Что такое калькулятор скорости распространения цунами?
Этот инструмент рассчитывает, с какой скоростью цунами движется по открытому океану. Цунами — это длинная гравитационная волна на «мелкой воде»: её длина во много раз превышает глубину океана, поэтому скорость почти целиком определяется глубиной воды и ускорением свободного падения. Это универсальная физика, и она работает для любого океанического бассейна, а не только для какого-то одного региона.
Как пользоваться
Введите глубину океана в метрах (чем глубже вода, тем быстрее идёт волна). Ускорение свободного падения по умолчанию равно стандартному значению 9,80665 м/с², но его можно изменить. Калькулятор выдаёт скорость распространения сразу в двух единицах — в метрах в секунду и в километрах в час. Глубина воды не может быть отрицательной, а ускорение должно быть положительным, иначе результат не определён.
Разбор формулы
Скорость длинной волны на мелкой воде равна $$v = \sqrt{\text{Gravity (m/s}^2\text{)} \times \text{Water depth (m)}}$$, где \(g\) — ускорение свободного падения в м/с², а \(h\) — глубина в метрах. Чтобы перевести результат в км/ч, умножьте его на 3,6: одному метру в секунду соответствуют 3,6 километра в час (3600 секунд в часе делённые на 1000 метров в километре).
Пример расчёта
Для океана глубиной 5000 м при \(g = 9{,}80665\) м/с²: \(g \times h = 49033{,}25\), тогда $$v = \sqrt{49033{,}25} \approx 221{,}43 \text{ м/с}$$ Переводим: \(221{,}43 \times 3{,}6 \approx 797\) км/ч — это примерно крейсерская скорость пассажирского авиалайнера. Цифра совпадает с историческим цунами после землетрясения в Чили 1960 года, которое пересекло Тихий океан примерно за 22,5 часа со средней скоростью около 750 км/ч, прежде чем достичь побережья Санрику в японском регионе Тохоку.
Частые вопросы
Почему у берега волна замедляется? С уменьшением глубины \(h\) убывает и \(\sqrt{g \cdot h}\), поэтому волна тормозит, а её энергия «накапливается», поднимая всё более высокую стену воды. При \(h = 0\) скорость равна нулю.
Можно ли применить формулу к обычным ветровым волнам? Нет. Формула справедлива только в режиме мелкой воды (длинных волн), когда длина волны намного больше глубины — это как раз случай цунами, но не обычной ветровой ряби.
Почему отрицательная глубина не принимается? При отрицательном \(g \cdot h\) пришлось бы извлекать корень из отрицательного числа, чему не соответствует никакая реальная скорость. Поэтому калькулятор считает отрицательные значения недопустимыми.
