Сейши, вызываемые атмосферными возмущениями в диапазоне периодов метеоцунами, у побережья южной половины острова Сахалин

Д. П. Ковалев1, П. Д. Ковалев1,✉, М. О. Хузеева2

1 Институт морской геологии и геофизики ДВО РАН, Южно-Сахалинск, Россия

2 Сахалинское управление по гидрометеорологии и мониторингу окружающей среды, Южно-Сахалинск, Россия

✉ e-mail: kovalev_pd@outlook.com

Аннотация

Цель. Исследование четырех синоптических ситуаций, при которых наблюдалось повышение энергии сейш в прибрежной зоне южной половины о. Сахалин, и рассмотрение их возможно метеорологического происхождения – цель данной работы.

Методы и результаты. Использовались записи волнения, полученные в Институте морской геологии и геофизики Дальневосточного отделения Российской академии наук в 2008 г. с помощью приборов, установленных в 8 пунктах прибрежной зоны южной части о. Сахалин, а также синоптические карты, предоставленные Сахалинским управлением по гидрометеорологии и мониторингу окружающей среды. Рассмотрены четыре синоптические ситуации повышения энергии сейш для всех пунктов наблюдения в диапазоне существования метеоцунами. Показано, что амплитуды основной части наблюдаемых волн превышают критерий, равный 4 xrms, и поэтому рассматриваемые события могут быть отнесены к метеоцунами, при этом их энергия распределена практически по всему диапазону волн цунами. В отсутствие метеоцунами энергия колебаний уровня моря в диапазоне 4–120 мин уменьшается на порядок. Поскольку колебания наблюдаются в прибрежной зоне, обладающей резонансными свойствами, то приход метеоцунами в эти области приводит в конечном итоге к возбуждению сейш, которые и регистрируются. Показано, что холодные фронты генерируют в прибрежной зоне метеоцунами, которые в свою очередь возбуждают сейши.

Выводы. Описаны условия генерации морских волн атмосферными возмущениями в диапазоне периодов цунами 2–120 мин. Установлено, что перемещение протяженного холодного фронта в направлении восток – юг приводит к возбуждению сейш большой амплитуды в районах расположения всех населенных пунктов южной половины о. Сахалин. Для синоптической ситуации с двумя холодными фронтами, движущимися над островом, возможно возбуждение сейш большой амплитуды в местах, вблизи которых перемещается холодный фронт.

Ключевые слова

метеоцунами, сейши, волны, холодный фронт, атмосферные возмущения

Благодарности

Работа выполнена в рамках государственного задания Института морской геологии и геофизики ДВО РАН.

Для цитирования

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. EDN JSEXFP. doi:10.22449/0233-7584-2020-4-437-450

Kovalev, D.P., Kovalev, P.D. and Khuzeeva, M.O., 2020. Seishes Excited by the Atmospheric Disturbances within the Meteotsunami Range nearby the Southern Part of the Sakhalin Island. Physical Oceanography, 27(4), pp. 402-414. doi:10.22449/1573-160X-2020-4-402-414

DOI

10.22449/0233-7584-2020-4-437-450

Список литературы

  1. Monserrat S., Vilibic I., Rabinovich A. B. Meteotsunamis: atmospherically induced destructive ocean waves in the tsunami frequency band // Natural Hazards and Earth System Sciences. 2006. Vol. 6, iss. 6. P. 1035–1051. https://doi.org/10.5194/nhess-6-1035-2006
  2. Toward the predictability of meteotsunamis in the Balearic Sea using regional nested atmosphere and ocean models / L. Renault [et al.] // Geophysical Research Letters, 2011. Vol. 38, iss. 10. L10601. https://doi.org/10.1029/2011GL047361
  3. Rabinovich A. B. Seiches and Harbour Oscillations. Handbook of Coastal and Ocean Engineering / Ed. Y. C. Kim, Singapore : World Scientific Publishing, 2009. P. 193–236. https://doi.org/10.1142/9789812819307_0009
  4. Fresh evidence relating the great Adriatic surge of 21 June 1978 to mesoscale atmospheric forcing / M. Orlić [et al.] // Journal of Geophysical Research. Oceans. 2010. Vol. 115, iss 6. C06011. https://doi.org/10.1029/2009JC005777
  5. Hibiya T., Kajiura K. Origin of the Abiki phenomenon (a kind of seiche) in Nagasaki Bay // Journal of the Oceanographicalal Society of Japan. 1982. Vol. 38. P. 172–182. https://doi.org/10.1007/BF02110288
  6. Rabinovich A. B., Monserrat S. Meteorological tsunamis near the Balearic and Kuril Islands: Descriptive and statistical analysis // Natural Hazards. 1996. Vol. 13, iss 1. P. 55–90. https://doi.org/10.1007/BF00156506
  7. Meteorological tsunamis on the coasts of British Columbia and Washington / R. E. Thomson [et al.] // Physics and Chemistry of the Earth. 2009. Vol. 34. P. 971–988. https://doi.org/10.1016/j.pce.2009.10.003
  8. Vilibic I., Sepic J. Destructive meteotsunamis along the eastern Adriatic coast: Overview // Physics and Chemistry of the Earth, Parts. 2009. Vol. 34, iss. 17. P. 904–917. https://doi.org/10.1016/j.pce.2009.08.004
  9. A study of meteorologically and seismically induced water level and water temperature oscillations in an estuary located on the west coast of India (Arabian Sea) / P. Mehra [et al.] // Natural Hazards and Earth System Sciences. 2012. Vol. 12. P. 1607–1620. https://doi.org/10.5194/nhess-12-1607-2012
  10. Alfonso-Sosa E. Meteotsunamis revelan la intensificación rápida de los huracanes // Preprint. 2018. 25 p.
  11. Ржеплинский Г. В., Матушевский Г. В., Ещенко Л. А. Необычные волны зыби // Метеорология и гидрология. 1975. № 3. С. 68–73.
  12. Рабинович А. Б. Длинные волны гравитации океана: захват, резонанс и излучение. СПб. : Гидрометеоиздат, 1993. 325 с.
  13. Режим, диагноз и прогноз ветрового волнения в морях и океанах / Под ред. Е. С. Нестерова. Москва, 2013. 337 с. URL: http://method.meteorf.ru/publ/books/wind.pdf (дата обращения: 29.06.2020).
  14. Ковалев Д. П., Шевченко Г. В., Ковалев П. Д. Распространение метеоцунами у побережья о. Сахалин // Геодинамические процессы и природные катастрофы. Опыт Нефтегорска: Всероссийская научная конференция с международным участием, Южно-Сахалинск, 26–30 мая 2015 г.: сборник материалов / Под ред. Б. В. Левина, О. Н. Лихачевой. Владивосток : Дальнаука, 2015. Т. 1. С. 312–315.
  15. Метеоцунами на Сахалине и Южных Курильских островах / П. Д. Ковалев [и др.] // Вестник ДВО РАН. 2017. № 1. С. 79–87.
  16. Numerical study of Balearic meteotsunami generation and propagation under synthetic gravity wave forcing / M. Licer [et al.] // Ocean Modelling. 2017. Vol. 111. P. 38–45. https://doi.org/10.1016/j.ocemod.2017.02.001
  17. Rabinovich A. B., Monserrat S., Fain I. V. Numerical modeling of extreme seiche oscillations in the region of the Balearic Islands // Oceanology, 1999. Vol. 39, iss. 1. P. 12–19.
  18. Influence of the Atmospheric Wave Velocity in the Coastal Amplication of Meteotsunamis / M. Marcos [et al.] Eds. A. C. Yalçiner, E. N. Pelinovsky, E. Okal, C. E. Synolakis // Submarine Landslides and Tsunamis. Dordrecht : Springer, 2003. P. 243–249. (NATO Science Series (Series IV: Earth and Environmental Sciences); Vol. 21). https://doi.org/10.1007/978-94-010-0205-9_25
  19. Whitmore P., Knight B. Meteotsunami forecasting: sensitivities demonstrated by the 2008 Boothbay, Maine, event // Natural Hazards, 2014. Vol. 74, iss. 1. P. 11–23. https://doi.org/10.1007/s11069-014-1056-0
  20. Sepic J., Vilibic I., Fine I. Northern Adriatic meteorological tsunamis: Assessment of their potential through ocean modeling experiments // Journal of Geophysical Research: Oceans. 2015. Vol. 120, iss. 4. P. 2993–2310. https://doi.org/10.1002/2015JC010795
  21. Modern Approaches in Meteotsunami Research and Early Warning / I. Vilibic [et al.] // Frontiers in Marine Science. 2016. Vol. 3, iss. 57. P. 1–7. https://doi.org/10.3389/fmars.2016.00057
  22. De Jong M. P. C., Holthuijsen L. H., Battjes J. A. Generation of seiches by cold fronts over the southern North Sea // Journal of Geophysical Research: Oceans. 2003. Vol. 108, iss. C4. 3117. doi:10.1029/2002JC001422
  23. Raichlen F. Harbor resonance // Estuary and coastline hydrodynamics / Ed. A. T. Ippen. New York : McGraw-Hill Book Co., 1966. P. 281–340.
  24. Зернов Н. В., Карпов В. Г. Теория радиотехнических цепей. Л. : Энергия, 1972. 816 с.
  25. Иваненков Г. В., Матушевский Г. В., Ржеплинский Г. В. Резонансное возбуждение поверхностных волн в море холодными атмосферными фронтами // Известия Академии наук СССР. Физика атмосферы и океана. 1977. Т. 13, № 1. С. 80–87.
  26. Мастерских М. А., Сиротов К. М. О расчете скорости ветра в узких зонах холодных атмосферных фронтов над водной поверхностью морей и океанов // Труды ГМЦ РФ. 1992. Вып. 324. С. 130–134.
  27. Air-sea interaction processes in warm and cold sector of extratropical cyclonic storms observed during FASTEX / P. Ola G. Persson [et al.] // Quarterly Journal of the Royal Meteorological Society. 2005. Vol. 131, iss. 607. P. 877–912. https://doi.org/10.1256/qj.03.181

Скачать статью в PDF-формате