Картирование цунами для подготовки к будущим событиям
Цунами 2011 года в Тохоку стало самым смертоносным в Японии за более чем 100 лет. Несмотря на исключительный уровень готовности японцев, цунами стало причиной более 90% из почти 20 000 погибших в марте прошлого года.
Доцент Технологического института Джорджии Герман Фриц и его команда изучают воздействие цунами на побережье Санрику, которое защищено противоцунамийными сооружениями — от защитных лесополос до волнорезов и молов в устьях заливов.
Используя видеозаписи очевидцев и данные наземных лазерных сканеров, установленных на самых высоких зданиях, Фриц картировал высоту и зону затопления цунами, чтобы лучше понять характер потоков разрушительных течений.
Измерения и наблюдения Фрица могут помочь создать прогнозы затоплений, которые повлияют на будущие планы эвакуации и проектирование зданий, предотвращая потерю жизни и ущерб имуществу в Японии и других районах мира, подверженных цунами.
«Конечная цель — спасти жизни, — сказал Фриц. — Для этого мы должны лучше понимать, что сработало, а что нет. Это первый раз, когда мы смогли изучить инфраструктуру, предназначенную для защиты прибрежных городов от цунами, и выяснить, почему она не сработала. Есть чему поучиться в плане выживания при цунами, защиты, эвакуации и, в конечном счете, спасения жизней».
Фриц возглавлял разведывательную группу, изучавшую воздействие цунами на рыбацкий город в заливе Кесеннума, где погибло 1500 человек. Залив подвергался ударам исторических цунами в 1896, 1933, 1960 и 2010 годах, что делает его наиболее уязвимым в Японии как для ближних, так и для дальних цунами. Тот факт, что береговые сооружения и другие защитные меры были спроектированы на основе консервативных исторических отметок высоких вод, а не вероятных максимальных цунами, способствует уязвимости района перед стихийными бедствиями.
С двух зданий для вертикальной эвакуации, принадлежащих береговой охране и правительству Японии, где собирались очевидцы во время цунами, Фриц и его команда с помощью лазеров отсканировали порт и вход в залив, создав трехмерную топографическую модель зоны затопления.
Используя эти данные, они сопоставили их с видеозаписями очевидцев, чтобы определить изменчивую высоту и скорость течения цунами. Они установили, что цунами достигло максимальной высоты 9 метров, а менее чем через 10 минут последовали оттоковые течения со скоростью 11 метров в секунду — скорость, которая, по словам Фрица, делает выживание или навигацию судов невозможной.
«Из гидрографа мы можем подтвердить, что вода сначала уходит, отступая более чем на 3 метра ниже уровня на сухопутной стороне траншеи, что может привести к посадке судов на мель внутри гаваней, — пояснил Фриц. — Во время последующего прихода основной волны цунами вода, хлынувшая обратно, изменила уровень воды на 40 футов (около 12 метров), поглотив весь город за 12 минут».
Понимание воздействия цунами поможет подготовиться к будущим катастрофам — будь то проектирование зданий, достаточно высоких для вертикальной эвакуации, или морских стен и волнорезов, достаточно прочных, чтобы контролировать поток воды.
Наряду с такими защитными мерами, Фриц считает ключевым обучение людей.
«Япония, вероятно, была лучше всех подготовлена к цунами, — отметил Фриц. — Индонезия, с другой стороны, не имела знаний о цунами, и в 2004 году люди были застигнуты врасплох. Исходы цунами были очень разными — 200 000 убитых против 20 000. Это показывает, что образовательная осведомленность, готовность и механизмы гражданской обороны могут работать для снижения числа погибших. Люди должны быть осведомлены о цунами».
Фриц работал с исследователями из Университета Южной Калифорнии и японскими учеными из Токийского университета, Токийского университета морских наук и технологий, а также Института исследований портов и аэропортов, в координации с Международной группой обследования цунами под эгидой ЮНЕСКО и Университетом Тохоку в Сендае.