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CARATTERISTICHE

LA VITA DI UNO TSUNAMI
TSUNAMI
DIFFERENZE DI ONDE

LA VITA DI UNO TSUNAMI Torna su

Earthquakes are commonly associated with ground shaking that is a result of elastic waves traveling through the solid earth. However, near the source of submarine earthquakes, the seafloor is "permanently" uplifted and down-dropped, pushing the entire water column up and down.

Initiation

The potential energy that results from pushing water above mean sea level is then transferred to horizontal propagation of the tsunami wave (kinetic energy). For the case shown above, the earthquake rupture occurred at the base of the continental slope in relatively deep water. Situations can also arise where the earthquake rupture occurs beneath the continental shelf in much shallower water.
Within several minutes of the earthquake, the initial tsunami (Panel 1) is split into a tsunami that travels out to the deep ocean (distant tsunami) and another tsunami that travels towards the nearby coast (local tsunami). The height above mean sea level of the two oppositely traveling tsunamis is approximately half that of the original tsunami (Panel 1). (This is somewhat modified in three dimensions, but the same idea holds.) The speed at which both tsunamis travel varies as the square root of the water depth. Therefore the deep-ocean tsunami travels faster than the local tsunami near shore.

Split

Note: In the figure the waves are greatly exaggerated compared to water depth! In the open ocean, the waves are at most, several meters high spread over many tens to hundreds of kilometers in length.


Amplification

Several things happen as the local tsunami travels over the continental slope. Most obvious is that the amplitude increases. In addition, the wavelength decreases. This results in steepening of the leading wave--an important control of wave runup at the coast (next panel). Note also that the deep ocean tsunami has traveled much farther than the local tsunami because of the higher propagation speed. As the deep ocean tsunami approaches a distant shore, amplification and shortening of the wave will occur, just as with the local tsunami shown above.

Runup

As the tsunami wave travels from the deep-water, continental slope region to the near-shore region, tsunami runup occurs. Runup is a measurement of the height of the water onshore observed above a reference sea level. Contrary to many artistic images of tsunamis, most tsunamis do not result in giant breaking waves (like normal surf waves at the beach that curl over as they approach shore). Rather, they come in much like very strong and very fast tides (i.e., a rapid, local rise in sea level). Much of the damage inflicted by tsunamis is caused by strong currents and floating debris. The small number of tsunamis that do break often form vertical walls of turbulent water called bores. Tsunamis will often travel much farther inland than normal waves. Do tsunamis stop once on land? After runup, part of the tsunami energy is reflected back to the open ocean. In addition, a tsunami can generate a particular type of wave called edge waves that travel back-and forth, parallel to shore. These effects result in many arrivals of the tsunami at a particular point on the coast rather than a single wave suggested by Panel 3. Because of the complicated behavior of tsunami waves near the coast, the first runup of a tsunami is often not the largest, emphasizing the importance of not returning to a beach several hours after a tsunami hits.

http://www.usgs.gov

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Da un punto di vista fisico le onde di maremoto sono caratterizzate da lunghezze d'onda (distanza tra due creste) molto elevate, dell'ordine delle decine o centinaia di chilometri, quindi molto grande rispetto alla profondità dell'acqua in cui viaggiano, anche in aperto oceano. Questa caratteristica fa si che le onde di maremoto si comportino come "onde in acque basse" (shallow water waves). Queste onde viaggiano ad elevata velocità in mare aperto, raggiungendo anche i 700-800 km/ora, e sono in grado di propagarsi per migliaia di chilometri conservando pressochè inalterata la loro energia ed essendo quindi in grado di abbattersi con eccezionale violenza anche su coste molto lontane dal punto di origine. Le onde di tsunami, che in mare aperto passano spesso inosservate per la loro scarsa altezza, quando si avvicinano alla costa subiscono una trasformazione: la loro velocità si riduce (essendo direttamente proporzionale alla profondita' dell'acqua) e di conseguenza l'altezza dell'onda aumenta, fino ad arrivare a raggiungere anche alcune decine di metri quando si abbatte sulla costa. L'altezza e l'impatto delle onde sulla costa è funzione di molti parametri. Infatti, oltre alla profondità dell'acqua anche la topografia del fondale marino e le caratteristiche della costa, come la presenza di insenature, golfi, stretti, o foci di fiumi che possono produrre  effetti di amplificazione, giocano un ruolo determinante. Talvolta il maremoto si manifesta con un fenomeno di iniziale ritiro delle acque (regressione) che lascia in secco i porti e le navi per breve tempo. In realtà questo rappresenta l'arrivo del cavo dell'onda ed e', pertanto, un fattore determinante che preannuncia l'arrivo della successiva cresta e la conseguente inondazione (ingressione) . Lo tsunami che raggiunge la costa puo` apparire simile ad una marea che cresce e decresce rapidamente, sollevando il livello generale dell'acqua anche di molti metri; o si può presentare come un treno di onde, delle quali la prima non necessariamente è la maggiore; oppure si presenta come un vero e proprio muro d'acqua e, in questi casi, l'impatto delle onde di tsunami sulla costa è molto spesso devastante. Dopo l'inondazione, quando un'onda di tsunami si ritira ( draw down) tende a trascinare con se tutto quello che ha incontrato nel suo percorso sulla spiaggia e a lasciare sul terreno acqua e detriti che formano depositi che sono importanti per ricostruire l'ingressione la massima quota raggiunta dall'onda ( runup ).
"I terremoti sono dovuti a improvvisi e rapidi spostamenti di zolle adiacenti che al massimo, e raramente, giungono a un metro o poco più" spiega Luigi Cavaleri, ricercatore dell'Istituto di Scienze Marine del Consiglio Nazionale delle Ricerche di Venezia. "Se questo avviene in una zona sommersa dal mare, la perturbazione in superficie si propaga come onda circolare, un po' come quando lanciamo un sasso in acqua. Anche nel caso dei terremoti sottomarini l'onda, in realtà, è molto bassa, quasi sempre nell'ordine dei centimetri, ma estremamente lunga, e quindi il volume e l'energia in gioco sono elevatissimi".
La velocità con cui un'onda così lunga si propaga è calcolabile con una formula molto semplice: la radice quadrata della costante di gravità, 9.81 (approssimata a 10), moltiplicata per la profondità. Prendendo 4.000 metri come profondità tipo dell'oceano, si ottiene come velocita' dell'onda 10 x 4.000 = 200 m/sec = 720 km/ora. Questo vuol dire che, per esempio, occorrono 10 minuti perché l'onda arrivi a 120 km, due ore per arrivare a 1400 km di distanza e 10-12 ore per traversare il Pacifico. "Tempi che consentono di calcolare con precisione dove e quando arriverà l'onda di maremoto, se si hanno le dovute informazioni sul terremoto" spiega l'ingegner Cavaleri. La lunghezza delle onde degli tsunami, parecchie centinaia di chilometri, è molto più grande della profondità delle acque oceaniche da cui viaggiano. Cause di questa proprietà (denominata"dell'onda a terra") che è la relativa velocità della propagazione che dipende esclusivamente dalla profondità.
Ciò permette di determinare la velocità della propagazione per tutti i punti dell'oceano in cui la profondità è conosciuta e a determinare il periodo del viaggio dello tsunami fra due punti (il punto di origine e quello dell'arrivo al litorale), durante una traiettoria che accade attraverso quei punti. La traiettoria della propagazione è più vicino la realtà è l'arco del cerchio è grande quanto la traiettoria tra i due punti.

Differenza tra tsunami o "onde di acque basse" (Shallow-water waves ) e onde generate dal vento. Torna su

Tsunamis are characterized as shallow-water waves.  Shallow-water waves are different from the wind-generated waves many of us have observed from the beach.  Wind-generated waves usually have a period (the time between two successive waves) of five to twenty seconds and a wavelength (the distance between two successive waves) of about 330 to 660 feet (100 to 200 meters ).

Tsunamis in deep water can have a wavelength greater than 300 miles ( 482 kilometers ) and a period of about an hour.  This is very different from the normal California tube, which generally has a wavelength of about 330 feet ( 100 meters ) and a period of about ten seconds.

As mentioned above, tsunamis are shallow-water waves, which means that the ratio between water depth and wavelength is very small.  These shallow-water waves move at a speed equal to the square root of the product of the acceleration of gravity (9.8m/s/s) and the water depth.  The deeper the water, the faster and shorter the wave is.  For example, when the ocean is 20,000 feet deep, a tsunami travels at 550 miles per hour.  At this speed, the wave can compete with a jet airplane, traveling across the ocean in less than a day.  Because a wave loses energy at a rate inversely related to its wavelength, tsunamis can travel at high speeds for a long period of time and lose very little energy in the process

When a tsunami finally reaches the shore, it may appear as a rapidly rising or falling tide, or a series of breaking waves.  Reefs, bays, entrances to rivers, undersea features, and the slope of the beach all help to modify the tsunami as it approaches the shore.  Tsunamis rarely become great, towering, breaking waves.  Sometimes the tsunami may break far offshore.  On occasion, a tsunami may form a bore, a step-like wave with a steep breaking front, which can happen if the tsunami moves from deep water into a shallow bay or river. The first wave may not be the largest in the series of waves.  One coastal area may see no damaging wave activity, while in another area, destructive waves can be large and violent.  The flooding of an area can extend inland by 1,000 feet ( 305 meters ) or more, covering large expanses of land with water and debris.  Flooding tsunami waves tend to carry loose objects and people out to sea when they retreat. The vertical height reached by a tsunami onshore above sea level is called a run-up height.  In extreme cases, the water level can rise to more than 50 feet ( 15 meters ) above sea level for tsunamis of distant origin, and over 100 feet ( 30 meters ) for tsunamis generated nearby.   A notable exception to this is the 1958 landslide-generated tsunami in Lituya Bay , Alaska which produced a 1,722 foot ( 525 meter ) wave.

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