2010年智利地震海啸数值模拟及其对我国沿海的影响分析

2010年2月27日06时34分(北京时间14时34分),在智利中南部近岸(36.1°S, 72.6°W)发生Mw8.8级地震,并引发了泛太平洋范围的海啸,太平洋沿岸多个国家的验潮站和海啸监测浮标均监测到了强震引发的海啸;海啸波传播25 h后到达我国沿海.本文利用海啸数值模型对此次地震海啸进行了数值模拟.重点模拟了我国沿海及智利周边区域海啸波的传播特征,结果与观测数据拟合良好.通过对数值模拟结果的分析,定量阐述了智利海啸对我国沿海地区的影响,给出了此次海啸对我国沿海各海区的危险性分布.     

2011年3月11日日本地震海啸越洋传播及对中国影响的数值分析

北京时间2011年3月11日13时46分(05:46 UTC)日本东北部近海(38.3°N,142.4°E)发生Mw9.0级特大地震,此次地震的强度为日本近1200a来最强.随后环太平洋的数十个国家和地区的验潮站和海啸监测浮标均监测到了强震引发的越洋海啸,海啸奔袭23 h到达南美洲的智利沿岸;此次海啸除了对近场的日本东北部沿岸地区造成了巨大灾害,还对太平洋东岸的部分国家和地区造成了一定程度的影响.地震发生4 h后海啸波到达我国台湾东部沿海,6~8 h海啸波到达我国大陆东南沿海,受此影响我国发布了第一份海啸蓝色警报.本文利用海啸数值模型对此次地震海啸的产生、越洋传播过程进行了数值模拟,给出了海啸波能量在我国近海及泛太平洋区域分布特征;同时重点模拟分析了海啸波在日本及中国近海传播的波动特征,模拟结果与观测数据吻合良好.最后通过对数值模拟结果的分析,阐述了此次海啸对中国的影响,给出了潜在的日本地震海啸对中国的风险估计.     

2011年3月11日日本地震海啸越洋传播及对中国影响的数值分析

北京时间2011年3月11日13时46分(05:46 UTC)日本东北部近海(38.3°N,142.4°E)发生M_w9.0级特大地震,此次地震的强度为日本近1200a来最强.随后环太平洋的数十个国家和地区的验潮站和海啸监测浮标均监测到了强震引发的越洋海啸,海啸奔袭23 h到达南美洲的智利沿岸;此次海啸除了对近场的日本东北部沿岸地区造成了巨大灾害,还对太平洋东岸的部分国家和地区造成了一定程度的影响.地震发生4 h后海啸波到达我国台湾东部沿海,6~8 h海啸波到达我国大陆东南沿海,受此影响我国发布了第一份海啸蓝色警报.本文利用海啸数值模型对此次地震海啸的产生、越洋传播过程进行了数值模拟,给出了海啸波能量在我国近海及泛太平洋区域分布特征;同时重点模拟分析了海啸波在日本及中国近海传播的波动特征,模拟结果与观测数据吻合良好.最后通过对数值模拟结果的分析,阐述了此次海啸对中国的影响,给出了潜在的日本地震海啸对中国的风险估计.     

地震海啸传播过程数值模拟研究

运用数值模拟的方法,对常水深4 000 m,8.0级纯倾滑直立断层触发的地震海啸,在大洋中传播的前2 000 s各时刻的形态以及峰值进行研究.结果表明,地震海啸产生后的前1 000 s左右的时间内,存在数值震荡,幅值先快速衰减,再逐渐增大,此后,幅值随着时间的推移缓慢衰减.     

海啸传播模型与数值模拟研究进展

海啸在浅水大陆架的传播问题由于其非线性作用和浅水效应而变得十分复杂,然而目前成熟的海啸传播理论及数值模拟结果在这方面与实际并不一致.本文比较分析了可用来模拟大陆架海啸传播的浅水波模型和数值方法,并提出对我国东海陆架边缘可能发生的近海海啸需要开展数值试验研究.     

南海潜在海啸传播过程的数值模拟：初始海啸衰减的影响

准确预估南海海啸风险是有效防灾减灾的前提.前人一般把弹性半无限空间背景下解算出来的海底位错直接等同于初始海啸分布,继而开展海啸传播过程研究.由于断层破裂并非瞬时完成,破裂过程会导致初始海啸波高小于海底位错量,即初始海啸衰减.本文基于高精度地形和高密度网格,求解非线性浅水方程,分别针对马尼拉断裂带的南段、中段和北段,构建南海海啸传播数值模型,试图定量考察初始海啸衰减作用对南海海啸的影响.模拟结果表明一定幅度的初始波高衰减将导致几乎相同幅度的海啸波高衰减,相应的偏差可以忽略.在保守的初始海啸衰减幅度（10%）下,模拟结果显示我国东南沿海、越南东部沿海和巴拉望岛为海啸危险区.另外,模型显示科里奥利力导致的波高变化幅度小于5 cm且其分布样式符合预期,这进一步佐证了数值模型的可靠性,也表明在实际南海海啸模拟中可以忽略科里奥利力进而提高计算效率.结合前人的沉积学认识和本文的数值模拟结果,本文认为南澳岛、西沙东岛和越南绥和周边曾同时遭受海啸侵袭,产生海啸的断裂带最有可能是马尼拉断裂带南段.后续有必要加强南澳岛、西沙东岛和越南东部的沉积学研究,识别更早的海啸事件,以期有力约束南海下次海啸事件的发生年份.

     

日本Mw9.0级地震海啸数值模拟与启示

2011年3月11日13时46分日本东北部海域发生Mw9.0级特大地震,地震诱发了海啸.本文依据USGS的震源机制解,进行了地震海啸的数值模拟,并与美国国家海洋与大气管理局布设的海底压力计记录的水深数据对比分析,结果表明数值模拟结果可信.同时,进一步分析了海啸造成巨大损失的原因,并对未来我国海啸防灾减灾工作给出了几点建...     

东海海域潜在地震海啸的数值模拟初步研究

针对东海冲绳海槽地区的地震地质背景,对东海海域潜在的地震海啸进行了预研究. 假设了冲绳海槽在发生8.5级大地震,断层错距高达15 m的极端地震情况引发的海啸对中国东部沿海地区的影响. 初步数值模拟结果表明,该地震引发的海啸的最大初始波高为4.3 m,4小时左右传至浙江沿岸,近岸各处波高为1——2 m,其中局部地区波高为2.4 m;约7——8小时靠近上海海岸线（若震源在中冲绳海槽地区,海啸传到上海最快大约7小时）,近岸波高约为1 m. 近岸区域地形变化复杂,海岛密布,局部地形条件可能会很大地影响实际各地点海啸波高,加上海啸在岸边爬高及港湾效应,估计波高还会升高. 给出了冲绳海槽南、中、北部发生潜在地震海啸的传播等时图. 笔者在东海设置了3个地震及海啸监测站,基于海啸模拟结果绘制了监测站处的海啸随时间演化曲线,分析了预研究成果对海啸预警可能发挥的作用.      

利用海啸数值模拟结果进行海底地震有限断层模型验证

基于地震有限断层模型进行海啸的数值模拟通常被用来估计海啸的到时、 波高等, 另一方面, 海啸数值模拟的结果也可以作为限定条件用来考察同一地震的不同断层模型之间的相对合理性。 采用国际上各地震研究机构在震后各自得出的不同的有限断层模型作为海啸源, 使用基于二维浅水波方程的海啸传播模型对2011年日本东北地震海啸的传播过程进行模拟, 以海啸模拟所得到的沿岸浪高分布、 平均波高、 最大波高等与实际观测值相比较, 进而判断由各有限断层模型所计算得到的海啸中哪个结果与实际的海啸情况更为符合, 由此推断断层模型的相对合理性。     

冲绳海槽地震海啸的数值试验研究

在分析东海水深与地震情况基础上,我们认为冲绳海槽地震具有引发海啸的条件,并对该区海啸传播过程采用单侧破裂方式的有限移动源模型和高阶Boussinesq方程做了一维有限差分法数值模拟,给出了海啸传播过程波形和速度变化图.我们从模拟结果得到初步结论:冲绳海槽特大地震海啸传播到上海近海在5小时后,近海波高在几十厘米范围内.     

Preliminary numerical simulation of potential earthquake-induced tsunami in East China Sea

In this paper,we present a numerical simulation of the propagation of a tsunami in the East China Sea,which might be induced by a hypothetical M8.5 earthquake in Okinawa Trough. Our results show that the initial maxi-mum wave height of tsunami could reach as high as 4.3 m for the hypothetical earthquake. It would take 3.5～4 hours for the tsunami to propagate to the coast of Zhejiang Province,and 7～8 hours to the near-shore of Shanghai. The peak tsunami height could be up to about 2 m in the coast of Zhejiang Province. Based on the numerical ex-periments,we plot the arrival time contours of tsunami in East China Sea and time history curves on the three ob-servational stations,and discussed the significance of the pre-analysis.     

Numerical simulation of the 1992 Flores tsunami: Interpretation of tsunami phenomena in northeastern Flores Island and damage at Babi Island

Numerical analysis of the 1992 Flores Island, Indonesia earthquake tsunami is carried out with the composite fault model consisting of two different slip values. Computed results show good agreement with the measured runup heights in the northeastern part of Flores Island, except for those in the southern shore of Hading Bay and at Riangkroko. The landslides in the southern part of Hading Bay could generate local tsunamis of more than 10 m. The circular-arc slip model proposed in this study for wave generation due to landslides shows better results than the subsidence model, It is, however, difficult to reproduce the tsunami runup height of 26.2 m at Riangkroko, which was extraordinarily high compared to other places. The wave propagation process on a sea bottom with a steep slope, as well as landslides, may be the cause of the amplification of tsunami at Riangkroko. The simulation model demonstrates that the reflected wave along the northeastern shore of Flores Island, accompanying a high hydraulic pressure, could be the main cause of severe damage in the southern coast of Babi Island.     

Comparison of two great Chile tsunamis in 1960 and 2010 using numerical simulation

Great differences in hazard and losses were shown from two tsunamis, both generated in Chile, one in 1960 and the other in 2010. Numerical simulation was applied to the tsunami analysis. The fault dislocation of the seafloor was assumed to equal to the initial tsunami wave field, which can be calculated by the formula of fault dislocation in the elastic isotropic half-space. The linear long wave theory was used as the tsunami hydrodynamic model, and the finite difference method and leap-frog scheme were selected for solving the equations. The accuracy of the simulated results was verified by the observed data in five tide gauges. By means of two scenario tsunamis, the analytical results show that the earthquake magnitude, bathymetry in rupture zone and rapid release of warning information in 2010 tsunami are the main explanations of the aforementioned great difference.     

我国地震海啸危险性分析方法研究

美国、日本等国家已经建立了完善的海啸防灾减灾机制，对海啸危险性分析方法的研究也做了很多的工作，而我国目前在这方面尚属空白。本文首次对我国的海啸危险性分析方法进行了研究，提出了我国地震海啸危险性分析的基本原则，在此基础上，借鉴我国成熟的地震危险性分析方法，建立了我国地震海啸危险性分析方法的主要步骤。在根据我国一些历史地震海啸资料的基础上，通过统计的方法对我国珠江三角洲的海啸危险性进行了研究。     

基于E-FAST法分析海啸波高对潜在海啸源参数的敏感性

以马尼拉海沟的北断层发生M_W8.0地震在南海引发海啸为假想的模拟情景, 利用E-FAST法定量分析了COMCOT海啸数值模型输出(最大海啸波高)对震级, 震源深度, 震中位置和断层走向、 倾角、 滑动角等震源参数的敏感性, 以及各震源参数间的交互效应对最大海啸波高的影响. 结果表明, 观测点B₁( 20.1°N, 119.4°E)、 B₂(18.4°N, 118.1°E)和B₃(13.5°N, 117.6°E)的最大海啸波高都对震级十分敏感, 对震中位置、 断层走向和倾角较为敏感. 敏感的震源参数在影响上述3个观测点的最大海啸波高时, 与其它震源参数产生了较强的交互效应. 但是对于不同的观测点, 各震源参数的重要度排序则存在一定的差异. 该分析结果有助于更好地认识海啸波高与潜在海啸源参数之间的关系.     

Source model of Noto-Hanto-Oki earthquake tsunami of 7 February 1993

A source model was discussed for a small tsunami accompanied by the Noto-Hanto-Oki earthquake (M _s 6.6), striking Japan on 7 February, 1994. Assuming a fault model under the sea bottom, we estimated the focal parameters jointly, using synthesized tsunami source spectra as well as the tsunami numerical simulation. The fault proposed by this study consists of a plane sized 15×15 km, dipping N47°W with the dip angle of 42°, which is almost pure reverse fault (slip angle 87°) with a dislocation of 1 meter. The numerical simulation shows that the shallow sea in the source region caused a comparatively long recurring tsunami (the periods are 12–18 minutes) in spite of its small size. The model fault is corresponding to an aftershock area of this earthquake.