Forskere afslører mekanismerne for lokal amplifikation af tsunamier i 2024 i Iida Bay, Japan

I 2024 ramte et jordskælv med en styrke på 7,5 Noto-halvøen i Japan nytårsdag, hvilket forårsagede kraftige rystelser, jordskred, brand, likvefaktion, landhævning og ødelæggende tsunamier. Ishikawa-præfekturet, det hårdest ramte område, så mindst 241 dræbte, og omkring 75.187 huse blev beskadiget. Selvom Noto-halvøen tidligere har oplevet hyppige jordskælv og tsunamier, var tsunamierne i 2024 anderledes.

I præfekturerne Ishikawa, Toyama og Niigata blev 1,3-5,8 meter høje tsunamier bekræftet. Tsunamierne, der ramte Iida-bugten, der ligger nær jordskælvets epicenter, var betydeligt højere og stærkere end dem, der ramte andre kyster. Tsunamier over tre meter høje var primært koncentreret i Iida-bugten, hvor området omkring Ukai Fishing Port blev mest oversvømmet af tsunamien.

Luftfotos og feltundersøgelser afslørede, at dette område var oversvømmet op til cirka 500 meter inde i landet fra kysten. Desuden kollapsede nogle sektioner af bølgebryderen ved Iida Port, hvilket tyder på, at denne tsunamibegivenhed blev koncentreret og forstærket gennem unikke mekanismer.

For at afsløre disse mekanismer undersøgte et team af forskere fra Tokyo Institute of Technology, Japan, ledet af professor Hiroshi Takagi fra School of Environment and Society kilden til forstærkningen af ​​tsunamierne på Noto-halvøen i 2024.

"For at beskytte mod usædvanlige tsunamier som dem, der opstod ved jordskælvet på Noto-halvøen i 2024, er avancerede modforanstaltninger påkrævet. At forstå de særlige mekanismer, der fører til koncentrationen af ​​disse tsunamier, er derfor af yderste vigtighed," siger Takagi. Deres undersøgelse blev offentliggjort i tidsskriftet Ocean Engineering .

Holdet gennemførte en detaljeret undersøgelse af tsunamiernes adfærd og karakteristika i Iida Bay ved hjælp af en feltundersøgelse, numerisk analyse og videooptagelser fra et overvågningskamera. Deres analyse afslørede to hovedårsager til forstærkningen af ​​tsunamierne.

For det første konvergerede tsunami-energierne ud for Iida-bugtens kyst på grund af en linseeffekt. I Iida Spur, et område med vand lavere end 300 meter breder sig som en tunge ud for Iida-bugtens kyst, ramte langsomtgående tsunamier, mens de bevarer deres energi uden nævneværdig spredning.

Derudover opstod der bølgebrydning på grund af den stejle skråning ved grænsen mellem Iida Spur og Toyama Trough, hvilket koncentrerede energien og skabte linseeffekten. Disse effekter bidrog til de særligt høje tsunamier i Iida-bugten.

For det andet, efter at have nået bugten, forårsagede den første tsunami diffraktion ved de to kapper og flere refleksioner, hvilket udløste flere kortvarige sekundære tsunamier, der overlappede i Iida Port og Ukai Fishing Port, hvilket forårsagede betydelig skade. Videooptagelser med udsigt over Iida Port afslørede, at den første bølge ankom omkring 20 minutter efter jordskælvet, efterfulgt af en anden bølge 10 minutter senere.

Wavelet-analyse viste, at den primære tsunamibølge havde en periode på 5-10 minutter, mens de sekundære bølger havde perioder på mindre end to minutter. Desuden viste videooptagelserne, at en boringslignende tsunami, der forplantede sig langs kysten, krydsede en tsunami, der direkte nåede Iida Port, som ramte bølgebryderen, hvilket resulterede i et 10 meter højt plask.

"Vores undersøgelse fremhæver, at skaderne på grund af tsunamier i Iida-bugten i høj grad var påvirket af lokale forhold, herunder havbundstopologi, kystlinjeform, placeringen af ​​kystanlæg og jordskælvets grundlæggende seismiske faktorer.

"Disse resultater tyder på, at flere tsunamier kan overlappe energisk inden for en bugt, hvilket kræver mere præcise tsunami-forudsigelsesteknologier og specifikke modforanstaltninger for at afbøde sådanne lokaliserede skader mod lignende fremtidige begivenheder," siger Takagi.

Flere oplysninger: Hiroshi Takagi et al., Lokalt forstærket tsunami i Iida-bugten på grund af jordskælvet på Noto-halvøen i 2024, Ocean Engineering (2024). DOI:10.1016/j.oceaneng.2024.118180

Leveret af Tokyo Institute of Technology