Beregning af tsunamiers størrelse og destruktive kraft ved at udnytte højhastigheds akustiske tyngdekraftsbølger

Matematikere har udtænkt en måde at beregne størrelsen af ​​en tsunami og dens ødelæggende kraft i god tid før den går i land ved at måle hurtigt bevægende undervandslydbølger, åbner muligheden for et tidligt varslingssystem i realtid.

Lydbølgerne, kendt som akustiske tyngdekraftsbølger (AGW'er), er naturligt forekommende og kan genereres i det dybe hav efter tsunami-udløserhændelser, såsom jordskælv under vandet.

De kan rejse over 10 gange hurtigere end tsunamier og sprede sig i alle retninger, uanset tsunamiens bane, gør dem nemme at hente ved hjælp af standard undervandshydrofoner og en ideel kilde til information til tidlige varslingssystemer.

I en ny undersøgelse offentliggjort i Journal of Fluid Mechanics , forskere fra Cardiff University har vist, hvordan de vigtigste egenskaber ved et jordskælv, såsom dens placering, varighed, dimensioner, orientering, og fart, kan bestemmes, når AGW'er detekteres af blot en enkelt hydrofon i havet.

Vigtigere, når fejlegenskaberne er fundet, at beregne tsunamiamplituden og den potentielle destruktive kraft bliver mere triviel, fastslår forskerne.

Hovedforfatter af undersøgelsen Dr. Usama Kadri, fra Cardiff University's School of Mathematics, sagde:"Ved at tage målinger af akustiske tyngdekraftsbølger, vi har stort set alt, hvad vi behøver for at udløse en tsunamialarm."

Undersøiske jordskælv udløses af bevægelsen af ​​tektoniske plader på havbunden og er hovedårsagen til tsunamier.

Tsunamier opdages i øjeblikket via pilebøjer - flydende anordninger, der er i stand til at måle trykændringer i havet forårsaget af tsunamier. Imidlertid, teknologien er afhængig af en tsunami, der fysisk når pilebøjerne, hvilket kan være problematisk, hvis bøjerne er tæt på kystlinjen.

Den nuværende teknologi kræver også distribution af et enormt antal bøjer i oceaner over hele verden, hvilket er meget dyrt.

"Selvom vi i øjeblikket kan måle jordskælv ved hjælp af seismiske sensorer, disse fortæller os ikke, om tsunamier sandsynligvis vil følge, " Dr. Kadri fortsatte.

"Ved at bruge lydsignaler i vandet, vi kan identificere karakteristika ved jordskælvsforkastningen, hvorfra vi så kan beregne karakteristika for en tsunami. Da vores løsning er analytisk, alt kan beregnes i næsten realtid.

"Vores mål er at kunne udløse en tsunamialarm inden for få minutter fra optagelse af lydsignalerne i en hydrofonstation."

AGW'er er naturligt forekommende lydbølger, der bevæger sig gennem det dybe hav med lydens hastighed og kan rejse tusindvis af meter under overfladen.

AGW'er kan måle ti eller endda hundreder af kilometer i længden, og det menes, at visse livsformer såsom plankton, der ikke er i stand til at svømme mod en strøm, stole på, at bølgerne hjælper deres bevægelse, forbedre deres evne til at finde mad.