有关海啸理论和实验在全球范围内已经研究了半个多世纪,但从科学的角度对目前海啸预报进行评估,成功率只有百分之十五到二十,其主要原因有三,一是尽管理论上已比较成熟,但地震的震源参数还是不能在所要求的时间里精确确定。二是强烈的海啸波浪从深海到浅海直至浅水大陆架后,海底摩擦和湍流阻碍以及耗散海啸波浪波能已成为主要因素,加上非线性波的效应使得理论模型难以真实的全面包容。三是监测点位稀少,不能满足海啸预报的需
本课题主要根据上海东部实际海岸地形和东海海底地形,在理论上研究海啸在进入浅水大陆架后的非线性与放大性问题,重点考虑适合于上海东部海域特定地形的建模和数值模拟方法,为今后申请该项目做好了充分准备。(1)基于线性波浪理论和简化的数值模型,对海底滑坡和坍塌引起的海啸的研究。首先验证了利用传递函数的方法计算海啸波浪形态的过程及数值模型。基于线性理论的假定,通过对时间的Fourier变换和对空间的Laplace变换,推导出由海底地形变化到海面波浪形态的传递函数。计算了海底地震、滑坡和坍塌的二维运动典型数值模型。(2)在计算非光滑阶梯状模型的同时,为了验证该方法是否适用于海底的光滑变形,建立了海底光滑变形的模型,并分别用线形理论和非线性的Boussinesq方程两种方法计算,二者结果符合良好。表明这两种方法对于海底非光滑变形和光滑变形都是有效的。(3)针对冲绳海沟的地形特征建立一个一边有界,另一边无界的计算模型,将海沟西坡简化为平底,东坡简化为一露出水面的竖直墙,推导出该情况下的传递函数。计算出发生在不同位置和持续时间不同的海底地震激发海面波浪形态,并分析了竖直墙对波浪的反射作用。