Afsløring af nøjagtigheden af ​​tsunamiforudsigelser

Beboere i kystbyer i Chile husker de katastrofale jordskælv, der ramte deres land i 1960 og 2010, ikke altid for selve skælvene, men for de tsunamier, der fulgte.

Dem, der overlevede jordskælvet i 9,5-størrelsen 1960, fortalte interviewere om manden i Maullin, Chile, hvem efter den første bølge af tsunamien, skyndte sig ind på hans dokker ved at hente ejendele, lige da den anden bølge ramte. Den anden bølge fejede lageret ud på havet, og manden blev aldrig set igen. Tilsvarende bølger efter den første, kendt som efterfølgende bølger, lavede redningsindsats efter tsunamien i 2010 livstruende.

I 2010, samfundet havde bedre tsunamivarslingsteknologi end i 1960, men svagheder eksisterede stadig. Ny forskning udført af geofysikere ved Scripps Institution of Oceanography ved UC San Diego afslører styrker og mangler ved tsunami -varslingssystemer, som de oplevede i episoden i 2010. Undersøgelsen er repræsentativ for meget af videnskabelig forskning, idet den ikke skaber nye forudsigelsesværktøjer, men bidrager til at vurdere eksisterende metoders pålidelighed. Forskerne håber, at arbejdet kan forbedre forudsigelser om efterfølgende tsunamibølger.

Ignacio Sepulveda Oyarzun, en postdoktor ved Scripps Oceanografi, der selv overlevede jordskælvet i Chile i 2010, og kolleger fandt en svaghed baseret på unøjagtige estimater af badymetri, som er topografien eller dybden af ​​havbunden. Denne unøjagtighed betyder ikke så meget, når en initial, eller ledende, tsunamibølge rammer på grund af dens store størrelse, men efterfølgende bølger har korte nok bølgelængder til, at de er betydeligt mere påvirket af havbundens form, som de rejser over på deres vej til kystlinjer. Efterfølgende bølgeprognoser påvirkes hårdt af batymetrifejl, sagde studieforfattere, med bølgeamplitude usikkerheder slukket med hele 35 procent.

Sepulveda sagde, at der er gode nyheder i dette arbejde, idet det validerer nøjagtigheden af ​​førende tsunamibølgeadvarsler, men han giver også den advarsel, at folk har brug for at holde sig væk fra kystområder i flere timer efter den indledende bølge på grund af uforudsigeligheden af, hvad der derefter sker.

"Vi har i lang tid undret os over effekten af ​​badymetrifejl på tsunamimodeller, fordi batymetri -data er et kritisk input af modellerne, "sagde Sepulveda." Med denne nye undersøgelse, vi er nu i stand til at besvare værdifulde spørgsmål om pålideligheden af ​​tsunamivarsler og farevurderinger. "

Videnskabens bedste gæt om placeringen af ​​havbundens funktioner som sømounts eller kløfter eller rev og deres dimensioner stammer fra lydninger, som er fysiske målinger af afstanden mellem overfladen og havbunden på et givet sted. Lydninger foretages af skibe, men processen er dyr. Dels på grund af den høje pris, kun omkring 11 procent af havets badymetri er blevet målt på denne måde.

Estimater af, hvordan de andre 89 procent af havbunden ser ud, stammer fra altimetri -målinger foretaget af satellitter af havets overflades højde. Satellitter udleder, hvad tyngdekraften er på et givet tidspunkt; jo større tyngdekraften, de højere ubåds sømounts skal være.

Denne metode er blevet brugt gennem årene af forskere på Scripps Oceanografi, der leverer havdata til Google Maps, blandt andre brugere, at udfylde emnerne. Bathymetri -data føder ind i, hvad forskere kalder numeriske modeller, eller simuleringer, der også er afhængige af matematik og hypotetik "til at estimere sandsynlig tsunamiadfærd. Fejl i altimetri-data kan forårsage, at satellitafledte estimater af højde kan være slukket med flere hundrede meter.

"Mens satellithøjdemålere giver dette globale perspektiv på havbundens dybde, de mangler den nøjagtighed og opløsning, der opnås af multibeam -ekkosoundere ombord på store forskningsfartøjer, såsom [Scripps Research Vessel] Sally Ride, "sagde Scripps Oceanografi geofysiker David Sandwell.

Sepulvedas team skabte en ny model ved at analysere batymetri -data indsamlet fra flere steder rundt om i verden og beregne, hvor langt disse data er fra virkeligheden. Den model, de skabte, genererer derefter et estimat af fejlmargin, der kan bruges til at informere en række andre oceanografiske modeller, herunder tsunami -formeringsmodeller.

De brugte modellen til at se på tidligere tsunamier og fandt ud af, at den ledende bølge generelt har en bølgelængde, der er så stor, at eventuelle batymetrifejl ikke påvirker den lidt. Efterfølgende bølger, som kommer minutter eller timer senere, har kortere bølgelængder, placere dem på en skala, der er mere sammenlignelig med størrelsen på batymetrifejl. Disse badymetriske træk kan forstørre eller dæmpe bølgerne på utallige måder, ligesom deres interaktion med normale brydebølger.

I Chile, mange kystbyer er bygget omkring bugter, som giver naturlig beskyttelse mod storme det meste af tiden. Men når efterfølgende tsunamibølger rammer, de samme geografiske træk kan fokusere bølgernes energi, skaber bølger, der er større end de første, og mere lokaliseret. Sådan var det i 2010, hvor beboere i fiskerlandsbyen Dichato, Chile mindede om, at det var den tredje tsunamibølge, der feede byen væk, flere timer efter jordskælvet 03:30.

"Den systematiske undersøgelse, der sammenligner detaljerede havstråleundersøgelser af badymetri og satellitafledt badymetri, fremhæver de forskelle, der kan have en stor indvirkning på at afbøde farer fra de sekundære og efterfølgende bølger fra tsunamier, "sagde studieforfatter Jennifer Haase, en geofysiker ved Scripps Oceanografi. "Det kan også være nyttigt på mange andre måder, hvorpå satellitbaseret badymetri bruges, for eksempel at forstå havstrømme. "

Undersøgelsen vises i Journal of Geophysical Research Solid Earth .