Наблюдение волн цунами на Тихоокеанском побережье России, возникших при извержении вулкана Хунга-Тонга-Хунга-Хаапай 15 января 2022 года
- Авторы: Медведев И.П.1, Ивельская Т.Н.2, Рабинович А.Б.1, Цуканова Е.С.1, Медведева А.Ю.1,3
-
Учреждения:
- Институт океанологии им. П.П. Ширшова РАН
- Центр цунами Сахалинского управления по гидрометеорологии и мониторингу окружающей среды
- Московский государственный университет им. М.В. Ломоносова
- Выпуск: Том 64, № 2 (2024)
- Страницы: 197-216
- Раздел: Физика моря
- URL: https://journals.rcsi.science/0030-1574/article/view/264582
- DOI: https://doi.org/10.31857/S0030157424020021
- EDN: https://elibrary.ru/RWWLXG
- ID: 264582
Цитировать
Аннотация
Извержение вулкана Хунга-Тонга-Хунга-Хаапай 15 января 2022 г. вызвало цунами, которое затронуло весь Тихий океан. Было установлено, что зарегистрированные волны цунами от этого события были сформированы как волнами, приходящими из района источника со скоростью океанских длинных волн (~200–220 м/с), так и атмосферной волной, распространяющейся со скоростью звука (~315 м/с). Такой двойной механизм источника создал серьезную проблему и явился настоящим вызовом для существующих служб предупреждения о цунами в Тихом океане. Подробно рассматривается работа Российской службы предупреждения о цунами (Южно-Сахалинск) во время этого события. Цунами было четко зарегистрировано на побережье северо-западной части Тихого океана и в прилегающих окраинных морях, включая Японское, Охотское и Берингово. В работе исследуются полученные с высоким разрешением (1 мин) записи 20 мареографов и 8 станций атмосферного давления в этом регионе за период 14–17 января 2022 года. На российском побережье самые большие волны с высотой от подошвы до гребня 1.3 м были зарегистрированы на станциях Малокурильское (о. Шикотан) и Водопадная (юго-восточное побережье Камчатки). Используя методы численного моделирования и анализа данных, океанские «гравитационные» волны были отделены от «атмосферных» волн давления. В целом, было обнаружено, что на внешних (океанских) побережьях и южном побережье Охотского моря преобладают океанические волны цунами, в то время как на побережье Японского моря океанические и атмосферные волны цунами имеют близкие высоты.
Об авторах
И. П. Медведев
Институт океанологии им. П.П. Ширшова РАН
Автор, ответственный за переписку.
Email: patamates@gmail.com
Россия, Москва
Т. Н. Ивельская
Центр цунами Сахалинского управления по гидрометеорологии и мониторингу окружающей среды
Email: patamates@gmail.com
Россия, Южно-Сахалинск
А. Б. Рабинович
Институт океанологии им. П.П. Ширшова РАН
Email: patamates@gmail.com
Россия, Москва
Е. С. Цуканова
Институт океанологии им. П.П. Ширшова РАН
Email: patamates@gmail.com
Россия, Москва
А. Ю. Медведева
Институт океанологии им. П.П. Ширшова РАН; Московский государственный университет им. М.В. Ломоносова
Email: patamates@gmail.com
Россия, Москва; Москва
Список литературы
- Баранов Б.В., Лобковский Л.И., Куликов Е.А. и др. Оползни на восточном склоне о. Сахалин как источники возможных цунами // Доклады Академии наук. 2013. Т. 449. № 3. С. 334–337.
- Зайцев А.И., Пелиновский Е.Н., Долгих Г.И., Долгих С.Г. Регистрация возмущений в Японском море, вызванные извержением вулкана Хунга-Тонга-Хаапай в архипелаге Тонга 15.01.2022 // Доклады Российской академии наук. Науки о Земле. 2022. Т. 506. № 2. С. 259–264.
- Иванова А.А., Куликов Е.А., Файн И.В., Баранов Б.В. Генерация цунами подводным оползнем вблизи восточного побережья о. Сахалин // Вестник Московского университета. Серия 3: Физика. Астрономия. 2018. № 2. С. 111–116.
- Ким Х.С., Рабинович А.Б. Цунами на северо-западном побережье Охотского моря / В Сб.: “Природные катастрофы и стихийные бедствия в Дальневосточном регионе”, Южно-Сахалинск, ИМГиГ ДВНЦ АН СССР. 1990. Т. 1. С. 206–218.
- Ковалев Д.П., Ковалев П.Д., Хузеева М.О. Сейши, вызываемые атмосферными возмущениями в диапазоне периодов метеоцунами, у побережья южной половины острова Сахалин // Морской гидрофизический журнал. 2020. Т. 36. № 4. С. 437–450. https://doi.org/10.22449/0233-7584-2020-4-437-450
- Куликов Е.А., Рабинович А.Б., Файн И.В. и др. Генерация цунами оползнями на тихоокеанском побережье Северной Америки и роль приливов в этом процессе // Океанология. 1998. Т. 38. № 1. С. 361–367.
- Левин Б.В., Носов М.А. Физика цунами и родственных явлений в океане. М.: Янус-К, 2005. 360 с.
- Лобковский Л.И., Рабинович А.Б., Куликов Е.А. и др. Курильские землетрясения и цунами 15 ноября 2006 г. и 13 января 2007 г. (наблюдения, анализ и численное моделирование) // Океанология. 2009. Т. 49. № 2. С. 181–197.
- Мурти Т. Сейсмические морские волны цунами. Л.: Гидрометеоиздат, 1981. 447 с.
- Смирнова Д.А., Медведев И.П. Экстремальные колебания уровня Японского моря, вызванные прохождением тайфунов Майсак и Хайшен в сентябре 2020 г. // Океанология. 2023. Т. 63. № 5. С. 718–732. https://doi.org/10.31857/S0030157423050179
- Смышляев А. Время красной рыбы. Петропавловск-Камчатский: Новая книга, 2003. 426 с.
- Соловьев С.Л., Го Ч.Н. Каталог цунами на западном побережье Тихого океана. М.: Наука, 1974. 310 c.
- Шевченко Г.В., Ивельская Т.Н. Цунами и другие опасные морские явления в портах Дальневосточного региона России (по инструментальным измерениям). Южно-Сахалинск, Институт морской геологии и геофизики ДВО РАН, 2013. 44 с.
- Шевченко Г.В., Ивельская Т.Н., Кайстренко В.М. Цунами 5 ноября 1952 г. в Северо-Курильске и его эхо в последующие 70 лет // Природа. 2022. № 4. С. 12–26.
- Adam D. Tonga volcano eruption created puzzling ripples in Earth’s atmosphere // Nature. 2022. V. 601. № 497. https://doi.org/10.1038/d41586-022-00127-1
- Amores A., Monserrat S., Marcos M. et al. Numerical simulation of atmospheric Lamb waves generated by the 2022 Hunga-Tonga volcanic eruption // Geophysical Research Letters. 2022. V. 49, e2022GL098240. https://doi.org/10.1029/2022GL098240
- Brenna M., Cronin S.J., Smith I.E.M. et al. Post-caldera volcanism reveals shallow priming of an intra-ocean arc andesitic caldera: Hunga volcano, Tonga, SW Pacific // Lithos. 2022. V. 412–413. № 106614. https://doi.org/10.1016/j.lithos.2022.106614
- Carvajal M., Sepúlveda I., Gubler A., Garreaud R. Worldwide signature of the 2022 Tonga volcanic tsunami // Geophysical Research Letters. 2022. V. 49. № 6, e2022GL098153. https://doi.org/10.1029/2022GL098153
- Chen C.-H., Zhang X., Sun Y.-Y. et al. Individual wave propagations in ionosphere and troposphere triggered by the Hunga Tonga-Hunga Ha’apai underwater volcano eruption on 15 January 2022 // Remote Sens. 2022. V. 14. Issue 9. https://doi.org/10.3390/rs14092179
- Dengler L, Uslu B., Barberopoulou A. et al. The vulnerability of Crescent City, California, to tsunamis generated by earthquakes in the Kuril Islands region of the northwestern Pacific // Seismol. Res. Lett. 2008. V. 79. № 5. P. 608–619.
- Duncombe J. The surprising reach of Tonga’s giant atmospheric waves // Eos. 2022. V. 103. https://doi.org/10.1029/2022EO220050
- Ewing M., Press F. Tide-gage disturbances from the great eruption of Krakatoa // Transactions, American Geophysical Union. 1955. V. 36. № 1. P. 53–60.
- Fine I.V., Thomson R.E. A wavefront orientation method for precise numerical determination of tsunami travel time // Natural Hazards and Earth System Sciences. 2013. V. 13. № 11. P. 2863–2870. https://doi.org/10.5194/nhess-13-2863-2013.
- Garrett C.J.R. A theory of the Krakatoa tide gauge disturbances // Tellus. 1970. V. 22. P. 43–52.
- Gusiakov V.K. Global occurrence of large tsunamis and tsunami-like waves within the last 120 years (1900–2019) // Pure Appl. Geophys. 2020. V. 177. P. 1261–1266. https://doi.org/10.1007/s00024-020-02437-9
- Gusiakov V.K. Meteotsunamis at global scale: Problems of event identification, parameterization and cataloguing // Natural Hazards. 2021. V. 106. P. 1105–1123. https://doi.org/10.1007/s11069-020-04230-2
- Harkrider D., Press F. The Krakatoa air-sea waves: An example of pulse propagation in coupled systems // Geophys. J. Roy. Astr. Soc. 1967. V. 13. P. 149–159.
- Heidarzadeh M., Rabinovich A.B. Combined hazard of typhoon-generated meteorological tsunamis and storm surges along the coast of Japan // Natural Hazards. 2021. V. 106. № 2. P. 1639–1672. https://doi.org/10.1007/s11069-020-04448-0
- Heidarzadeh M., Šepić J., Rabinovich A.B. et al. Meteorological tsunami of 19 March 2017 in the Persian Gulf: Observations and analyses // Pure Appl. Geophys. 2020. V. 177. № 3. P. 1231–1259. https://doi.org/10.1007/s00024-019-02263-8
- Heinrich P., Gailler A., Dupont A. et al. Observations and simulations of the meteotsunami generated by the Tonga eruption on 15 January 2022 in the Mediterranean Sea // Geophysical Journal International. 2023. V. 234. № 2. P. 903–914.
- Hu G., Li L., Ren Z., Zhang K. The characteristics of the 2022 Tonga volcanic tsunami in the Pacific Ocean // Natural Hazards and Earth System Sciences. 2023. V. 23. P. 675–691. https://doi.org/10.5194/nhess-23-675-2023
- Imamura F., Suppasri A., Arikawa T. et al. Preliminary observations and impact in Japan of the tsunami caused by the Tonga volcanic eruption on January 15, 2022 // Pure Appl. Geophys. 2022. V. 179. № 5. https://doi.org/10.1007/s00024-022-030xx-x
- Kong L.S.L, Dunbar P.K., Arcos N. (Eds.), Pacific Tsunami Warning System: A Half-Century of Protecting the Pacific, 1965–2015, Honolulu, International Tsunami Information Center, 2015. 188 p.
- Kubota T., Saito T., Nishida K. Global fast-traveling tsunamis driven by atmospheric Lamb waves on the 2022 Tonga eruption // Science. 2022. V. 377. № 6601. P. 91–94. https://doi.org/10.1126/science.abo4364
- Kulichkov S.N., Chunchuzov I.P., Popov O.E. et al. Acoustic-gravity Lamb waves from the eruption of the Hunga-Tonga-Hunga-Hapai Volcano, its energy release and impact on aerosol concentrations and tsunami // Pure Appl. Geophys. 2022. V. 179. № 5. https://doi.org/10.1007/s00024-022-03046-4
- Kusky T.M. Déjà vu: Might future eruptions of Hunga Tonga-Hunga Ha’apai volcano be a repeat of the devastating eruption of Santorini, Greece (1650 BC)? // Journal of Earth Science. 2022. V. 33. № 2. P. 229–235. https://doi.org/10.1007/s12583-022-1624-2
- Lynett P., McCann M., Zhou Z. et al. Diverse tsunamigenesis triggered by the Hunga Tonga-Hunga Ha’apai eruption // Nature. 2022. V. 609. № 7928. P. 728–733. https://doi.org/10.1038/s41586-022-05170-6
- Matoza R.S., Fee D., Assink J.D. et al. Atmospheric waves and global seismoacoustic observations of the January 2022 Hunga eruption, Tonga // Science. 2022. V. 377. № 6601. P. 95–100. https://doi.org/10.1126/science.abo7063
- Medvedev I.P., Rabinovich A.B., Šepić J. Destructive coastal sea level oscillations generated by Typhoon Maysak in the Sea of Japan in September 2020 // Scientific Reports. 2022. V. 12. № 8463. https://doi.org/10.1038/s41598-022-12189-2
- Medvedeva A., Medvedev I., Fine I. et al. Local and trans-oceanic tsunamis in the Bering and Chukchi seas based on numerical modeling // Pure Appl. Geophys. 2023. V. 180. P. 1639–1659. https://doi.org/10.1007/s00024-023-03251-9
- Monserrat S., Vilibić I., Rabinovich A.B. Meteotsunamis: Atmospherically induced destructive ocean waves in the tsunami frequency band // Natural Hazards and Earth System Sciences. 2006. V. 6. № 6. P. 1035–1051. https://doi.org/10.5194/nhess-6-1035-2006
- Omira R., Ramalho R.S., Kim J. et al. Global Tonga tsunami explained by a fast-moving atmospheric source // Nature. 2022. V. 609. № 7928. P. 734–740. https://doi.org/10.1038/s41586-022-04926-4
- Pararas-Caraynnis G. The tsunami generated from the eruption of the volcano of Santorin in the Bronze Age // Natural Hazards. 1992. V. 5. № 2. P. 115–123. https://doi.org/10.1007/BF00127000
- Pelinovsky E., Choi B.H., Stromkov A. et al. Analysis of tide-gauge records of the 1883 Krakatau tsunami / In: K. Satake (Eds.) Tsunamis: Case Studies and Recent Developments. Dordrecht, Springer, 2005. P. 57–78; https://doi.org/10.1007/1-4020-3331-1_4
- Press F., Harkrider D. Air-sea waves from the explosion of Krakatoa // Science. 1966. V. 154. P. 1325–1327.
- Rabinovich A.B. Twenty-seven years of progress in the science of meteorological tsunamis following the 1992 Daytona Beach event // Pure Appl. Geophys. 2020. V. 177. № 3. P. 1193–1230. https://doi.org/10.1007/s00024-019-02349-3
- Rabinovich A.B. (Ed.). Two 2018 Destructive Indonesian Tsunamis: Palu (Sulawesi) and Anak Krakatau, Basel: Springer, 2022. 442 p.
- Ramírez-Herrera M.T., Coca O., Vargas-Espinosa V. Tsunami effects on the coast of Mexico by the Hunga Tonga-Hunga Ha’apai volcano eruption, Tonga // Pure Appl. Geophys. 2022. V. 179. № 4. P. 1117–1137. https://doi.org/10.1007/s00024-022-03017-9
- Tanioka Y., Yamanaka Y., Nakagaki T. Characteristics of the deep-sea tsunami excited offshore Japan due to the air wave from the 2022 Tonga eruption // Earth, Planets and Space. 2022. V. 74. № 61. https://doi.org/10.1186/s40623-022-01614-5
- Themens D.R., Watson C., Žagar N. et al. Global propagation of ionospheric disturbances associated with the 2022 Tonga volcanic eruption // Geophysical Research Letters. 2022. V. 49. e2022GL098158. https://doi.org/10.1029/2022GL098158
- Tsukanova E., Medvedev I. The observations of the 2022 Tonga-Hunga tsunami waves in the Sea of Japan // Pure Appl. Geophys. 2022. V. 179. № 12. P. 4279–4299. https://doi.org/10.1007/s00024-022-03191-w
- Vilibić I., Domijan N., Orlić M. et al. Resonant coupling of a traveling air pressure disturbance with the east Adriatic coastal waters // Journal of Geophysical Research: Oceans. 2004. V. 109. № C10001. https://doi.org/10.1029/2004JC002279
- Vilibić I., Rabinovich A.B., Anderson E.J. Special issue on the global perspective on meteotsunami science: editorial // Natural Hazards. 2021. V. 106. № 2. P. 1087–1104. https://doi.org/10.1007/s11069-021-04679-9
- Vilibić I., Šepić J., Rabinovich A., Monserrat S. Modern approaches in meteotsunami research and early warning // Frontiers in Marine Science. 2016. V. 3. № 57. P. 1–7. https://doi.org/10.3389/fmars.2016.00057
- Wilson R.I., Admire A.R., Borrero J.C. et al. Observations and impacts from the 2010 Chilean and 2011 Japanese tsunamis in California (USA) // Pure Appl. Geophys. 2013. V. 170. № 6–8. P. 1127–1147.
- Wright C.J., Hindley N.P., Alexander M.J. et al. Surface-to-space atmospheric waves from Hunga Tonga–Hunga Ha’apai eruption // Nature. 2022. V. 609. P. 741–746. https://doi.org/10.1038/s41586-022-05012-5
- Zhang S.-R., Vierinen J., Aa E. et al. Tonga volcanic eruption induced global propagation of ionospheric disturbances via Lamb waves // Frontiers in Astronomy and Space Sciences. 2022. V. 9. https://doi.org/10.3389/fspas.2022.871275