Tsunamiennusteiden tarkkuus
Chilen rannikkokaupunkien asukkaat muistavat tuhoisat maanjäristykset, jotka iskivät heidän maahansa vuosina 1960 ja 2010, eivät aina itse järistysten vaan sitä seuranneiden tsunamien vuoksi.
vuoden 1960 9,5 magnitudin järistyksestä selvinneet kertoivat haastattelijoille Chilen Maullinissa asuvasta miehestä, joka tsunamin ensimmäisen aallon jälkeen ryntäsi satamavarastoonsa hakemaan omaisuuttaan juuri kun toinen aalto iski. Toinen aalto pyyhkäisi varaston merelle, eikä miestä enää nähty. Samoin ensimmäistä seuranneet aallot, niin sanotut jälkiaallot, tekivät tsunamin jälkeisistä pelastustoimista vuonna 2010 hengenvaarallisia.
vuonna 2010 yhteiskunnalla oli parempi tsunamivaroitustekniikka kuin vuonna 1960, mutta heikkouksia oli edelleen. UC San Diegon Scripps Institution of Oceanography-tutkimuslaitoksen geofyysikkojen uusi tutkimus paljastaa tsunamin varhaisvaroitusjärjestelmien vahvuudet ja puutteet vuoden 2010 jaksossa. Tutkimus edustaa suurta osaa tieteellisestä tutkimuksesta siinä mielessä, että se ei luo uusia ennustusvälineitä, vaan edistää olemassa olevien menetelmien luotettavuuden arviointia. Tutkijat toivovat, että työ voi parantaa ennusteita perään tulevista tsunamiaalloista.
Ignacio Sepulveda Oyarzun, Scrippsin merentutkimuksen tutkijatohtori, joka itse selvisi vuoden 2010 Chilen maanjäristyksestä, ja kollegat löysivät virheellisiin arvioihin perustuvan heikkouden, joka on merenpohjan pinnanmuodostus tai syvyys. Tällä epätarkkuudella ei ole niinkään väliä, kun tsunamiaalto osuu ensimmäiseen eli johtavaan aaltoon sen suuren koon vuoksi, mutta perässä tulevilla aalloilla on niin lyhyet aallonpituudet, että niihin vaikuttaa huomattavasti enemmän sen merenpohjan muoto, jonka yli ne matkaavat matkalla rannikolle. Perään Aalto ennusteet ovat vakavasti vaikuttaa bathymetry virheitä, sanoi tutkimuksen tekijät, aallon amplitudi epävarmuustekijät pois peräti 35 prosenttia.
Sepulveda sanoi, että teoksessa on hyviä uutisia, sillä se vahvistaa johtavien tsunamiaaltovaroitusten tarkkuuden, mutta antaa myös varoituksen siitä, että ihmisten on pysyttävä poissa rannikkoalueilta useita tunteja ensimmäisen aallon jälkeen, koska Seuraavaa tapahtumaa ei voi ennustaa.
” olemme jo pitkään ihmetelleet kylpyvirheiden vaikutusta tsunamimalleihin, koska kylpyvirheet ovat mallien kriittinen panos”, Sepulveda sanoi. “Tämän uuden tutkimuksen avulla pystymme nyt vastaamaan arvokkaisiin kysymyksiin tsunamivaroitusten ja vaarallisuusarvioiden luotettavuudesta.”
tieteen parhaat arvaukset merenpohjan piirteiden kuten merenalaisten vuorten tai kanjonien tai riuttojen sijainnista ja niiden mitoista ovat peräisin luotauksista, jotka ovat fysikaalisia mittauksia pinnan ja merenpohjan välisestä etäisyydestä tietyssä paikassa. Luotauksia tehdään laivoilla, mutta prosessi on kallis. Osittain korkean hintalapun vuoksi tällä tavalla on mitattu vain noin 11 prosenttia valtamerten kylpymetristä.
arviot siitä, miltä muu 89 prosenttia merenpohjasta näyttää, ovat peräisin satelliittien tekemistä korkeusmittauksista meren pinnan korkeudesta. Satelliitit päättelevät, mikä gravitaatiovoima milloinkin on; mitä suurempi painovoima, sitä korkeampia merenalaisten merenalaisten vuorten täytyy olla.
tätä menetelmää ovat käyttäneet vuosien varrella Scrippsin Merentutkimuslaitoksen tutkijat, jotka toimittavat muun muassa Google Mapsille valtameritietoja täyttääkseen tyhjät kohdat. Bathymetry data syöttää niin sanottuja numeerisia malleja, tai simulaatioita, jotka perustuvat myös matematiikkaan ja hypoteeseihin” arvioidakseen tsunamin todennäköistä käyttäytymistä. Virheet korkeusmittaustiedoissa voivat aiheuttaa sen, että satelliitista saadut korkeusarviot ovat useita satoja metrejä pielessä.
“vaikka satelliittien korkeusmittarit tarjoavat tämän maailmanlaajuisen näkökulman merenpohjan syvyyteen, niiltä puuttuu tarkkuus ja resoluutio, joka saadaan monipyöreillä kaikuluotaimilla suurissa tutkimusaluksissa, kuten Sally Ride”, sanoi Scrippsin Merentutkimusgeofyysikko David Sandwell.
Sepulvedan tiimi loi uuden mallin analysoimalla useista paikoista eri puolilta maailmaa kerättyä bathymetriadataa ja laskemalla, kuinka kaukana nämä tiedot ovat todellisuudesta. Heidän luomansa malli tuottaa sitten virhemarginaaliarvion, jota voidaan käyttää useiden muiden merentutkimusmallien, kuten tsunamin etenemismallien, ilmoittamiseen.
he käyttivät mallia tarkastellessaan aiempia tsunameja ja huomasivat, että johtavalla Aallolla on yleensä niin suuri aallonpituus, että mahdolliset kylpyvirheet eivät juuri vaikuta siihen. Peräaalloilla, jotka tulevat minuutteja tai tunteja myöhemmin, on lyhyemmät aallonpituudet, mikä asettaa ne mittakaavaan, joka on verrattavissa syvyysvirheiden kokoon. Nämä bathymetriset ominaisuudet voivat suurentaa tai vaimentaa aaltoja lukemattomilla tavoilla, samoin kuin niiden vuorovaikutus normaalien rikkoutuvien aaltojen kanssa.
Chilessä monet rannikkokaupungit ovat rakentuneet lahtien ympärille, jotka tarjoavat luontaista suojaa myrskyiltä suurimman osan ajasta. Mutta kun tsunamiaallot iskevät perään, samat maantieteelliset piirteet voivat keskittää aaltojen energian, jolloin syntyy aaltoja, jotka ovat suurempia kuin ensimmäiset ja paikallisempia. Näin kävi vuonna 2010, kun Chilen Dichaton kalastajakylän asukkaat muistelivat, että kyseessä oli kolmas tsunamiaalto, joka pyyhkäisi kaupungin pois useita tunteja aamuyöllä tapahtuneen järistyksen jälkeen.
“systemaattinen tutkimus, jossa verrataan kylpymetrian ja satelliittiperusteisten kylpymetriatutkimusten yksityiskohtaisia merisädetutkimuksia, korostaa eroja, joilla voi olla suuri vaikutus tsunamien sekundaaristen ja perään tulevien aaltojen aiheuttamien vaarojen lieventämiseen”, sanoi tutkimuksen tekijä Jennifer Haase, Scripps Oceanographyn geofyysikko. “Siitä voi olla hyötyä myös monilla muilla tavoilla, joilla satelliittiperusteista bathymetriaa käytetään, esimerkiksi merivirtojen ymmärtämisessä.”
tutkimus ilmestyy Journal of Geophysical Research Solid Earth-lehdessä. John Miles Fellowship ja Cecil ja Ida Green Foundation tukivat Sepulvedan tutkimusta. Sepulvedan ja Haasen lisäksi tutkimuksen kirjoittajiin kuuluvat Brook Tozer Scripps Oceanographysta, Mircea Grigoriu Cornellin yliopistosta sekä Philip Liu, joka toimii Singaporen kansallisessa yliopistossa, Cornellissa ja Taiwanin kansallisessa Keskusyliopistossa. Lisätukea saivat Office of Naval Research, National Science Foundation ja National Research Foundation Singaporessa.
