Оценка амплитуды сейш, возбуждаемых удаленными землетрясениями в малых водоемах суши

Обложка

Цитировать

Полный текст

Открытый доступ Открытый доступ
Доступ закрыт Доступ предоставлен
Доступ закрыт Только для подписчиков

Аннотация

Проанализирован процесс формирования сейшевых колебаний уровня, инициируемых удаленными землетрясениями в малых водоемах суши, и предложен метод оценки амплитуды таких колебаний. Показано, что для оценки амплитуды водоем может быть описан двумя параметрами: горизонтальной протяженностью и максимальным периодом собственных колебаний. Метод основан на точном аналитическом решении одномерной задачи в рамках линейной теории длинных волн. Метод предполагает знание горизонтальных компонент сейсмических колебаний грунта. Для численных расчетов в работе использована запись катастрофического землетрясения в Турции 6 февраля 2023 г., полученная сейсмометром кафедры физики Земли физического факультета МГУ им. М.В. Ломоносова (Москва) на расстоянии 2050 км от эпицентра. Работоспособность метода подтверждена путем сопоставления аналитических оценок с результатами двумерного численного моделирования, проведенного для набора модельных бассейнов цилиндрической формы и постоянной глубины, а также для водоемов с батиметрией, соответствующей реальным озерам. Показано, что означенное землетрясение в водоемах московского региона могло возбудить колебания уровня с размахом до 0.5 м.

Об авторах

Д. Н. Валеева

МГУ им. М.В. Ломоносова

Автор, ответственный за переписку.
Email: dilaravn@mail.ru

Физический факультет

Россия, Ленинские горы, 1, стр. 2, Москва, 119991

М. А. Носов

МГУ им. М.В. Ломоносова; Институт морской геологии и геофизики Дальневосточного отделения РАН

Email: m.a.nosov@mail.ru

Физический факультет

Россия, Ленинские горы, 1, стр. 2, Москва, 119991; ул. Науки, 1Б, Южно-Сахалинск, 693022

Список литературы

  1. Аракава А., Мезингер Ф. Численные методы, используемые в атмосферных моделях. Л.: Гидрометео-издат, 1979. С. 93.
  2. Доброхотов С.Ю., Калиниченко В.А., Миненков Д.С., Назайкинский В. Е. Асимптотики длинных стоячих волн в одномерных бассейнах с пологими берегами: теория и эксперимент // Прикладная математика и механика. 2023. T. 87. № 2. С. 157–175.
  3. Елизарова Т.Г., Сабурин Д.С. Численное моделирование колебаний жидкости в топливных баках // Матем. моделирование. 2013. Т. 25. № 3. С. 75.
  4. Зильберштейн О.И, Сафронов Г.Ф., Семенов А.Ю. Природные катастрофы и стихийные бедствия в Дальневосточном регионе Владивосток: ДВО АН СССР. 1990. Т. 2. С. 277.
  5. Кочин Н.Е., Кибель И.А. и др. Теоретическая гидродинамика ч. 1. М.: Физматгиз, 1963. С. 518.
  6. Левин Б.В., Носов М.А. Физика цунами и родственных явлений в океане. М.: Янус-К, 2005. С. 322.
  7. Лэмб Г. Гидродинамика. Л.: Государственное издательство технико-теоретической литературы, 1947. С. 358.
  8. Моисеев Н.Н., Петров А.А. Численные методы расчета собственных частот колебаний ограниченного объема жидкости. М.: ВЦ АН СССР, 1966. 268 с.
  9. Носов М.А., Колесов С.В., Нурисламова Г.Н., Большакова А.В. Влияние вращения Земли на волны цунами, вызванные глубокофокусным Охотоморским землетрясением 2013 г. // ВМУ. Сер. 3. Физика. Астрономия. 2018. № 6. С. 117–123.
  10. Полянин А.Д. Справочник по линейным уравнениям математической физики. М.: Издательская фирма «Физико-математическая литература», 2001. С. 260.
  11. Рабинович М.И., Трубецков Д.И. Введение в теорию колебаний и волн. М.: Наука, 1984. С. 432.
  12. Смирнов С.В., Кучер К.М., Гранин Н.Г., Стурова И.В. Сейшевые колебания Байкала // Изв. РАН. Физика атмосферы и океана. 2014. Т. 50. № 1. С. 105–116.
  13. Сретенский Л.Н. Теория волновых движений жидкости. М.: Наука, 1977. 816 с.
  14. Bondevik S., Gjevik B., Sørensen M.B. Norwegian seiches from the giant 2011 Tohoku earthquake // Geophys. Res. Lett. 2013. V. 40. № 13. P. 3374–3378.
  15. Forel F.-A. Le Léman (monographie limnologique), tome second. Lausanne: Librairie de l’Université de Lausanne, 1895. P. 59.
  16. Ichinose G.A., Anderson J.G. The potential hazard from tsunami and seiche waves generated by large earthquakes within Lake Tahoe, California-Nevada // Geophys. Res. Lett., 2000. V. 27. № 8. P. 1203.
  17. Iwaki M., Toda T. Seismic seiche-related oscillations in Lake Biwa, Japan, after the 2011 Tohoku earthquake // Scientific Reports. 2022. V. 12. № 1. P. 19357.
  18. Kant I. Geschichte und Naturbeschriebung der merkwrdigsten Vorfalle des Erdbebens? Welches an dem Ende des MDCCLV Jahres einen grossen Theil der Erde erschtert hat. 1756 // Samtlliche Werke. 1839. V. 6. P. 227–280.
  19. Kvale A. Seismic seiches in Norway and England during the Assam earthquake of August 15 // Bull. Seismol. Soc. Am. 1955. V. 45. № 2. P. 93–113.
  20. Levin B.W. Nonlinear oscillating structures in the earthquake and seaquake dynamics // Chaos: An Interdisciplinary Journal of Nonlinear Science. 1996. V. 6. № 3. P. 405–413.
  21. Levin B.W., Nosov M.A. Physics of Tsunamis, Second Edition. Cham–Heidelberg-New York–Dordrecht–London: Springer, 2016.
  22. McGarr A. Seismic Seiches // Encyclopedia of Solid Earth Geophysics. Encyclopedia of Earth Sciences Series. Springer, 2011.
  23. McGarr A., Vorhis R.C. Seismic seiches from the March 1964 Alaska Earthquake // U. S. Geol. Surv. Prof. Pap. 1965. 544E. E1–E43.
  24. Merian J.R. Ueber die Bewegung tropfbarer Flüssigkeiten in Gef ssen. Basel: Schweighauser, 1828.
  25. Rabinovich A.B. Seiches and harbor oscillations // Handbook of Coastal and Ocean Engineering. Los Angeles: California State Univ., 2009. P. 193–236.
  26. Soomro R.A., Weidle C., Cristiano L., Lebedev S., Meier T., & PASSEQ Working Group. Phase velocities of Rayleigh and Love waves in central and northern Europe from automated, broad-band, interstation measurements // Geophysical Journal International. 2016. V. 204. № 1. P. 517–534.
  27. https://www.youtube.com/watch?v=S5dKWNA6CLU&ab_channel=%D0%A1%D0%BA%D0%B0%D0%B9%D0%A2%D0%BE%D0%BF
  28. https://lakemaps.org/

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
Скачать


Creative Commons License
Эта статья доступна по лицензии Creative Commons Attribution-NonCommercial-NoDerivatives 4.0 International License.

Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».