Отправить статью по E-mail 
Критерий применимости теории длинных волн для описания диспергирующих волн цунами
- Авторы: Носов М.А.1,2, Зарубина А.И.1
-
Учреждения:
- Физический факультет МГУ им. М.В. Ломоносова
- Институт морской геологии и геофизики Дальневосточного отделения РАН
- Выпуск: Том 59, № 4 (2023)
- Страницы: 485-496
- Раздел: Статьи
- URL: https://ogarev-online.ru/0002-3515/article/view/136936
- DOI: https://doi.org/10.31857/S0002351523040132
- EDN: https://elibrary.ru/YOYESH
- ID: 136936
Цитировать
Открытый доступ
Доступ предоставлен
Только для подписчиков
Аннотация
Проанализированы условия применимости бездисперсионной теории длинных волн для воспроизведения диспергирующих волн цунами. В качестве количественного критерия предложена к использованию дистанция дисперсионного разрушения, – величина, которая однозначно определяется длиной волны, доминирующей в спектре начального возвышения водной поверхности в очаге цунами, и корректирующим коэффициентом \(\alpha \). Физический смысл величины \(\alpha \) – доля длины волны, на которую диспергирующий волновой пакет отстанет от фронта длинной волны, при распространении на расстояние, равное дистанции дисперсионного разрушения. С использованием модельного остаточного смещения поверхности дна, геометрические параметры которого варьируются случайным образом, в рамках предположения о мгновенной генерации волн и с учетом сглаживающего эффекта водного слоя методом Монте-Карло установлена связь между точностью воспроизведения волн бездисперсионной моделью и величиной \(\alpha \). С использованием “шкалы коэффициента \(\alpha \)” выполнено ранжирование критериев, которые были предложены ранее другими авторами.
Ключевые слова
Об авторах
М. А. Носов
Физический факультет МГУ им. М.В. Ломоносова; Институт морской геологии и геофизики Дальневосточного отделения РАН
Автор, ответственный за переписку.
Email: m.a.nosov@mail.ru
Россия, 119991, Москва, Ленинские горы, 1, стр. 2; Россия, 693022, Южно-Сахалинск, ул. Науки, 1Б
А. И. Зарубина
Физический факультет МГУ им. М.В. Ломоносова
Автор, ответственный за переписку.
Email: zarubina.ai17@physics.msu.ru
Россия, 119991, Москва, Ленинские горы, 1, стр. 2
Список литературы
- Доброхотов С.Ю., Назайкинский В.Е., Тироцци Б. О методе осреднения для дифференциальных операторов с осциллирующими коэффициентами // Докл. РАН. 2015. Т. 461. № 5. С. 516–520.
- Куликов Е.А., Медведев П.П., Лаппо С.С. Регистрация из космоса цунами 26 декабря 2004 г. в Индийском океане // Докл. РАН. 2005. Т. 401. № 4. С. 537–542.
- Носов М.А. Волны цунами сейсмического происхождения: современное состояние проблемы // Изв. РАН. Физика атмосферы и океана. 2014. Т. 50. № 5. С. 540–540.
- Носов М.А. Применимость длинноволнового приближения к описанию динамики цунами // Ученые записки физического факультета Московского университета. 2017. № 4. С. 1740503.
- Носов М.А., Колесов С.В. Комбинированная численная модель цунами // Математическое моделирование. 2019. Т. 31. № 1. С. 44–62.
- Носов М.А., Семенцов К.А. Расчет начального возвышения в очаге цунами с использованием аналитических решений // Изв. РАН. Физика атмосферы и океана. 2014. Т. 50. № 5. С. 612–612.
- Пелиновский Е.Н. Гидродинамика волн цунами. Нижний Новгород: ИПФ РАН, 1996. 276 с.
- Пелиновский Е.Н. Нелинейная динамика волн цунами. Горький: ИПФ АН СССР, 1982. 216 с.
- Behrens J., Dias F. New computational methods in tsunami science // Phil. Trans. R. Soc. 2015. V. 373. № 2053. P. 20140382.
- Dobrokhotov S.Yu., Grushin V.V., Sergeev S.A., Tirozzi B. Asymptotic theory of linear water waves in a domain with nonuniform bottom with rapidly oscillating sections // Russ. J. Math. Phys. 2016. V. 23. № 4. P. 454–473.
- Gisler G.R. Tsunami simulations // Annu. Rev. Fluid Mech. 2008. V. 40. P. 71–90.
- Glimsdal S., Pedersen G.K., Harbitz C.B. et al. Dispersion of tsunamis: does it really matter? // Nat. Hazard. Earth. Syst. Sci. 2013. V. 13. № 6. P. 1507–1526.
- Grimshaw R.H., Ostrovsky L.A., Shrira V.I., Stepanyants Y.A. Long nonlinear surface and internal gravity waves in a rotating ocean // Surveys in Geophysics. 1998. V. 19. № 4. P. 289–338.
- Kajiura K. The leading wave of a tsunami // Bull. Earthq. Res. Inst. 1963. V. 41. № 3. P 535–571.
- Kajiura K. Tsunami source, energy and directivity of wave radiation // Bull. Earthq. Res. Inst. 1970. V. 48. № 5. P. 835–869.
- Korolev P.Yu., Korolev Yu.P., Loskutov A.V. Analysis of the main characteristics of tsunamis based on data from deep-ocean stations // IOP Conference Series: Earth and Environmental Science. 2019. V. 324. № 1. P. 012 017.
- Kozelkov A., Efremov V., Kurkin A. et al. Three-dimensional numerical simulation of tsunami waves based on the Navier-Stokes equations // Sci. Tsunami Hazards. 2017. V. 36. № 4. P. 183–196.
- Kulikov E.A., Rabinovich A.B., Thomson R.E. et al. The landslide tsunami of November 3, 1994, Skagway harbor, Alaska // J. Geophys. Res.: Oceans. 1996. V. 101. № C3. P. 6609–6615.
- Levin B.W., Nosov M.A. Physics of Tsunamis, Second Edition. Cham-Heidelberg-New York-Dordrecht-London: Springer, 2016. 388 p.
- Madsen P.A., Murray R., Sorensen O.R. A new form of the Boussinesq equations with improved linear dispersion characteristics // Coast. Eng. 1991. V. 15. № 4. P. 371–388.
- Mirchina N.R., Pelinovsky E.N. Nonlinear and dispersive effects for tsunami waves in the open ocean // Int. J. Tsunami Soc. 1982. V. 2. № 4. P. 1073–1081.
- Saito T. Tsunami generation and propagation. Tokyo: Springer Japan, 2019. 274 p.
- Saito T., Kubota T. Tsunami modeling for the deep sea and inside focal areas // Annu. Rev. Earth. Planet. Sci. 2020. V. 48. P. 121–145.
- Shijo R., Tsukuda Y., Sato T. et al. Tsunami Simulation by 3D Model Around a Power Station Due to the 2011 Tohoku Earthquake // Coast. Eng. J. 2016. V. 58. № 4. P. 1 640 014.
- Shuto N. Numerical simulation of tsunamis–Its present and near future // Natural Hazards. 1991. V. 4. № 2. P. 171–191.
- Titov V., Kânoğlu U., Synolakis C. Development of MOST for real-time tsunami forecasting // J. Waterw., Port, Coast., Ocean Eng. 2016. V. 142. № 6. P. 03116004.
- Watada S., Kusumoto S., Satake K. Traveltime delay and initial phase reversal of distant tsunamis coupled with the self-gravitating elastic Earth // J. Geophys. Res.: Solid Earth. 2014. V. 119. № 5. P. 4287–4310.
Дополнительные файлы
