Моделирование функций распределения высот волн цунами вдоль восточного побережья острова Сахалин

   Изучаются функции распределение высот волн цунами вдоль восточного побережья острова Сахалин от источников, расположенных вдоль Курильских островов. Приводятся известные сведения о цунами на Сахалине. Многие из них моделировались численно, что позволяло оценить опасность волн цунами. В настоящей работе сделан упор на функциях распределения высот волн цунами, которые ранее вообще не рассчитывались для этого региона. С этой целью выполнены расчеты распространения волн цунами от гипотетических сильных землетрясений с М = 8,2, расположенных в районах Северных, Средних и Южных Курильских островов. Эти расчеты проведены с помощью вычислительного кода НАМИ-ДАНС, решающего нелинейные уравнения мелкой воды с использованием вложенных сеток с минимальным шагом около 9 м. Не имея достоверной прибрежной топографии, моделирование было выполнено до глубины около 3 м. Результаты расчетов подтвердили, что рассчитанные функции распределения высот волн цунами вдоль восточного побережья Сахалина хорошо аппроксимируются логнормальной функцией. Параметры этих распределений зависят от местоположения очага даже при одинаковых параметров землетрясения, что лишний раз подчеркивает существенную роль батиметрии морского дна на характеристики цунами на берегу.

1. Го Ч.Н., Кайстренко В.М., Пелиновский Е.Н., Симонов К.В. Количественная оценка цунамиопасности и схема цунамирайонирования. // Тихоокеанское побережье СССР. Тихоокеанский ежегодник. Владивосток: ДВО АН СССР, 1988. С. 9–17.

2. Гусяков В.К., Кихтенко В.А., Чубаров Л.Б., Шокин Ю.И. Построение обзорных карт цунамирайонирования Дальневосточного побережья РФ в рамках методики PTHA // Вычислительные технологии. 2019. Т. 24, № 1. С. 55–72. doi: 10.25743/ICT.2019.24.1.005

3. Шокин Ю.И., Гусяков В.К., Кихтенко В.А., Чубаров Л.Б. Методика построения карт цунамиопасности и её реализация для Дальневосточного побережья Российской Федерации // Доклады Академии наук. 2019. Т. 489, № 4. С. 419–423. doi: 10.31857/S0869-56524894419-423

4. Choi B.H., Pelinovsky E. Tsunamis along the coast. Hanrimwon Publishing Company, Korea. 2016. 206 p.

5. Didenkulova I., Zaitsev A., Pelinovsky E. Tsunami distribution functions along the coast: extended. // Journal of Marine Science and Engineering. 2022. Vol. 10, No. 8. P. 1137. doi: 10.3390/jmse10081137

6. Соловьев С.Л. Повторяемость землетрясений и цунами в Тихом океане // Труды СахКНИИ.1972. Вып. 29. С. 7–47.

7. Van Dorn W.G. Tsunamis // Advances in Hydroscience, (Ed. V.T. Chow), Acad. Press, London, 1965. Vol. 2. P. 1–48.

8. Kajiura K. Some statistics related to observed tsunami heights along the coast of Japan // Tsunamis — Their science and engineering. TERRAPUB, Tokyo. 1983. P. 131–145.

9. Go C.N. Statistical properties of tsunami runup heights on the coasts of the Kuril Isles and Japan // Tsunami along the Coast; Choi, B.H., Pelinovsky, E., Eds.; Seoul, Korea: Hanrimwon Publishing Co., 2016. P. 155–180.

10. Пелиновский Е.Н., Рябов И.А. Функции распределения высот заплесков цунами (по данным международных экспедиций 1992–1998 гг.) // Океанология. 2000. Т. 40, № 5. С. 645–652;

11. Kim D., Kim B.J., Lee S.-O., Cho Y.-S. Best-fit distribution and log-normality for tsunami heights along coastal lines // Stochastic Environmental Research and Risk Assessment. 2014. Vol. 28. P. 881–893. doi: 10.1007/s00477-013-0778-y

12. Choi B.H., Hong S.J., Pelinovsky E. Distribution of runup heights of the December 26, 2004 tsunami in the Indian Ocean. // Geophysical Research Letters. 2006. Vol. 33, No. 13. L13601. doi: 10.1029/2006GL025867

13. Choi B.H., Min B.I., Pelinovsky E., Tsuji Y., Kim K.O. Comparable analysis of the distribution functions of runup heights of the 1896, 1933 and 2011 Japanese Tsunamis in the Sanriku Area // Natural Hazards and Earth System Sciences. 2012. Vol. 12. P. 1463–1467. doi:10.5194/nhess-12-1463-2012

14. Соловьев С.Л. Основные данные о цунами на Тихоокеанском побережье СССР // Изучение цунами в открытом океане. М.: Наука, 1978. С. 61–138.

15. Соловьев С.Л., Го Ч.Н., Ким Х.С. Каталог цунами в Тихом океане, 1969–1982. М.: Межведомственный геофизический комитет, 1986. 164 с.

16. Ким Х.С., Рабинович А.Б. Цунами на северо-западном побережье Охотского моря // Природные катастрофы и стихийные бедствия в Дальневосточном регионе. Сборник научных трудов. Владивосток, 1990. Т. 1. С. 206–218.

17. Зайцев А.И., Костенко И.С., Куркин А.А., Пелиновский Е.Н. Цунами на острове Сахалин: Наблюдения и численное моделирование. Нижний Новгород, 2016. 122 с.

18. Заякин Ю.А. Цунами на Дальнем Востоке России. Петропавловск-Камчатский: Камшат, 1996. 88 с.

19. MacInnes B.T., Bourgeois J., Pinegina T.K. et al. Field survey geological effects of the 15 november 2006 Kuril Tsunami in the middle Kuril Islands // Pure and Applied Geophysics. 2009. Vol. 166, No. 1–2. P. 9–36. doi: 10.1007/978-3-0346-0064-4_2

20. Злобин Т.К., Левин Б.В., Полец А.Ю. Первые результаты сопоставления катастрофических Симуширских землетрясений 15 ноября 2006 г. (M = 8.3) и 13 января 2007 г. (M = 8.1) и глубинного строения земной коры Центральных Курил // Доклады Академии наук. 2008. Т. 420, № 1. С. 111–115.

21. Zaytsev A.I., Dogan G.G., Dolgikh G.I., Dolgikh S.G., Yalciner A.C., Pelinovsky E.N. The 25 March 2020 tsunami at the Kuril Islands: analysis and numerical simulation // Science of Tsunami Hazards. 2020. Vol. 39, No. 4. P. 243–253.

22. Левин Б.В., Кайстренко В.М., Рыбин А.В. и др. Проявления цунами 15 ноября 2006 г. на Центральных Курильских островах и результаты моделирования заплесков // Доклады Академии наук. 2008. Т. 419, № 1. С. 118–122.

23. Zaytsev A., Kurkin A., Pelinovsky E., Yalciner A.C. Numerical tsunami model NAMI-DANCE // Science of Tsunami Hazards. 2019. Vol. 38, No. 4. P. 151–168.

24. Ozer Sozdinler C., Yalciner A.C., Zaytsev A. Investigation of tsunami hydrodynamic in inundation zones with different structural layouts // Pure and Applied Geophysics. 2015. Vol. 172, No. 3–4. P. 931–952. doi: 10.1007/s00024-014-0947-z

25. Ozer Sozdinler C., Yalciner A.C., Zaytsev A., Suppasri A., Imamura F. Investigation of hydrodynamic parameters and the effects of breakwaters during the 2011 Great East Japan tsunami in Kamaishi Bay // Pure and Applied Geophysics. 2015. Vol. 172, No. 12. P. 3473–3491. doi: 10.1007/s00024-015-1051-8

26. Okada Y. Surface deformation due to shear and tensile faults in a half-space // Bulletin of the Seismological Society of America. 1985. Vol. 75. No. 4. Р. 1135–1154.