odsłonięcie dokładności prognoz Tsunami
mieszkańcy nadmorskich miast w Chile pamiętają katastrofalne trzęsienia ziemi, które nawiedziły ich kraj w 1960 i 2010, nie zawsze dla samych trzęsień, ale dla tsunami, które nastąpiły.
ci, którzy przeżyli 9.5-wielkości trzęsienia 1960 powiedział wywiadów o człowieku w Maullin, Chile, który po pierwszej fali tsunami, rzucili się do jego dockside magazynu, aby odzyskać posiadłości, tak jak druga fala uderzył. Druga fala wyrzuciła magazyn w morze i nigdy więcej go nie widziano. Podobnie fale po pierwszej, znane jako fale końcowe, sprawiły, że działania ratownicze po tsunami w 2010 r.zagrażały życiu.
w 2010 r.społeczeństwo miało lepszą technologię ostrzegania przed tsunami niż w 1960 r., ale wciąż istniały słabości. Nowe badania geofizyków w Scripps Institution of Oceanography na UC San Diego ujawnia mocne i słabe strony systemów wczesnego ostrzegania tsunami, jak doświadczył w odcinku 2010. Badanie jest reprezentatywne dla wielu badań naukowych, ponieważ nie tworzy nowych narzędzi przewidywania, ale przyczynia się do oceny wiarygodności istniejących metod. Naukowcy mają nadzieję, że praca może poprawić przewidywania spływających fal tsunami.
Ignacio Sepulveda Oyarzun, Postdoctoral fellow w Scripps Oceanography, który sam przeżył trzęsienie ziemi w Chile w 2010 roku, a koledzy odkryli słabość opartą na niedokładnych szacunkach batymetrii, która jest topografią lub głębokością dna morskiego. Ta niedokładność nie ma znaczenia, gdy początkowa lub wiodąca fala tsunami uderza ze względu na jej rozmiar, ale końcowe fale mają wystarczająco krótkie długości fal, które są znacznie bardziej zależne od kształtu dna morskiego, nad którym podróżują w drodze do linii brzegowych. Końcowe prognozy fal są poważnie dotknięte błędami batymetrii, powiedział autorzy badania, z niepewnością amplitudy fal nawet o 35 procent.
Sepulveda powiedział, że jest dobra wiadomość w tej pracy, ponieważ potwierdza dokładność ostrzeżeń o fali tsunami, ale także zapewnia zastrzeżenie, że ludzie muszą trzymać się z dala od obszarów przybrzeżnych przez kilka godzin po początkowej fali z powodu nieprzewidywalności tego, co dzieje się dalej.
“zastanawialiśmy się nad wpływem błędów batymetrycznych na modele tsunami przez długi czas, ponieważ dane batymetryczne są krytycznym wkładem modeli”, powiedział Sepulveda. “Dzięki temu nowemu badaniu jesteśmy teraz w stanie odpowiedzieć na cenne pytania dotyczące wiarygodności ostrzeżeń o tsunami i ocen zagrożeń.”
najlepsze Naukowe domysły na temat lokalizacji cech dna morskiego, takich jak Góry morskie, kaniony lub rafy, oraz ich wymiarów pochodzą z sondaży, które są fizycznymi pomiarami odległości między powierzchnią a dnem oceanu w danym miejscu. Sondy są wykonywane przez statki, ale proces jest kosztowny. Częściowo ze względu na wysoką cenę, tylko około 11 procent batymetrii oceanicznej zostało zmierzone w ten sposób.
szacunki tego, jak pozostałe 89 procent dna morskiego wygląda, pochodzą z pomiarów wysokościowych wykonanych przez satelity wysokości powierzchni oceanu. Satelity wnioskują, jakie jest przyciąganie grawitacyjne w danym punkcie; im większa grawitacja, tym wyższe muszą być podwodne okręty podwodne.
ta metoda była stosowana przez lata przez naukowców z Scripps Oceanography, którzy dostarczają dane oceaniczne do Google Maps, między innymi, aby wypełnić puste miejsca. Dane batymetryczne są przekazywane do tego, co naukowcy nazywają modelami numerycznymi lub symulacjami, które również opierają się na matematyce i hipotezach ” w celu oszacowania prawdopodobnego zachowania tsunami. Błędy w danych wysokościowych mogą spowodować, że satelitarne szacunki wysokości będą oddalone o kilkaset metrów.
“podczas gdy wysokościomierze satelitarne zapewniają globalną perspektywę głębokości dna morskiego, brakuje im dokładności i rozdzielczości, które są uzyskiwane przez echosondy wielopasmowe na dużych statkach badawczych, takich jak Sally Ride”, powiedział geofizyk Oceanografii Scripps David Sandwell.
zespół Sepulvedy stworzył nowy model, analizując dane batymetryczne zebrane z kilku miejsc na całym świecie i obliczając, jak daleko te dane są od rzeczywistości. Model, który stworzyli, generuje oszacowanie marginesu błędu, które można wykorzystać do informowania szeregu innych modeli oceanograficznych, w tym modeli propagacji tsunami.
wykorzystali ten model do spojrzenia na przeszłe tsunami i odkryli, że fala wiodąca ma zazwyczaj długość fali tak dużą, że wszelkie błędy batymetryczne niewiele na nią wpływają. Fale końcowe, które przychodzą minuty lub godziny później, mają krótsze długości fal, umieszczając je w skali bardziej porównywalnej do wielkości błędów batymetrycznych. Te cechy batymetryczne mogą powiększać lub osłabiać fale na wiele sposobów, podobnie jak ich interakcja z normalnymi falami łamającymi.
w Chile wiele nadmorskich miast buduje się wokół zatok, które przez większość czasu zapewniają naturalną ochronę przed burzami. Ale kiedy fale tsunami uderzają, te same cechy geograficzne mogą skupić energię fal, tworząc fale większe niż pierwsze i bardziej zlokalizowane. Tak było w 2010 roku, kiedy mieszkańcy wioski rybackiej Dichato w Chile przypomnieli sobie, że była to trzecia fala tsunami, która zmiotła miasto, kilka godzin po trzęsieniu 3:30 rano.
“systematyczne badanie porównujące szczegółowe badania wiązki morskiej batymetrii i batymetrii satelitarnej podkreśla różnice, które mogą mieć duży wpływ na łagodzenie zagrożeń związanych z wtórnymi i końcowymi falami tsunami”, powiedziała współautorka badania Jennifer Haase, geofizyk w Scripps Oceanography. “Batymetria pochodząca od satelitów może być również przydatna na wiele innych sposobów, na przykład w zrozumieniu prądów oceanicznych.”
badanie ukazuje się w czasopiśmie “Journal of Geophysical Research Solid Earth”. John Miles Fellowship oraz Cecil and Ida Green Foundation wspierały badania Sepulvedy. Oprócz Sepulvedy i Haase współautorami badania są Brook Tozer z Scripps Oceanography, Mircea Grigoriu z Cornell University oraz Philip Liu, który jest związany z National University of Singapore, Cornell i National Central University na Tajwanie. Dodatkowe wsparcie pochodziło z Office of Naval Research, National Science Foundation i National Research Foundation w Singapurze.
