Численный анализ распространения волны цунами из одного бассейна в другой через пролив прямоугольного поперечного сечения

Abstract

В рамках нелинейной теории длинных поверхностных волн методом конечных разностей выполнен численный анализ распространения волны цунами из одного бассейна в другой через пролив прямоугольного сечения. Очаг цунами имеет эллиптическую форму и располагается в первом бассейне, включающем материковый склон и шельф. Глубины пролива и второго бассейна постоянны. Установлено, что на характеристики волны в обоих бассейнах влияют ширина и длина соединяющего их пролива, а также положение очага цунами в первом бассейне по отношению к входу в пролив. Максимальные высоты прошедших во второй бассейн волн цунами реализуются при положении очага цунами на материковом склоне непосредственно напротив входа в пролив, а также для узких и относительно коротких проливов. Выполнен анализ эволюции поля горизонтальной скорости в волне цунами для различных положений источника генерации.

У рамках нелінійної теорії довгих поверхневих хвиль методом кінцевих різниць виконано чисельний аналіз розповсюдження хвилі цунамі з одного басейну в іншій через протоку прямокутного перетину. Осередок цунамі має еліптичну форму та розташовується в першому басейні, який включає материковий схил та шельф. Глибини протоки та другого басейну постійні. Встановлено, що на характеристики хвилі в обох басейнах впливають ширина та довжина з'єднуючої їх протоки, а також положення осередку цунамі в першому басейні по відношенню до входу в протоку. Максимальні висоти потрапивших в другий басейн хвиль цунамі реалізуються при положенні осередку цунамі на материковому схилі безпосередньо напроти входу в протоку, а також для вузьких і відносно коротких проток. Виконано аналіз еволюції поля горизонтальної швидкості в хвилі цунамі для різних положень джерела генерації.

Propagation of tsunami waves from one basin to another through a strait with a rectangular cross-section is numerically analyzed by the method of finite differences within the framework of the nonlinear theory of long surface waves. The tsunami source is of an elliptical shape and located in the first basin including continental slope and shelf. The depths of the strait and the second basin are constant. It is found that the waves’ characteristics in both basins depend on the strait width and length, as well as on the tsunami source position in the first basin relative to the strait entrance. Maximum heights of tsunami waves which pass from the first basin to the second one are achieved when the tsunami source is located on the marginal slope directly in front of the strait entrance and also in case the strait is narrow and rather short. Evolution of the horizontal velocity field in a tsunami wave is analyzed for various positions of a generation source.