earthquakes // Advances in Geosciences. 2008. V. 14. P. 129—134.
12. Левин Б. В., Кайстренко В. М., Рыбин А. В. и др. Проявление цунами 15.11.2006 г. на Центральных Курильских островах и результаты моделирования высот заплесков // ДАН. 2008. Т. 419, № 1. C. 118—122.
13. MacInnes B. T., Pinegina T. K., Bourgeois J., Razhigaeva N. G., Kaistrenko V. M., Kravchunovskaya E. A. Field survey and geological effects of the 15 November 2006 Kuril tsunami in the middle Kuril Islands // Tsunami Science Four Years after the 2004 Indian Ocean Tsunami. 2009. P. 9—36.
14. Imamura F. Review of tsunami simulation with a finite difference method // Long-wave runup models. 1995. P. 25—42.
15. Titov V. V., Gonzalez F. I. Implementation and testing of the method of splitting tsunami (MOST) model // US Department of Commerce, National Oceanic and Atmospheric Administration, Environmental Research Laboratories, Pacific Marine Environmental Laboratory. 1997. P. 1—11.
16. Куркин А. А., Зайцев А. И., Ялчинер А., Пелиновский Е. Н. Модифицированный вычислительный комплекс «ЦУНАМИ» для оценки рисков, связанных с цунами // Известия АИН им. А. М. Прохорова. Прикладная математика и механика. 2004. Т. 9. С. 88—100.
17. Лобковский Л. И., Рабинович А. Б., Куликов Е. А., Иващенко А. И., Файн И. В., Томсон Р. Е., Ивельская Т. Н., Богданов Г. С. Курильские землетрясения и цунами 15 ноября 2006 г. и 13 января 2007 г. (наблюдения, анализ и численное моделирование) // Океанология. 2009. Т. 49, № 2. С. 181—197.
18. Куликов Е. А., Файн И. В., Яковенко О. И. Численное моделирование рассеяния длинных поверхностных волн на примере Японского цунами 2011 г. // Известия РАН. Cер. Физика атмосферы и океана. 2014. Т. 50, № 5. C. 567—577.
19. Centenary Edition of the GEBCO Digital Atlas, published on CD-ROM on behalf of the Intergovernmental Oceanographic Commission and the International Hydrographic Organization as part of the General Bathymetric Chart of the Oceans; British Oceanographic Data Centre, Liverpool, UK, 2003. URL: http://www.gebco.net/data_and_products/gridded_bathymetry_data/gebco_one_minute_grid (Дата обращения: 12.11.2016).
20. Ji C. Rupture process of the 2006 November 15 Magnitude 8.3 Kuril Island Earthquake. URL: http://earthquake.usgs.gov/eqcenter/eqinthenews/2006/usvcam/finite_fault.php (Дата обращения: 12.11.2016).
21. Ji C. Rupture process of the 2007 January 13 Magnitude 8.1Kuril Island Earthquake. URL: http://earthquake.usgs.gov/eqcenter/eqinthenews/2007/us2007xmae/finite_fault.php (Дата обращения: 12.11.2016).
22. Файн И. В., Куликов Е. А. Расчет смещений поверхности океана в очаге цунами, вызываемых мгновенной вертикальной подвижкой дна при подводном землетрясении // ЖВТ. 2011. Т. 16, № 2. С. 111—118.
23. Amante C., Eakins B. W. ETOPO1 - 1 Arc-Minute Global Relief Model: Procedures, Data Sources and Analysis // NOAA Technical Memorandum NESDIS NGDC-24. 2009. 19 p.
24. GEBCO 30 arc-second grid. British Oceanographic Data Center. The GEBCO_2014 Grid. 2016. URL: https://www.bodc.ac.uk/data/documents/nodb/301801/ (Дата обращения: 12.11.2016).
25. Куликов Е. А., Гусяков В. К., Иванова А. А., Баранов Б. В. Численное моделирование цунами и рельеф дна // Вестник Московского университета. Серия 3: Физика, астрономия. 2016. № 6. С. 3—14.
26. Каталог карт и книг ГУНиО РФ. Тихий океан. № 7407. URL: http://www.morkniga.ru/p803748.html (Дата обращения: 11.11.2016).
27. Pelinovsky E. N., Mazova R. K. Exact analytical solutions of nonlinear problems of tsunami wave run-up on slopes with different profiles // Natural Hazards. 1992, V. 6, № 3. P. 227—249.
28. Carrier G. F., Greenspan H. P. Water waves of finite amplitude on a sloping beach // Journal of Fluid Mechanics. 1958. V. 4, № 01. P. 97—109.
29. Kaistrenko V. M. Exact solutions for wave run-up description on a sloping beach // Избранные вопросы современной математики: тезисы международной научной конференции. Калининград: Издательство КГТУ, 2005. С. 83—86.
30. Lynett P. J. et al. Observations and modeling of tsunami-induced currents in ports and harbors // Earth and Planetary Science Letters. 2012. V. 327. P. 68—74.
Рецензия
Для цитирования:
Иванова А.А., Куликов Е.А., Файн И.В. О моделировании Симуширских цунами 2006 и 2007 гг. в районе Средних Курил. Фундаментальная и прикладная гидрофизика. 2017;10(3):56—64.
For citation:
Ivanova A.A., Kulikov E.A., Fain I.V. On modelling 2006, 2007 Simushir tsunamis in the Central Kuril region. Fundamental and Applied Hydrophysics. 2017;10(3):56—64. (In Russ.)
Просмотров:
119
Послать статью по эл. почте 