Warum beginnen Tsunami-Wellen damit, dass das Wasser vom Ufer wegfließt?

Die positive oder negative Höhe der führenden Welle hängt mit dem zusammen, was während des Erdbebens mit dem Meeresboden passiert ist. Wenn der Meeresboden angehoben wurde, sollte ein Kamm den Tsunami anführen; wenn es abgesenkt wurde dann führt ein Trog.

Beim Tsunami auf Sumatra im Jahr 2004 ist ein Stück Meeresboden von etwa 1000 km x 100 km um einige Meter abgesunken. Ein weiterer Streifen, der sich westlich des ersten befand und ungefähr die gleiche Größe hatte, ging nach oben. Aus diesem Grund wurde die Welle, die sich nach Osten (in Richtung Thailand) bewegte, von einem Tal geführt. Der eine, der sich nach Westen bewegte und Sri Lanka, Indien und Afrika erreichte, wurde von einem Kamm geführt.

Dies ist in der unten gezeigten Simulation dieses Tsunamis zu sehen (von Kenji Satake vom Active Fault Research Center in Tsukuba, Japan). In den roten Bereichen ist die Wasseroberfläche höher als normal, in den blauen niedriger.

Eine ähnliche Animation mit einigen hinzugefügten Daten finden Sie unter http://es.ucsc.edu/~ward/indo.mov

Wasserwellen sind ziemlich kompliziert, und die Differentialgleichungen, die sie beschreiben, werden Boussenesq-Gleichungen genannt. Ein Tsunami ist keine Transversalwelle. Es ist eine Druckwelle mit einem Longitudinalmodus. Es fährt auch sehr schnell bei etwa 700 km/h. Was passiert ist, dass sich diese als Druckwelle im offenen Ozean ausbreitet, aber wenn sie einen Festlandsockel erreicht, wird die Welle teilweise nach oben reflektiert. Dadurch wird sie in eine Querwelle umgewandelt, da das entlangströmende Wasser nun nach oben gedrückt wird. Dies ist ein sehr nichtlinearer Prozess und nicht trivial zu modellieren. Dieses Hochdrücken des Wassers führt zwar zunächst dazu, dass Wasser am Ufer nach außen zurückgeht. Die Welle, die Sekunden später das Ufer erreicht, bewegt sich viel langsamer, und ein Großteil dieser Wellenenergie wird in die hoch aufragende Wellenfront umgewandelt, die hereinfegt.

Ich werde die Frage vereinfachen. Wenn große Wellen auf den Strand zulaufen, gibt es immer einen Sog. Wurde vor dem Sog ein „Overtow“ gesehen?

Meine Erklärung beim Beobachten von Wellen war, dass die Wellen brechen und an einer Steigung Masse ansammeln. In die Höhe steigend ziehen sie symmetrisch Wasser, aber vorn ist wegen der Neigung weniger Wasser als hinten, und das Wasser wird vom Wellenberg aufgesaugt, bevor es ankommt. Ich gehe davon aus, dass der gleiche Mechanismus für die Tsunami-Welle mit viel längerer Wellenlänge gilt.

Ich denke, Daten von hohen felsigen Küsten könnten aufschlussreich sein. Als ich Japan besuchte, machte ich von Tokio aus eine Tour entlang der Ostküste und war beeindruckt, dass es keine Strandeinrichtungen gab und die Strände wie Müllhalden aussahen. Mir wurde gesagt, dass dies wegen der Tsunamis war. Lange Strände enden in Steilhängen, die sie überblicken.

Lieber Carl, der Rückgang des Meeresspiegels ist eine unvermeidliche Folge des Massenschutzes: Irgendwo muss das zusätzliche Wasser im Tsunami herkommen. Es kommt von beiden Seiten – sowohl aus der Region vor der Welle als auch hinter der Welle.

Wenn also irgendwo der Meeresspiegel am höchsten ist, muss er natürlich auch auf beiden Seiten abgesenkt werden.

Stellen Sie sich vor, Sie haben ein Wellenpaket, das durch die Funktion gegeben ist

Als ich mit meinen Kumpels in einer Kneipe saß, die alle absurderweise behaupteten, dass eine Tsunamiwelle Wasser von der Küste „saugt“, demonstrierte ich einmal Folgendes: Ich ging an einem Lineal vorbei, an seiner Kante, unter einer großen Tischserviette, und hob den Stoff an eine Welle. Als sich das Lineal dem Rand der Serviette (der Küstenlinie) näherte, ging die Küstenlinie zurück. Diese Demonstration ist natürlich nicht buchstäblich korrekt, da sie "Sog" impliziert, aber ich glaube, sie ist hilfreich, um sich vorzustellen, dass Wasser (durch die Schwerkraft) den nach außen / seewärts gerichteten Gradienten hinuntergeht.

Es geht um die Massenerhaltung. Um das Wasser auf eine bestimmte Höhe zu heben, muss die zusätzliche Masse des Wassers irgendwo herkommen. Das irgendwo ist der Bereich direkt vor der Welle. Am Ende ändert sich also die durchschnittliche Höhe des Wassers nicht. Senken Sie das Niveau um 1 Meter für 10 Meter ab, und Sie haben genug, um eine 10-Meter-Welle mit 1 Meter Breite zu erzeugen.

Klarstellung: Dieser Effekt breitet sich unter Wasser mit Schallgeschwindigkeit aus, während sich die Oberflächenwellen mit geringerer Geschwindigkeit ausbreiten, daher geht das Eintauchen dem Anstieg voraus.

Das Wasser zieht sich zurück, bevor Tsunamiwellen aufgrund von Verwerfungseinbrüchen oder Verwerfungskollaps auf das Land stürzen (Verwerfungen kollabieren aufgrund von Störungen im unterirdischen System wie Ölförderung). Die Störungssenke ist durch die Abwärtsbewegung einer Störungswand gekennzeichnet, die sich aus ihrer Verschiebung ergibt. Wenn Verwerfungen verdrängt werden, wird Wasser in der Nähe der abgesenkten Verwerfung den Raum ersetzen, den die Verwerfung geräumt hatte. Die meisten Wasser, die zum Land strömen und sich überschneiden, stammen aus den Ozeanen.