На главную страницу

Глава 3. Заблаговременность предупреждений о цунами в ближней зоне Российской СПЦ

В данной главе описываются результаты исследования реальных возможностей Российской СПЦ доставлять заблаговременно предупреждения о цунами в прикрываемые населенные пункты в случае близких источников, располагающихся, в ее собственной зоне ответственности. Эта зона включает в себя в качестве подзон (с севера на юг) юго-западный Беринговоморский, Камчатско-Командорский, Курильский и Япономорский сейсмические регионы. По существу исследовалось влияние географического фактора на заблаговременность предупреждения о цунами, а, в результате возникли некоторые рекомендации по развитию наблюдательных сетей СПЦ и по уточнению регламента ее работы в тревожном режиме в случае близких источников. Эти рекомендации приводятся в конце главы.

Каждый раздел настоящей главы посвящен одной из названных подзон и построен по следующему общему плану. Вначале приводится батиметрическая карта подзоны ответственности и приводится список прикрываемых населенных пунктов. Затем даются самые общие представления о конфигурации области эпицентров цунамигенных землетрясений (карта эпицентров) и делается попытка, когда это возможно, как-то ее оконтурить. Эта область в дальнейшем принимается в качестве зоны вероятных источников цунами, и, далее исследуется относительное положение и размеры сейсмических зон молчания СПЦ, принадлежащих каждому из населенных пунктов. Из последних выделяются неблагополучные в смысле заблаговременности предупреждения о цунами и определяются районы возможного расположения эпицентров цунамигенных землетрясений, способных создать это неблагополучие. Единственная возможность улучшить ситуацию в неблагополучных населенных пунктах - установить там сейсмическую станцию, которая была бы обязана принимать решение о подаче тревоги цунами самостоятельно в случае регистрации близкого землетрясения из соответствующего опасного района. На этом и базируются те простейшие рекомендации по улучшению работы Российской СПЦ, которые приводятся в заключительном разделе настоящей главы.

Далее исследуется возможность рационального размещения уровенных станций в подзоне и делаются те или иные общие выводы. При этом мы не пользовались специальными приемами теории оптимизации планов, и, в основном, ограничивались рассмотрением случая размещения прибрежных уровенных станций (короткие кабельные линии). Последнее ограничение - отказ от систематического рассмотрения вариантов с автономными станциями открытого моря - связано и с проблематичностью их практического использования в составе Российской службы предупреждения о цунами, а также с тем, что, как мы увидим далее, использование их для раннего предупреждения о цунами от близких источников оказывается малоэффективно в зоне ответственности Российской СПЦ.

Максимальное время обработки сейсмического сигнала в случае близкого землетрясения в Российской СПЦ не должно превышать 10 минут с момента начала регистрации землетрясения и до момента начала передачи тревожного (о цунами) сообщения в каналы связи. Нормативное время доставки его потребителям составляет 2 минуты. Сколько времени требуется на эвакуацию населения в каждом населенном пункте, получившем предупреждение, нам неизвестно. Здесь мы полагаем что минимальная достаточная для эвакуации заблаговременность предупреждения о цунами составляет 15 минут при готовности средств и мест эвакуации. В результате мы получаем некое минимальное время пробега цунами до населенного пункта - 27 минут, при котором СПЦ еще будет в состоянии доставить в населенный пункт заблаговременное тревожное сообщение. Это время можно было бы назвать иначе временной дистанцией заблаговременности (между населенным пунктом и источником цунами) или временной дистанцией безопасности. В те населенные пункты, до которых волна цунами добежит за время, меньшее 27 минут, тревога поступит не заблаговременно. Это, обеспечивающее заблаговременное предупреждение, минимальное время пробега цунами и будет использоваться нами при определении границ сейсмических зон молчания конкретных населенных пунктов.

3.1. Юго-западный беринговоморский сейсмический регион.

На побережье Камчатки, примыкающем к Берингову морю, а также к Тихому океану располагается довольно много мелких населенных пунктов и других объектов, список и координаты которых любезно предоставлен Камчатским областным управлением Гидрометеослужбы (Ю.А. Заякин). Список пунктов, находящихся на побережье Берингова моря, вместе с координатами ближайших к ним точек акватории приводится в таблице 1.

Таблица 1.

На рис.7 показано географическое положение морских точек, близких к этим населенным пунктам (далее именно эти точки мы будем отождествлять с самими населенными пунктами) и точек возможной установки станций измерения уровня на батиметрической карте исследуемого региона.

Рис.7. Батиметрическая карта юго-западной части Берингова моря и размещение населенных пунктов (1-27) и возможных точек установки уровенных станций (1,3,28-33). Изображены изобаты глубин 100, 500, 1000, 2000, 3000 и 4000 метров.

К большинству из них (к пунктам 4 -21, 27, 28) примыкают обширные районы мелководья с глубиной воды H<100 м. Менее протяженные мелководные акватории примыкают к пунктам 22 - 25 и к пунктам 1 - 3 непосредственно примыкает глубоководная зона (глубины свыше 500 м). Можно ожидать, что к первой группе пунктов примыкают самые маленькие, ко второй - более крупные и - к третьей самые обширные сейсмические зоны молчания. Соответственно, будет сильно отличаться ситуация с заблаговременностью получаемых в них предупреждений о цунами.

На рис.8 показана карта эпицентров цунамигенных землетрясений, происшедших в рассматриваемом районе и непосредственной близости к нему.

Как видно из этого рисунка, пункты 1 - 3 находятся непосредственно в зоне эпицентров или, по принятым здесь представлениям, - в зоне вероятных источников цунами то есть в явно неблагоприятной географической ситуации. Пункты 4-11, 26, 27 находятся вблизи границы этой зоны. Указанные пункты тоже могут иногда попадать в неблагоприятную ситуацию.

Рис.8. Карта эпицентров цунамигенных землетрясений юго-западного беринговоморского сейсмического региона.

На рис. 9 показаны изохроны минимального времени добегания цунами до пунктов 1 - 27, и на рис. 10 аналогичное поле для пунктов 2, 4-27 (на втором рисунке исключены из расчета пункты 1, 3, чтобы продемонстрировать сейсмическую зону молчания пункта 2).

Рис.9. Поле изохрон минимального времени добегания цунами до пунктов 1 - 27. Здесь и на последующих рисунках изохроны, соответствующие временам пробега 30 минут и более, проведены через 5 минут. Более частым проведением изохрон (через 1 минуту) выделены 27-минутные сейсмические зоны молчания.

Рис. 10. Поле изохрон минимального времени добегания цунами до пунктов 2, 4-27

Как мы и ожидали, самые обширные сейсмические зоны молчания имеют пункты 1 - 3, причем они целиком размещаются в зоне вероятных источников цунами. Соответственно эти пункты имеют высокую вероятность оказаться в неблагоприятной ситуации незаблаговременного получения предупреждения о цунами. Существенно в лучшем положении находятся пункты 4 - 11, 26, 27, так как имеют очень мало протяженные зоны молчания, и цунамигенное землетрясение должно произойти в непосредственной близости к ним, чтобы возникла неблагоприятная ситуация с предупреждением о цунами. Наконец, пункты 12 - 25, безусловно могут быть обеспечены заблаговременными прогнозами действующей СПЦ.

Гидрофизическое прикрытие пунктов 1 - 3 вряд ли имеет практический смысл из-за больших размеров соответствующих сейсмических зон молчания (как показано в главе 2, размеры гидрофизической зоны молчания всегда существенно больше размеров сейсмической зоны молчания при любом разумном числе станций измерения уровня) и больших размеров соответствующих областей пересечения их с цунамигенной зоной. В силу этого же обстоятельства названные пункты имеет смысл проверить в качестве возможных мест установки уровенных станций. Поэтому они исключаются из нижеследующего анализа возможностей гидрофизического метода прогноза цунами в качестве населенных пунктов, но точки 1 и 3 анализируются в качестве возможных мест установки уровенных станций.

На рис. 11 показаны "районы ответственности" пунктов 4 - 27, то есть те области акватории, включающие какой-либо один пункт из рассматриваемых, из которых в этот пункт волна цунами должна подойти раньше, чем к остальным.

Рис. 11."Районы ответственности" пунктов 4 - 27.

Из этого рисунка видно, что самый обширный район ответственности, включающий в себя практически всю цунамигенную зону, имеет пункт 17. Это обстоятельство существенно упрощает задачу отыскания рациональной расстановки уровенных станций для рассматриваемых пунктов, так как она сводится к задаче отыскания таковой для одного пункта, а именно, пункта 17 (практически при любом положении источника волна цунами прибудет к этому пункту раньше, чем к остальным).

Предварительный выбор мест возможной установки гидрофизических станций (точки 1, 3, 28-33) осуществлялся без учета положения цунамигенной зоны. На батиметрической карте выделялись места, в которых, из-за тех или иных особенностей рельефа дна моря (крутой наклон дна моря непосредственно у берега, наличие подходящих к берегу подводных ложбин), глубоководная его часть (изобата 3000 м) ближе всего подходит к берегу, и там выбиралась соответствующая точка наблюдения. Так были выбраны точки 1, 3, 28, 31, 32 (в районах участков берега с крутым наклоном дна) и точки 29 и 33 (вблизи вершин глубоководных ложбин). Точка 30 специально выбрана заведомо неправильно, чтобы продемонстрировать, что она окажется отброшенной при последующем анализе. Сразу можно сказать, что эти точки как места для организации уровенных наблюдений заведомо неравноценны. Очевидно, что те из них, которые расположены в самой цунамигенной зоне и в непосредственной близости к ней окажутся лучше более удаленных. Однако для получения более точных оснований для выбора того или иного места необходимо проанализировать форму изолиний разности времен добегания цунами до пункта 17 и каждой из вышеназванных точек наблюдения (рис. 12 -19).

Из внимательного изучения этих рисунков следует, что лучшим из рассмотренных местом для установки станции измерения уровня, из рассмотренных, является точка 28, обеспечивающая заблаговременное предупреждение пункта 17 о волнах цунами, возникших в пределах юго-западного беринговоморского сейсмического региона. Но так как, в абсолютном большинстве случаев, именно этот пункт раньше других должен подвергаться воздействию цунами, предупреждение, заблаговременное для него будет заблаговременным и для других пунктов. То, что это утверждение справедливо, показывает рисунок 20, на котором показаны изолинии разностей минимального времени добегания цунами до населенных пунктов 4 - 27 и времени добегания до точки 28.

Рис. 20. Изолинии разностей минимального времени добегания цунами до пунктов 4 - 27 и времени добегания до точки 28.

Сравнивая его с рис.16, замечаем, что коллективная гидрофизическая (27- минутная) зона молчания пунктов 4-27, создаваемая точкой 28, лишь незначительно отличается от индивидуальной - пункта 17 в ближней окрестности каждого из них.

Уже при анализе реальных возможностей Российской СПЦ в первой же подзоне ее ответственности мы сталкиваемся с некоторыми важными особенностями ее работы, которые оказываются общими и для всей зоны ответственности. Перечислим их.

Населенные пункты, находящиеся на границе зоны вероятных источников цунами или вблизи нее, не всегда могут быть заблаговременно предупреждены о возможных волнах цунами. Выработанное в СПЦ в точном соответствии с существующим регламентом предупреждение будет доставлено заведомо не заблаговременно в те населенные пункты, чьи сейсмические зоны молчания пересекает конкретный источник цунами. Если, при этом, сейсмические зоны молчания достаточно протяженны и, тем более, сравнимы по размерам с зоной вероятных источников цунами (как, например, сейсмические зоны молчания пунктов 1 и 3 на рис.9), соответствующие пункты просто "выпадают" из списка прикрываемых СПЦ, так как она очень часто прикрыть их не сможет.

К безусловно неблагополучным необходимо отнести пункты 1, 2, 3, имеющие обширные СЗМ в пределах цунамигенной зоны. Пункты 4-10,26,27 с разной степенью уверенности можно отнести к пунктам, находящимся в зоне риска получить незаблаговременное предупреждение о цунами (они непосредственно примыкают к цунамигенной зоне). Оставшиеся пункты (11-25) при любом положении источника цунами в пределах цунамигенной зоны безусловно обеспечиваются действующей СПЦ заблаговременными прогнозами.

Гидрофизическая подсистема, при любой конфигурации и числе уровенных станций не улучшит положения в "неблагополучных" населенных пунктах, так как размер гидрофизической зоны молчания всегда существенно больше сейсмической зоны молчания. В случае близких источников цунами она всегда будет играть вспомогательную роль, уточняя сейсмологический прогноз цунами заблаговременно лишь для некоторых населенных пунктов и определяя момент отмены тревоги для всех.

3.2. Камчатский сейсмический регион

Согласно общепринятой классификации, Камчатский сейсмический регион входит составной частью в Курило-Камчатскую сейсмоактивную зону. Последняя относится к самым сейсмоактивным регионам мира и характеризуется высокой цунамиактивностью.

Таблица 2

В таблице 2 представлены данные о положении морских точек в непосредственной близости к населенным пунктам и другим объектам, которые Камчатская СПЦ должна оперативно предупреждать о возникающей угрозе цунами в соответствии с приведенными выше временными нормативами.

На рис.21 показано географическое положение этих точек на батиметрической карте исследуемого региона. На батиметрической карте можно отметить следующие особенности рельефа дна акватории, которые и определят, в основном, картину времен добегания цунами до рассматриваемых пунктов.

Рис. 21. Батиметрическая карта и населенные пункты на Тихоокеанском побережье Камчатки.

Обширная зона относительного мелководья примыкает к северным Курильским островам и югу Камчатки, что легко видеть по изобатам 100 и 500 м, что должно обусловить сравнительно небольшие размеры сейсмических зон молчания пунктов 1 и 2. То же самое можно сказать о пунктах 14 - 16.

Глубоководная изобата  5000 м ближе всего подходят к урезу воды у острова Беринга, что обуславливает особо неблагоприятное положение пункта 25, чья СЗМ должна быть наиболее обширной среди остальных. Изобаты 1000 -3000 м, проходят достаточно близко к берегу в окрестности пунктов 4 - 7, 12, 13, 18 - 22, поэтому и эти пункты находятся в неблагоприятных условиях в смысле получения заблаговременных предупреждений о цунами. Более точную картину покажет  расчет, собственно, СЗМ для всех населенных пунктов. Здесь мы обращаем внимание на то, что уже карта глубин может дать определенные качественные представления о обеспеченности разных населенных пунктов заблаговременными прогнозами цунами.

На рис.22 представлена карта эпицентров прикамчатских цунамигенных землетрясений.

Рис. 22. Карта эпицентров прикамчатских цунамигенных землетрясений.

Можно видеть, что эпицентры цунамигенных землетрясений "избегают" глубин акватории заметно меньших 100 м (исключение составляет единственный явно ошибочно определенный на суше эпицентр цунамигенного землетрясения на юге Камчатки) и больших 5000 м. Эту изобату мы примем в качестве условной морской границы Камчатской цунамигенной зоны, а в качестве сухопутной - линию уреза воды вдоль Камчатки и воображаемую границу между акваториями Тихого океана и Охотского моря.

Рис. 23. Изохроны минимального времени добегания до 25 рассматриваемых населенных пунктов и 27-минутная коллективная их сейсмическая зона молчания. В пределах последней изохроны проведены с интервалом в 1 минуту.

На рис.23 показаны изохроны минимального времени добегания цунами до 25 рассматриваемых населенных пунктов и 27-минутная коллективная их СЗМ (внутри нее изохроны проведены через 1 минуту, а вне - через 5 минут).

Коллективная СЗМ покрывает практически всю Камчатскую цунамигенную зону за исключением небольшого ее участка в окрестности мыса Лопатка и Курильских островов Шумшу и Парамушир. Это означает, что при любом положении источника цунами в пределах Камчатской цунамигенной зоны среди исследуемых пунктов всегда есть такие, в которые предупреждение о цунами не может быть доставлено заблаговременно при ныне действующих в СПЦ временных нормативах работы в тревожном режиме. Рассмотрение индивидуальных СЗМ для каждого населенного пункта в отдельности, которые представлены на рисунках 24-31, показывает, что чаще всего незаблаговременные предупреждения о цунами будут поступать в пункты 3-7, 9, 12, 17-25.

Представление о размерах СЗМ рассматриваемых населенных пунктов дает также таблица 3, в которой приведены округленные до десятков километров "длина" (максимальный диаметр в направлении от населенного пункта в сторону максимальных глубин или "поперек" изобат), и "ширина" (максимальный диаметр вдоль изобат) СЗМ каждого населенного пункта, а также минимальное расстояние до изобаты 5000 м (поперечный размер цунамигенной зоны). Длина цунамигенной зоны (расстояние от траверза пункта 1 - ГМС мыс Лопатка - до правого края используемого планшета) составляет 890 км

Таблица 3

Как видно из таблицы 3, линейные размеры зон значительно меняются от пункта к пункту. Так 8 пунктов (пункты 1, 2, 8, 11, 13-16) имеют сравнительно небольшую длину СЗМ от 20 до 40 км, длина СЗМ пунктов 3, 10, 17 составляет 50 - 80 км, длина же СЗМ остальных 14 пунктов (4-7, 9, 12, 18-25) составляет от 110 до 340 км.

Поскольку в качестве цунамигенной зоны здесь принята вся акватория от линии берега до изобаты 5000 м, необходимо признать что все, перечисленные в таблице 2 пункты находятся в условиях риска получить от действующей СПЦ предупреждение о цунами незаблаговременно. При этом он будет минимален (пренебрежимо мал) для первой из вышеназванных группы, несколько большим - для второй и ощутимо большим для третьей. Практически при любом положении источника цунами вблизи Камчатки, среди перечисленных в таблице 2 пунктов, обязательно найдутся такие, которые действующая СПЦ не сможет предупредить о цунами заблаговременно.

Совершенно очевидна необходимость каких-то дополнительных мер для повышения безопасности населения и работающего персонала в  пунктах (4-7, 9, 12, 18-25). Местной администрации следовало бы попытаться обеспечить уменьшение времени, необходимого для эвакуации, до 10 или даже 5 минут во всех перечисленных выше пунктах (по существу, речь идет об эвакуации людей с полосы берега вблизи уреза воды на высоту порядка 10 м или в герметичные подземные помещения, способные поддержать жизнь людей в течение нескольких часов от момента эвакуации и до отбоя тревоги цунами). Это обеспечило бы уменьшение временной дистанции заблаговременности соответственно на 5 или 10 минут.

С 1977 г. на Камчатке функционирует автоматизированная система оповещения о цунами поселка Усть-Камчатск (пункт 23 в таблице 2) и села Никольское (пункт 25 в таблице 2), доставляющая тревожное сообщение в указанные пункты в течение не более 1 минуты после его составления. [Заякин, Набоких, 1988]. Если распространить действие этой системы связи на остальные из вышеназванных пунктов, то это даст экономию еще 1 минуты.

Наконец, данные наблюдений о близких с эпицентральными расстояниями до 400 км землетрясениях с помощью современных вычислительных средств могут быть обработаны в течение 2 минут, считая от момента возникновения землетрясения (при условии, что обрабатываются данные наблюдений одной станции). Это дает нам экономию еще 8 минут.

В итоге мы получаем две возможные временные дистанции заблаговременности в 13 и 8 минут, при условии выполнения эвакуации за 10 и 5 минут. Соответствующие зоны молчания показаны на рисунках  32 и 33.

Рис. 32. Восьмиминутная зона молчания населенных пунктов Камчатки.

Как показывают эти рисунки, примерно равноценную, по сравнению с остальными, безопасность пунктов 5, 18 - 25 можно обеспечить лишь выполнив рекомендации, приведенные выше, включая обеспечение готовности населения к эвакуации в течение 5 минут.

Из изложенного выше понятно, что в условиях Камчатки в случае местных сильных землетрясений гидрофизическая подсистема всегда будет играть вспомогательную роль. Безусловно лучшими местами для установки прибрежных уровенных станций будут пункты 5, 12, 18, 20, 24 и 25, что очевидно из рисунка 34, где показаны районы ответственности всех населенных пунктов Камчатки.

Как эта подсистема из 6 уровенных станций может обеспечить некоторые прибрежные населенные пункты на восточном побережье Камчатки показывают рисунки 35, 36, 37, 38, на которых представлены изолинии разностей времен добегания до пунктов, соответственно, 1 (ГМС мыс Лопатка), 8 (г. Петропавловск -Камчатский), 14 -16 (РСБ в устьях рек Березовая и Карымская и ГМС Семячик), и 23 (п. Усть-Камчатск) и названных станций. Напомним, что области акватории, в которых указанные разности составляют менее 27 минут, относятся к гидрофизической зоне молчания СПЦ для соответствующих пунктов. Это значит, что прогноз цунами по данным гидрофизических наблюдений будет доставлен в населенный пункт незаблаговременно, если источник пересекает соответствующую зону молчания (изолинию разности, соответствующую 27 минутам).

Из приведенных рисунков можно видеть, что взятые для примера пункты по разному обеспечиваются заблаговременными гидрофизическими прогнозами цунами (соответствующие ГЗМ сильно различаются по размерам). В наиболее благоприятных условиях находятся пункты 1 и участок побережья с пунктами 14 - 16 их ГЗМ имеют минимальные размеры, и их площади составляют по порядку величины примерно 1/5 площади всей прикамчатской цунамигенной зоны. Хуже обеспечены гидрофизическими прогнозами цунами по данным станций в заданных точках (5, 12, 18, 20, 24, 25) город Петропавловск-Камчатский и поселок Усть-Камчатск, площади принадлежащих им ГЗМ составляют примерно половину площади цунамигенной зоны.

Пункты, в которых выбраны места под станции, естественно, еще хуже обеспечены заблаговременными гидрофизическими прогнозами цунами, что иллюстрирует рисунок 39, на котором показаны изолинии разности времен добегания цунами до пункта 25 (село Никольское) и станций, располагаемых в пунктах 5, 12, 18, 20. 24 (станция, располагаемая в самом пункте 25, ни при каких условиях не обеспечит заблаговременного прогноза цунами в этом пункте).

Рис.39. Изолинии разности времен добегания цунами до пункта 25 и станций, располагаемых в пунктах 5, 12, 18, 20, 24.

Выбранная нами группа станций вообще не обеспечивает указанный пункт заблаговременными прогнозами цунами практически ни при каких положениях источника цунами в пределах прикамчатской цунамигенной зоны, если учесть большую протяженность реальных источников цунами.

Ситуацию с заблаговременными гидрофизическими прогнозами можно, в принципе, несколько улучшить, рационально выбрав несколько подходящих мест для установки станций измерения уровня в открытом океане исходя из следующих соображений. Очевидно, что регион совершенно не прикрыт гидрофизическими станциями на краях используемого планшета. Со стороны Курильских островов можно выбрать место под станцию, минимизировав площадь ГЗМ пункта 1. Одновременно эта станция сможет прикрыть и остальные пункты, находящиеся к северу от мыса Лопатка.

Прикрыть север Камчатки и Командорские острова со стороны Алеутских островов и Аляски путем установки уровенной станции в пределах используемого планшета не удастся из-за обширных СЗМ пунктов 18 - 25, покрывающих практически весь его северо-восточный угол, так как станция не может располагаться в СЗМ никакого из прикрываемых пунктов. Что касается местных землетрясений, то временная дистанция заблаговременности 27 минут, как мы выяснили выше, не подходит для этого региона. Можно попытаться найти положение уровенной станции для прикрытия важнейшего пункт на севере Камчатки - поселка Усть-Камчатск, исходя из временной дистанции заблаговременности 13 минут, минимизируя площадь соответствующей ГЗМ (готовность населения к эвакуации в течение 10 минут после получения сигнала о тревоге цунами). Дальнейшее изложение идет в соответствии с этим планом.

Ход решения задачи об оптимальной установке уровенной станции в окрестности мыса Лопатка опишем достаточно подробно.

Сначала строятся поле обратных изохрон времен добегания цунами до пункта 1 и центральный луч этого поля, на котором произвольно, но достаточно часто фиксируется серия точек - возможных мест установки уровенной станции. Результаты этих операций показаны на рисунке 40.

На рисунках 41 - 45 показаны 27-минутные ГЗМ, принадлежащие пункту 1, создаваемые уровенной станцией, установленной в точках, соответственно 26, 27, 28, 29, 31, 33. При этом в качестве ГЗМ принимается только часть области, ограниченной изолинией разности 27 минут, принадлежащая акватории Тихого океана (частью ГЗМ, располагающейся в Охотском море мы пренебрегаем).

Как можно видеть из приведенных рисунков, площадь ГЗМ заметно уменьшается при изменении положения уровенной станции от точки 26 к точке 27, достигает минимума при положении станции в точке 28 и, в дальнейшем, она начинает очень незначительно расти по мере удаления станции от пункта 1. Поэтому точки 27 - 31 практически равноценны с точки зрения обеспечения заблаговременного гидрофизического прогноза цунами в пункте 1. Оптимальная точка установки уровенной станции есть точка 28 (j = 50° 22ў11Іс.ш., =157° 17ў10Ів.д., глубина воды H=610 м).

Рассмотренные точки находятся в зоне ответственности пункта 5, поэтому имеет смысл выяснить насколько полезна точка 28 именно для этого пункта. СЗМ пункта 5 и ГЗМ, создаваемая для него уровенной станцией, расположенной в точке 28, показаны на рис.46.

Риc. 46. Границы 27-минутных СЗМ для пункта 5 и ГЗМ, создаваемой для него же уровенной станцией располагающейся в точке 28.

Как показывает этот рисунок, уровенная станция в точке 28 сможет обеспечить для пункта 5 заблаговременный прогноз цунами со стороны Курильских островов, а следовательно, и для остальных пунктов, куда волна цунами прибудет, по определению, позже, чем в пункт 5.

Аналогично тому, как это делалось для пункта 1, было найдено оптимальное положение уровенной станции, обеспечивающей минимальную площадь 13-минутной ГЗМ для пункта 23 - поселка Усть-Камчатск (ее координаты j = 55°33ў37І с. ш.=162°58ў48Ів.д., глубина воды 3328 м). На рисунках 47 - 51 показаны изолинии разностей времен добегания, соответственно, до пунктов 1, 8, 14-16, 23, 25 и группы уровенных станций, располагающихся в найденных выше точках, включая и две морские (на этих рисунках последние показаны под номерами 26 вблизи пункта 1 и 27 - вблизи пункта 23). Сравнивая эти рисунки, последовательно, с рисунками 35, 36, 37, 38 и 39, легко обнаруживаем заметное улучшение ситуации при добавлении к совокупности береговых уровенных станций всего двух морских.

Заметно указанное улучшение для пунктов 1 и 23, что естественно, ведь расположение станции в точках 27 и 28 близко к оптимальному именно по отношению к этим пунктам. Сравнивая рисунки 35 и 47, можно видеть, что станция в точке 27 обеспечивает существенное уменьшение площади, охваченной изохронами разности менее 60 минут (от 50 минут и менее). А 27-минутная ГЗМ для пункта 1 замыкается на побережьях п-ова Камчатки и о-ва Парамушир.

Из сравнения рисунков 38 и 50 видно, что уровенная станция в точке 27 обеспечивает, как и ожидалось нами, не менее, чем 13-минутную временную дистанцию заблаговременности предупреждения для пункта 23 в случае возникновения цунами, в северных прикамчатских акваториях. Станция в точке 26, в свою очередь, обеспечивает больший (на 20 - 30 минут) интервал заблаговременности для указанного пункта в случае возникновения цунами вблизи юга Камчатки.

Сравнение рисунков 36 и 48 показывает, что благодаря станции в точке 26 ГЗМ пункта 8 теперь замыкается с юга от него и, следовательно, в случае возникновения цунами вблизи юга Камчатки и северных Курильских островов эта станция сможет предупредить указанный пункт о цунами заблаговременно.

Наименее заметно эти морские станции влияют на ситуацию в пунктах 14 - 16, как это видно из сравнения рисунков 37 и 49, а также в пункте 25, что видно из сравнения рисунков 39 и 51.

Размеры (27-минутной) ГЗМ пунктов 14 -16, если ограничиться областью акватории с глубиной менее 5000 м, не изменилось, что связано с большим удалением точек 26 и 27 от указанных пунктов. Однако хорошо видно, что станция в точке 26 обеспечивает для них увеличение интервала заблаговременности на 20 - 30 минут, в случае возникновения цунами вблизи юга Камчатки и северных Курил.

Станция в точке 26 лишь не намного улучшает ситуацию в пункте 25, обеспечивая заблаговременные прогнозы цунами от вероятных источников вблизи юга Камчатки и северных Курильских островов. Станция в точке 27 практически бесполезна для пункта 25, так как находится в пределах 27-минутной СЗМ этого пункта.

3.3. Курильский сейсмический регион

Курильский сейсмический регион является южной частью Курило-Камчатской сейсмоактивной зоны и продолжением Камчатского сейсмического региона. Граница между ними условна и определяется лишь требованиями удобства описания и сложившейся традицией. На рис. 52 представлена карта изобат примыкающих к Курилам частей Тихого океана и Охотского моря, а также показаны морские точки вблизи населенных пунктов (в соответствии с таблицей 3).

Рис. 52. Батиметрическая карта прикурильских частей Тихого океана и Охотского моря.

Наиболее характерной особенностью глубин показанной на рисунке акватории является возможность ее подразделения на три части: северную, центральную и южную, заметно отличающиеся по размерам примыкающих к берегам Курильских островов зонам мелководья, что хорошо видно по поведению изобат 100 и 500 м. Южная, примыкающая к островам Кунашир и Итуруп и ограниченная со стороны Тихого океана о-вом Шикотан, и северная, примыкающая к островам Шумшу и Парамушир, части характеризуются наличием со стороны Тихого океана обширных зон мелководья, являющихся как бы естественным прикрытием населенных пунктов, располагающихся на этих островах, увеличивающим времена добегания цунами до них. Центральная часть рассматриваемой акватории, включающая острова Уруп, Симушир, Матуа, наоборот, характеризуется близостью к берегу глубоководных изобат, что обеспечивает относительно малые времена добегания цунами до побережий перечисленных островов.

Со стороны Охотского моря глубоководные изобаты (начиная с 1000 м) близко подходят к побережью островов практически на всем протяжении Курильской гряды, примыкая к нему все теснее по мере продвижения к югу. Эта особенность может приводить к тому, что при некоторых положениях источников волна цунами может достигать охотских побережий островов раньше, чем тихоокеанских.

То обстоятельство, что район является чисто островным и, следовательно, акватория является многосвязной областью, обуславливает возможность подхода цунами к одному и тому же пункту с разных "сторон" (или направлений): и со стороны Тихого океана, и со стороны Охотского моря.

Рис. 53. Карта эпицентров прикурильских цунамигенных землетрясений.

На рис.53 показаны эпицентры курильских цунамигенных землетрясений, которые концентрируются, в основном, на акватории с глубинами менее 5000 м. На акватории глубиной более 5000 м можно насчитать 8 эпицентров землетрясений, и только одно из них вызвало цунами с интенсивностью i і 0. Поэтому и для Курил можно считать, что морская граница цунамигенной зоны примерно совпадает с изобатой 5000 м. Можно также видеть, что эпицентры цунамигенных землетрясений "избегают", также и мелководья (акватории с глубинами менее 100 м). Имеют ли какой-то смысл отмеченные особенности распределения источников цунами предстоит выяснить.

В таблице 4 приводятся данные об основных населенных и других пунктах Курильских островов, для которых исследовалась ситуация с заблаговременными предупреждениями о цунами на приведенном выше планшете. Ниже будут использованы и более крупномасштабные планшеты, на которых представлены и другие пункты побережья.

Таблица 4

Рис. 54. 27-минутные СЗМ пунктов 1 - 10 и изолинии минимальных времен добегания цунами до них.

Рис.54 подтверждает сделанные в результате рассмотрения батиметрии региона качественные выводы. На нем показаны коллективная 27-минутная зона ответственности и изолинии минимальных времен добегания до пунктов, перечисленных в таблице 7.

Как и следовало ожидать, наиболее обширные СЗМ имеют пункты 4-7, максимальный диаметр которых (поперек изобат) составляет 220 -290 км при расстоянии до морской границы цунамигенной зоны (изобаты 5000 м) 120-140 км. Пункты 4-6 и, вообще, центральные Курильские острова наименее прикрыты действующей СПЦ от цунами, прогнозы цунами в эти пункты, в случае близких источников, будут поступать незаблаговременно. В лучшем положении находятся пункты, располагающиеся на северном и южном флангах Курильской гряды. На севере наиболее обширную СЗМ имеет пункт 3 (длина ее составляет ~50 км), СЗМ пунктов 1, 2 вообще невозможно различить на данном планшете. На юге наиболее обширные СЗМ имеют пункты 8 (длина 56 км), 9 (длина 20 км) и 10 (длина 35 км).

Районы ответственности рассматриваемых пунктов показаны на рис. 55, из которого очевидны наиболее предпочтительные места для установки прибрежных уровенных станций, это пункты 4, 5, 6.

Рис. 55. Районы ответственности пунктов 1 - 10.

Большая протяженность цунамигенной зоны в одном (северо-восточном) направлении (~1200 км от Хоккайдо до мыса Лопатка на Камчатке) при относительно небольшой ширине (~140 - 150 км), одностороннее относительно нее расположение населенных пунктов и наиболее подходящих точек для размещения уровенных станций на центральных Курильских островах указывают практически единственный вариант гидрофизического контроля цунами в рассматриваемой акватории. А именно, необходимо вести наблюдения с помощью одной или нескольких уровенных станций, располагаемых на центральных Курилах и, тем самым, обеспечивать заблаговременный гидрофизический прогноз цунами для северных Курил, когда источник располагается в центральной части или на юге гряды. Эти же наблюдения обеспечат прогнозами южные Курилы, когда источник находится в центральной или северной части гряды. Серия рисунков 56 - 63, демонстрирует возможности станции, располагаемой в точке 5 (в окрестности острова Симушир).

Как видно из приведенных рисунков, станция в точке 5 в состоянии обеспечить заблаговременными гидрофизическими прогнозами цунами как юг, так и север Курильской гряды при расположении источника в ее центре или на противоположном фланге. Пункты 4 и 6 не могут быть обеспечены такими прогнозами ни при каком расположении источника цунами, так как находятся достаточно близко к точке 5.

Курильские острова наиболее плотно населены лишь на северном (город Северо-Курильск и поселок Байково - пункты 1,2) и южном их флангах (город Курильск, поселки Буревестник, Южно-Курильск, село Малокурильское - пункты 7-10). Поэтому имеет смысл проанализировать возможности действующей СПЦ в каждом из названных регионов отдельно, пользуясь более крупномасштабными картами.

На рис.64 показаны в более крупном, чем на предыдущих, масштабе совместная СЗМ города Северо-Курильска и поселка Байково (морские точки 12 и 13) и изохроны минимальных времен добегания цунами до них.

Рис. 64. Совместная СЗМ г. Северо-Курильска и пос. Байково и изохроны минимальных времен добегания цунами до этих пунктов.

Как видно из этого рисунка, размеры СЗМ достаточно малы. Ее длина в сторону океана от Северо-Курильска составляет ~25 км и в сторону Охотского моря от Байково - ~45 км. Действующая СПЦ в состоянии доставлять в эти пункты заблаговременный сейсмический прогноз цунами практически при любом положении источника цунами, за исключением случая, когда названные населенные пункты будут находиться непосредственно в зоне самого источника. Пользуясь уже описанными приемами можно найти число и места установки станций измерения уровня, обеспечивающих площадь ГЗМ рассматриваемых пунктов, близкую к минимальной.

Рис. 65. Изолинии разностей времен добегания цунами до пунктов 12 и 13 и станций, располагаемых в точках 2, 18, 26.

Вариант такой расстановки (станции располагаются в точках 2, 18 и 26) и соответствующие этой расстановке изолинии разностей минимальных времен добегания до рассматриваемых пунктов и станций показан на рис. 65.

27-минутные СЗМ некоторых пунктов юга Курильской гряды: 1 (с. Малокурильское), 2 (пос. Южно-Курильск), 3 (о-в Зеленый), 9 (пос. Буревестник), 13 (г. Курильск) и 14 (с. Головнино) и изолинии минимальных времен добегания цунами до них показаны на рис.66.

Рис. 66. 27-минутные СЗМ пунктов 1, 2, 3, 9, 13, 14 и изолинии минимальных времен добегания цунами до них.

Самая обширная СЗМ принадлежит пункту 13 (г. Курильску). Она выходит за пределы используемого здесь планшета и распространяется на акваторию Охотского моря, которая слабосейсмична. Самая малая СЗМ (длиной ~10 км) принадлежит пункту 14 (с. Головнино) и несколько большая (~35 км) - пункту 2 (п. Южно-Курильск). При этом две последние располагаются целиком в пределах мелководной зоны, находящейся между островом Кунашир и малой Курильской грядой, в которой цунамигенные землетрясения ранее не зафиксированы. Все три названных пункта находятся в благоприятной ситуации. Это значит, что действующая СПЦ в состоянии доставлять в них заблаговременные предупреждения о цунами при практически любом положении источника цунами на Курилах.

Оставшиеся пункты 1, 3, 9 могут (в зависимости от положения источника цунами) оказаться в неблагоприятной ситуации.

Специальное исследование возможных вариантов расстановки станций измерения уровня, показывает, что удовлетворительное гидрофизическое прикрытие пунктов 2, 13, 14 осуществимо при условии установки лишь одной станции измерения уровня в точке 10 вблизи острова Шикотан, мыс Край света (рис. 67).

Рис. 67. Изолинии разностей времен добегания цунами до пунктов 2, 13, 14 и станции, располагаемой в точке 10.

Что касается пунктов 1, 3, 9 (соответственно, с. Малокурильское, о-в Танфильева и п. Буревестник), то для оптимального гидрофизического прикрытия каждого из них требуется, минимум, две станции открытого моря, при этом ГЗМ в каждом случае останется достаточно обширной.

3.4. Япономорский сейсмический регион

Населенные пункты Российской Федерации, которые необходимо прикрывать от волн цунами, возникающих в рассматриваемом регионе, располагаются вдоль побережья евразийского материка и западного побережья острова Сахалин, окаймляющих Японское море с севера и северо-запада. Список населенных пунктов (а также некоторых точек - возможных мест установки уровенных станций) и координаты близко примыкающих к ним морских точек приведен в таблице 5.

Источники цунами, как известно концентрируются в узкой полосе, протягивающейся вдоль противоположного берега Японского моря (рис.68, на котором представлена батиметрическая карта Японского моря, морские точки соответствующие населенным пунктам, перечисленным в таблице 5, и эпицентры имевших место в прошлом цунамигенных землетрясений на рассматриваемой акватории).

Таблица 5

Область эпицентров цунамигенных землетрясений заканчивается у острова Монерон, в непосредственной близости к населенным пунктам 27-24 (соответственно, Невельск, Холмск, Чехов, Томари). В этом месте она ближе всего располагается и к материковому побережью Российской Федерации. Перечисленные пункты, возможно, будут находиться в неблагоприятной ситуации, в случае возникновения цунамигенного землетрясения у острова Монерон.

Рис. 68. Батиметрическая карта Японского моря, морские точки прикрываемых населенных пунктов и эпицентры цунамигенных землетрясений.

Наиболее характерная с точки зрения заблаговременности предупреждения о цунами особенность батиметрии Японского моря - обширная глубоководная котловина, имеющая глубину воды в 3000 м и более, простирающаяся поперек Японского моря от стыка островов Хоккайдо и Хонсю до Российского побережья в районе линии берега от пункта 12 (Ольга) до пункта 21 (залив Посьет). При этом 3000-метровая изобата подходит ближе всего к населенным пунктам 12 (Ольга) и 14 (Находка). Можно ожидать, что эти пункты могут оказаться наименее прикрываемыми от цунами с помощью гидрофизических наблюдений.

На рис. 69 показаны коллективная 27-минутная сейсмическая зона молчания СПЦ для всех 29 пунктов, изохроны минимального времени добегания до них и эпицентры известных цунамигенных землетрясений.

Рис. 69. Коллективная 27-минутная СЗМ 29 населенных пунктов, изохроны минимального времени добегания цунами до них и эпицентры известных цунамигенных землетрясений.

Этот рисунок показывает, что действующая СПЦ обеспечивает заблаговременный сейсмический прогноз цунами от источников в пределах Японского моря для большинства населенных пунктов, за исключением уже названных 24 - 27, что подтверждает также рис.70, на котором показана 27-минутная СЗМ пункта 27 (Невельск) и изохроны времен добегания цунами до него.

Рис. 70. 27-минутная СЗМ пункта 27, изохроны времен добегания цунами до него и известные эпицентры цунамигенных землетрясений. Не менее трех из них находятся в пределах указанной СЗМ.

Пункты 24-27 нуждаются в дополнительных мерах прикрытия от близких цунами - открытии по крайней мере в одном из них сейсмической станции в составе СПЦ.

Рис. 71. Районы ответственности пунктов 1 - 29

На рис.71 показаны районы ответственности пунктов 1 - 29, из которого становятся очевидными безусловно лучшие места установки прибрежных уровенных станций в составе СПЦ. Это пункты 8 (Великая Кема), 12 (Ольга), 14 (Находка) и 28 (остров Монерон), имеющие наиболее обширные районы ответственности, пересекающиеся с зоной вероятных источников цунами.

Станции в названных пунктах смогут обеспечить заблаговременный прогноз цунами по гидрофизическим данным не всегда и не для всех населенных пунктов. Это хорошо видно из серии рисунков 72 - 85.

Анализируя размеры, форму и пересечения с цунамигенной зоной ГЗМ, обеспечиваемых рассматриваемой группой станций для различных населенных пунктов, можно, в частности, сделать вывод (рис.72), что пункты 1, 2, 3, 22, 23 (соответственно, пункты Де-Кастри, Ванино, Советская Гавань, Александровск, Углегорск), располагающиеся на материковом и Сахалинском побережьях в глубине Татарского пролива, вполне могут быть обеспечены заблаговременными прогнозами цунами по гидрофизическим данным уровенных станций, располагаемых в точках 8, 12, 14, 28, при любом положении источника цунами в пределах Японского моря. Тоже самое можно сказать относительно пунктов 17 и 20 - Шкотово, Тавричанка (рис. 81 и 84). Все названные пункты отличаются максимальной удаленностью от зоны вероятных источников цунами и обширными зонами мелководья, обеспечивающими максимальные времена добегания цунами до них (по сравнению с временами добегания до уровенных станций).

Группа населенных пунктов 24 - 27 (Томари, Чехов, Холмск, Невельск) на сахалинском побережье Татарского пролива, расположенная южнее Углегорска, обеспечивается заблаговременными гидрофизическими прогнозами цунами (рис.73) от источников, находящихся не ближе южной половины острова Хоккайдо.

Как показывают рис. 74 - 77, 79 - 81, обеспеченность заблаговременными гидрофизическими прогнозами населенных пунктов уменьшается (площади соответствующих ГЗМ и областей их пересечения с цунамигенной зоной растут) по мере приближения пункта к месту установки ближайшей к нему уровенной станции. При этом, хуже всего обеспечены такими прогнозами пункты 9 - 11, 13 (Терней, Пластун, Рудная Пристань, Валентин), расположенные между станциями, как это иллюстрирует рис.78.

Населенные пункты 16 (Большой Камень), 18 (Владивосток) и 21 (залив Посьет) не обеспечиваются заблаговременными прогнозами цунами от источников, находящихся в примыкающем к Цусимскому проливу обширному участку цунамигенной зоны (рис.80, 82, 85). Еще в меньшей степени обеспечены ими пункты 15 и 19 (острова, соответственно, Путятин и Рейнеке, рис.79, 83).

Предложенные здесь места для установки близбереговых уровенных станций (точки 8, 12, 14, 28), в целом, оказываются не слишком хорошими. А так как среди близбереговых точек они являются безусловно лучшими, с точки зрения достижения необходимой заблаговременности прогноза цунами по данным гидрофизических наблюдений для остальных пунктов, то улучшения ситуации с заблаговременными гидрофизическими прогнозами цунами следует ожидать при рациональном размещении уровенных станций открытого моря.

Поиск рационального размещения уровенных станций открытого моря в данном случае следует начинать с изучения возможностей гидрофизического прикрытия населенных пунктов, имеющих самые обширные районы ответственности, пересекающиеся с цунамигенной зоной. Таковыми являются уже упомянутые места установки береговых уровенных станций - пункты 8, 12, 14 и 28 (остров Монерон), как наименее благоприятно расположенные. Примем такую последовательность действий при решении этой задачи. Сначала мы попытаемся прикрыть станцией (станциями) открытого моря пункт 14, имеющий максимальную площадь пересечения района ответственности и цунамигенной зоны (рис.71), для чего предварительно уточним положение участка цунамигенной зоны, от которого необходимо прикрывать этот пункт.

На рис. 86 показаны изолинии разностей времен добегания до пункта 14 и точек 8, 12, 28. Хорошо видно, что 27-минутная ГЗМ охватывает почти всю цунамигенную зону от середины Хоккайдо до Цусимского пролива. Станции в указанных точках могут обеспечить заблаговременный гидрофизический прогноз цунами в пункт 14 только от источников, располагающихся на траверсе северного Хоккайдо и в Татарском проливе.

Рис. 86. Изолинии разностей времен добегания цунами до пункта 14 и уровенных станций, располагаемых в точках 8, 12, 28.

Заметим, что пункты 12 и 8, если прикрывать каждый из них с помощью оставшихся трех прибрежных станций также плохо прикрываются ими, как это видно из рисунков 87, 88.

Рис. 87. Изолинии разностей времен пробега цунами до пункта 12 и станций в точках 8, 14, 28.

Рис. 88. Изолинии разностей времен добегания цунами до пункта 8 и станций в точках 12, 14, 28.

Вряд ли эти рисунки нуждаются в комментариях.

На рис.89 показаны пробные точки для выбора оптимального места под станцию измерения уровня для пункта 14. Они сконцентрированы примерно вдоль центрального луча, делящего цунамигенную зону в пределах ГЗМ этого пункта пополам. Крайние лучи ограничивают ее в соответствии с рис.86. Там же показаны 27-минутная СЗМ пункта 14 и изохроны времен добегания цунами 30 и более минут с шагом в 5 минут.

Рис. 89. Схема расположения пробных точек 30 - 40 для выбора оптимальной для пункта 14 точки установки уровенной станции.

На рис. 90 показаны границы 27-минутных ГЗМ пункта 14 обеспечиваемых уровенной станцией, устанавливаемой в пробных точках 30-40, показанных здесь же как и на рис.89. Хорошо видно, что наблюдениями одной станции невозможно прикрыть пункт 14 с требуемой заблаговременностью от источников из всей цунамигенной зоны от юга Хоккайдо до Цусимского пролива. При последовательном построении каждой из этих изолиний определяется оптимальная точка установки станции измерения уровня, (на этом рисунке она имеет номер 36) с координатами j = 39°41ў26І с.ш., l  = 134°53ў52І в.д., глубина воды H=1486 м (в дальнейшем, присвоим этой точке номер 30), при котором обеспечивается минимальная площадь ГЗМ пункта 14 в пределах цунамигенной зоны и прикрытие пункта 14 от вероятных источников на траверсе острова Хонсю от Цусимского пролива почти до северной оконечности Хонсю.

Рис. 90. Границы 27-минутной ГЗМ пункта 14, обеспечиваемые одной станцией, устанавливаемой в пробных точках 30 - 40.

Для прикрытия пункта 14 от вероятных источников в части цунамигенной зоны от траверса юга Хоккайдо до траверса севера Хонсю необходимо выбрать оптимальное место для еще одной уровенной станции открытого моря. Действуя аналогичным образом: ограничивая неприкрытую наблюдениями область цунамигенной зоны лучами цунами, испущенными из пункта 14, отыскивая центральный луч и располагая вдоль него пробные точки, отыскиваем наилучшую среди них (Рис.91).

Рис. 91. Границы 27-минутной ГЗМ пункта 14 при новом варианте расположения пробных точек (30 - 36). Здесь также показаны 27-минутные СЗМ пунктов 8, 12, 14.

Как показывает этот рисунок, при установке станции в любой из показанных на рисунке пробных точек, границы ГЗМ пункта 14, обеспечиваемые этими точками, находятся за пределами участка цунамигенной зоны, от которого необходимо прикрыть этот пункт, и в этом смысле все точки являются равноценными (пригодными для установки уровенной станции). При последовательном построении 27-минутной границы ГЗМ, обеспечиваемой каждой из пробных точек, легко устанавливается, что, формально, наилучшей (дающей минимальную площадь ГЗМ) является точка 33. Однако для установки станции мы выберем точку 36, которая располагается ближе всех, показанных на рис.91, к оптимальному положению по отношению к пункту 12, который тоже необходимо прикрывать (выбранная точка располагается ближе остальных к центральному лучу СЗМ пункта 12). Координаты этой точки (в дальнейшем присвоим ей номер 31) j = 41°46ў45І с.ш., l = 137°51ў23І в.д., глубина воды H = 3684 м.

На рис.92 представлены изолинии разностей времен добегания цунами до пункта 14 и станций, располагаемых в береговых точках 8, 12, 28 и найденных морских точках 30 и 31.

Рис. 92. Изолинии разностей времен добегания цунами до пункта 14 и станций, располагаемых вблизи берега в точках 8, 12, 28 и в морских точках 30 и 31.

Найденные морские точки (вместе с тремя береговыми) обеспечивают необходимую заблаговременность предупреждения о цунами пункта 14 при любом положении источника в пределах япономорской цунамигенной зоны.

На рис.93 и 94 (их стоит сравнить с рисунками 87 и 88) показаны изолинии разностей времен добегания цунами до пунктов 12 и 8 и станций измерения уровня в точках, располагаемых в береговых и морских (30, 31) точках.

Наличие оптимально установленных по отношению к пункту 14 двух морских станций измерения уровня резко улучшают ситуацию и для пунктов 8 и 12. Эти пункты остаются неприкрытыми только от вероятных источников цунами вблизи западного побережья Хоккайдо. Так как пункт 8 располагается ближе к указанному участку, чем пункт 12, имеет смысл найти оптимальную именно для этого пункта точку установки уровенной станции, которая прикрывала бы его заблаговременными наблюдениями от вероятных источников из указанного района. Действуя так же, как и при отыскании точек 30, 31, мы установили, что для прикрытия пункта 8  потребуется установка двух уровенных станций в точках 32 с координатами j = 43°57ў28І с.ш., l = 139°14ў25Ів.д., глубина воды H=1747 м и 33 с координатами j = 45°41ў26Іс.ш., l = 139°51ў09Ів.д., глубина воды H = 953 м. Как прикрываются пункты 8 и 12 прибрежными и четырьмя морскими станциями измерения уровня показывают рисунки 95 и 96.

Эти рисунки, в частности, показывают, что станции в точках 31-33, в целом, улучшают ситуацию с заблаговременностью предупреждений о цунами для пунктов 8 и 12, однако 27-минутная изохрона (граница ГЗМ) пункта 8 (рис.95) располагается довольно близко к побережью Японии между станциями в точках 32 и 33, а граница ГЗМ пункта 12 (рис.96) - между станциями в точках 31 и 32. Источники цунами в этих местах могут пересекать соответствующие границы ГЗМ и, следовательно, в этих случаях, гидрофизические прогнозы цунами в соответствующие населенные пункты будут доставлены незаблаговременно. Улучшить ситуацию можно путем дальнейшего увеличения числа морских станций измерения уровня моря.

Рисунки 97 - 100 показывают, что пункты, плохо обеспеченные заблаговременными гидрофизическими прогнозами цунами прибрежными уровенными станциями в точках 8, 12, 14, 28, с привлечением морских станций обеспечиваются ими при любом положении источника в пределах рассматриваемой цунамигенной зоны.

Предложенный нами вариант расстановки станций измерения уровня моря не является единственным, в строгом смысле оптимальным, то есть минимизирующим площадь пересечения цунамигенной зоны и коллективной ГЗМ для всех рассматриваемых населенных пунктов. Разработка такого оптимального плана предусматривает, помимо отыскания безусловно наилучших мест установки прибрежных уровенных станций, оптимальную расстановку морских уровенных станций по отношению к каждому из рассматриваемых пунктов в отдельности. Мы же отбросили те пункты, чьи СЗМ пересекают цунамигенную зону. Далее, пользуясь тем, что оставшиеся пункты находятся в существенно различных, в смысле получения заблаговременных предупреждений о цунами, условиях, мы выделили наименее обеспеченные такими предупреждениями (пункты 8, 12, 14), и по отношению к некоторым из них (пункты 8 и 14) осуществили оптимизацию расстановки уровенных станций. В результате получен некий вариант (один из многих возможных) размещения уровенных станций, удовлетворяющий требованию заблаговременности гидрофизичеких прогнозов цунами для всех населенных пунктов, чьи СЗМ не пересекаются с цунамигенной зоной, при произвольном расположении источника в пределах цунамигенной зоны.

3.5. Выводы

Как это видно из настоящей главы, действующая российская СПЦ, в соответствии с существующими временными нормативами, не всегда в состоянии обеспечить прикрываемые населенные пункты заблаговременными прогнозами цунами, полученными по данным сейсмологических наблюдений. Если ограничиться только относительно крупными населенными пунктами, в неблагоприятной географической ситуации (в смысле получения заблаговременных предупреждений о цунами по данным сейсмических наблюдений) находятся поселки Усть-Камчатск и Никольское на Камчатке и о-ве Беринга, поселок Буревестник и село Малокурильское, а также располагающееся рядом село Крабозаводское на Курилах, поселок Томари и города Чехов, Холмск и Невельск на Сахалине. Подчеркнем еще раз, что, для заблаговременного предупреждения о цунами перечисленных пунктов, существующих возможностей российской СПЦ может оказаться недостаточно. Поэтому необходимо предусмотреть, как минимум, какой-то нестандартный режим работы СПЦ (а, возможно, и местных штабов по ГО и ЧС) при возникновении сильного землетрясения вблизи них.

Пунктов, находящихся в неблагоприятной географической ситуации, конечно, гораздо больше, чем перечислено но, в целом, они дают представление о наиболее неблагоприятных районах побережий. К таким неблагоприятным районам относятся участок в окрестности бухты Русская, побережья мысов Шипунский, Кроноцкий и Африка, практически все побережье Камчатского залива на Камчатке и обоих Командорских островов, побережье центральных Курильских островов и юго-западное побережье острова Сахалин (к югу от поселка Томари). При планировании нового строительства крупных близбереговых объектов в указанных районах побережий должен быть предусмотрен и комплекс специальных мер по их прикрытию от цунами.

Как и следовало ожидать, возможности использования для оперативного прогноза цунами данных гидрофизических наблюдений в случае близких источников довольно ограничены. Так на Камчатке и Курильских островах ни при каком числе уровенных станций невозможно обеспечить заблаговременный гидрофизический прогноз цунами для всего побережья подрегиона сразу.  Гидрофизический прогноз почти всегда будет незаблаговременным для ближайших к источнику побережий. Приятное исключение составляют лишь отдельные участки рассмотренного побережья в регионе ответственности российской СПЦ. К ним относятся почти все камчатское побережье Берингова моря, которое можно, в частности, прикрыть с помощью единственной уровенной станции, расположенной вблизи острова Карагинский, город Северо-Курильск и поселок Байково, которые можно прикрыть с помощью трех уровенных станций, поселок Южно-Курильск, прикрываемый наблюдениями в Буревестнике и на малой Курильской гряде, и населенные пункты по берегам Японского моря и Татарского пролива, за исключением уже названных, чьи СЗМ пересекают япономорскую цунамигенную зону. Для прикрытия побережий Японского моря, относящихся к региону ответственности Российской СПЦ, потребуется 4 прибрежные уровенные станции и 4 морских.

Необходимо отметить, что точность расчетов времен добегания цунами до различных точек акватории и их разностей очень сильно зависит от шага (и точности) оцифровки батиметрических карт. Связь между погрешностью вычислений времен и шагом оцифровки пока не изучена. Поэтому полученные результаты и сделанные здесь выводы необходимо рассматривать как сугубо предварительные.

Наличие в зоне ответственности Российской СПЦ населенных пунктов, чьи СЗМ пересекаются с цунамигенной зоной, требует включения в состав СПЦ дополнительных сейсмических станций вблизи этих пунктов (в самих пунктах), с особым регламентом работы, имеющих право и возможность подавать тревогу цунами автономно, когда вероятный источник цунами находится на расстояниях менее 300 км от нее. Оснащение таких станций должно позволить им выдавать тревожное сообщение о цунами автономно (по данным собственных наблюдений) не позднее, чем через 1 минуту, после регистрации максимума поперечной волны.

Глава 4