Заседание семинара "Методологические вопросы математического моделирования" 05.04.2023 в 16-00. "«Математическое моделирование в проблеме цунами: методология и практика применений»", Гусяков Вячеслав Константинович

Математическое моделирование представляет собой одно из наиболее мощных и гибких средств изучения сложных природных явлений, в отношении которых постановка прямого натурного эксперимента является, как правило, невозможной. Характерным примером опасного природного явления, характеризующегося малой повторяемостью и тяжелыми последствиями, являются волны цунами, возникающие в океане при некоторых сильных подводных землетрясениях, вулканических взрывах, оползнях и обвалах. В докладе рассматриваются основные подходы, используемые для описания возбуждения, распространения в океане и набегания на берег волн цунами, включая выбор физической модели среды и возможных представлений источника возмущений (очага цунами). Обсуждаются методы верификации и тестирования численных алгоритмов, а также методы валидации полной модели путем сопоставления расчетных данных с результатами лабораторных экспериментов и натурных измерений. Приводятся примеры построения полных численных моделей разрушительных цунами последнего десятилетия, включая цунами Тохоку 11 марта 2011 года в Японии. Показывается ограниченность широко используемых в настоящее время математических моделей как в решении задачи оперативного прогноза цунами, так и при получении оценок долгосрочного цунами-риска (цунамирайонирования побережья). Обосновывается вывод о том, что для получения практически значимых результатов математическое моделирование должно применяться с полным осознанием всех ограничений, вытекающих из ограниченности нашего понимания физических процессов, происходящих в очаговой области цунами, несовершенства используемых математических моделей, а также неполноты имеющихся данных наблюдений.