Лаборатория математического моделирования волн цунами

Базы данных по природным катастрофам, созданные и поддерживаемые лабораторией:

База данных цунами в мировом океане. http://tsun.sscc.ru/nh/tsun_descr.html

База данных импактных структур земли. http://tsun.sscc.ru/nh/edeis.html

Основные направления научной деятельности

Лаборатория была создана в 1988 году. Основными научными задачами лаборатории являются:  (1) Изучение связи условий возбуждения цунами с механизмом очага подводного землетрясения, сейсмотектоническими особенностями регионов и условиями осадконакопления на океанском дне; (2) Разработка новых численных методов расчета кинематики и динамики волн цунами; (3) Развитие новых подходов к решению задачи оценки долгосрочного цунамириска (цунамирайонирования побережья) на основе интеграции сейсмотектонических и вероятностных моделей геодинамического процесса и расчетных моделей распространения цунами на реальных участках акватории океана; (4)

Создание и поддержка баз данных по наблюдениям катастрофических природных явлений (цунами, землетрясения, вулканические извержения, ураганы и тайфуны, импактные удары), создание специализированных графических оболочек для работы с базами данных; (5) Создание интегрированной  информационно-экспертной системы для оперативного и долгосрочного прогноза волн цунами; (6) Решение обратной задачи на восстановление источника цунами по наблюдениям на сети береговых мареографов, определение условий разрешимости этой задачи при использовании реальных записей цунами;  (7)  Оценка опасности и возможных последствий при кометно-астероидных ударах по поверхности суши и в морских акваториях.

Основные научные результаты за последние 5 лет.

Изучены особенности возбуждения цунами в различных цунамигенных зонах Мирового океана. Показано, что дополнительно к основному (сейсмотектоническому) механизму возбуждения цунами большую роль играет вторичный (дополнительный) механизм, обусловленный  возникновением подводных оползней и обвалов в очаговой области подводного землетрясения.

В рамках решения обратной задачи по восстановлению источника цунами по мареографным записям на побережье создан набор алгоритмов и программ, позволяющих работать с реальными данными,  как батиметрии, так и записей мареографов. На основе численного решения системы уравнений мелкой воды создано программное  обеспечение, позволяющее  осуществлять численное моделирование распространения цунами на реальных участках акватории океана.Разработан оригинальный алгоритм решения обратной задачи по восстановлению источника цунами. Проведено изучение устойчивости и точности восстановления  первоначальной формы источника цунами для конкретных конфигураций системы наблюдения.

Получены аналитические решения уравнения эйконала для случая, когда распределение скорости в среде описывается степенной зависимостью от координаты, позволяющие, в частности, тестировать различные численные методы, используемые при расчете положения фронта волны цунами. Для случая океана с наклонным дном получено аналитическое решение задачи оперативного прогноза цунами – для любого расположения точечного источника получены аналитические выражения, описывающие фронт волны, распространяющейся в океане.

 Предложен новый метод оценки частоты падений небесных тел на Землю, учитывающий ско­рость эрозии кратеров, на его основе получены уточненные оценки частоты падений небесныз тел на Землю на современном этапе ее геологичкой истории.

Создана экспертная база данных по наблюдениям цунами в Мировом океане (ЭБДЦ). Она является наиболее полным на сегодняшний день информационным ресурсом по проблеме цунами, содержащим сведения о почти 2250 цунамигенных событиях происшедших в Мировом океане за весь период исторических наблюдений (с 2000 года до н.э по настоящее время), большой массив береговых наблюдений цунами, а также различную вспомогательную информацию о региональной батиметрии, сейсмичности, тектонике, вулканизме, населенных пунктах прибрежных  районов.  Интернет-версия базы данных поддерживается на лабораторном сервере по адресу http://tsun.sscc.ru/nh/tsunami.php.