Способ определения колебаний водной поверхности Советский патент 1984 года по МПК G01V1/38 

ф Изобретение относится к сейсмичес кой и акустической разведке районов, покрлтых водой, а именно к способам предупреждения о волнах цунами, воэникагацих вследствие подъема или опус кания значительных водных масс океана. Известен способ определения возникновения волн цунами, используемый в системе, которая представляет собой систему датчиков гидростатического давления, установленных на глубине 113 м в прибрежной зоне и подключенных с помощью глубоководного кабеля к наземной станции. Вариации давления (уровня океана ) преобразуют ся в частотно-модулированные сигналы и регистрируются, в аналоговом виде в нескольких диапазонах береговой стан цией При этом о появлении цунами судят по возникновению первого максимума, амплитуда которого существенно повышает фон Cl3. Недостатком указанного гидроакустического способа является неоднозначность предупреждения о возникновении волн цунами. Наиболее близким к предлагаемому является способ определения колебаний водной поверхности путем регистрации колебаний атмосферного давления, основанный на том, что при прохождении упругой волны водная поверх ность начинает .колебаться, создавая избыточное давление воздуха С2. Недостатком известного способа яв ляется невозможность использования полученной информации для прогнозирования распространения волн цунами, поскольку изменение атмосферного дав ления обусловлено смещением поверхно сти под точкой наблюдения. Цель изобретения - расширение фун кциональных возможностей способа путем обеспечения прогноза волн цунами-Поставленная цель достигается тем что согласно способу определения колебаний водной поверхности путем регистрации группой приемников колебаний атмосферного давления, регистрацию проводят на расстоянии от очага цунами не менее 5 длин волн цунами в области частот 0,001-0,5 Гц, после чего проводят осреднение зарегистрированных колебаний атмосферного давления по группе приемников, определя ют момент прихода первого экстремума выделенного сигнала и по сопоставлению зарегистрированного и эталонного сигналов прогнозируют возможность ЦУНс1МИ. Физическая основа способа прозноза состоит в следующем. Период волн цунами заключен в интервале от 2 до 200 мин, длина волны составляет от нескольких десятков до 300-400 км при высоте волны 1-2 м. Начальное возвышение поверхности океана в очаге зарождения волн цунами не превышает нескольких метров, и зарегистрировать их распространение в открытом море практически невозможно. Однако, в момент зарождения цунами, область акватории радиуса м поднимается на высоту h над поверхностью океана с частотами 0,0010,5 Гц, что вызывает изменение атмосферного давления, которое можно зарегистрировать на расстоянии от очага цунами не менее 5 длин волн цунами, что определяется отношением последнего сигнала к шуму. На больших по сравнению с радиусом а расстояниях эта система эквивалентна движению.помещенной в жесткий экран мембраны, приводящему на расстоянии г а к изменению атмосферного давления fpcV Jia J (kctsin е) P(r,e,,},..kfJTf , (.t где Vg - скорость подъема водной массы ; 9 - угол между вектором точки наблюдения и вертикалью; с - скорость звука в атмосфере; ; К - соответственно длина волны и вектор излученной волны; функция Бесселя первого порлдка. Собственные частоты колебаний сиcTeNttJ лежат в пределах 0,001-0,5 Гц. Подставляя в формулу (1) J) ci 1,29 х X 10 г/см с 330 м/с, ш и 0,1 Гц, г ci 1000 км, 0« 7i /2, JTa 500 км, получим для изменения давления «10Ю бар. Чувствительность современных микробарографов значительно превосхоит указанный интервал давлений, а частотный диапазон их позволяет регистрировать изменение давления с частотами собственных колебаний очага цунами. Скорость распространения колебаний давления в атмосфере в среднем в два раза превышает скорость волн цунами. Поэтому на расстояниях порядка 1000 км разность времени прихода звукового импульса и гидродинамической волны составляет примерно 30 мин и может быть использована для предупреждения о возникновении дальних цунами. На чертеже показана схема иллюстрирующая, предлагае№лй способ. Схема включает микробарографы 1, расположенные в виде; разветвленной системы вдоль береговой линии, схему 2 срайяения и систему 3 оповещения.

СПОСОВ ОПРЕДЕЛЕНИЯ КОЛЕВАНИЙ ВОДНОЙ ПОВЕРХНОСТИ путем регистрации группой приемников колебаний атмосферного давления, о т л и ч ающи и с я тем, что, с целью расширения функциональных возможностей способа путем обеспечения прогноза волн цунами, регистрацию проводят на расстоянии от очага цунами не менее 5 длин волн цунами в области частот 0,001-0,5 Гц, после чего проводят осреднение зарегистрированных колебаний атмосферного давления по группе приемников, определяют момент прихода первого экстремума выделенного сигнала и по сопоставлению зарегистрированного и эталонного сигна- д лов прогнозируют возможность цунами. (Л