Il Nome
Il Nome Tsunami è giapponese: lo hanno inventato loro semplicemente perché l’elevato grado sismico di quel territorio, ne ha generati molti nel corso della storia, abbastanza da dargli un nome specifico.
Tsunami è composto da due termini TSU che significa PORTO e dal termine NAMI che significa ONDA. Quindi Tsunami significa ONDA DI PORTO a indicare un’onda capace di scavalcare le protezioni del porto.
Differenza fra Tsunami e onde anomale di superficie
Le onde di superficie si formano a causa del vento. La loro dinamica di propagazione è poi influenzata da correnti e dal fondo marino in acque poco profonde. La loro propagazione in treni d’onda può talvolta generare le onde anomale… di cui abbiamo parlato qui le-onde-anomale-t10616.html ma sono sempre onde che agiscono sulla superficie e nella loro dinamica nascono si propagano e si dissipano per un’energia di superficie.
Le onde di tsunami si caratterizzano per la loro diversa conformazione fisica di lunghezza d’onda, altezza, velocità e dissipazione. La loro natura dipende dalle cause che la possono generare, anch’esse diverse: in sintesi Frane, Eruzioni vulcaniche, meteoriti o Terremoti. Queste diverse cause rispetto alle onde di superficie mosse dal vento, sono la ragione della diversità nella fisica delle onde degli tsunami: queste cause infatti agiscono sull’intera colonna d’acqua, tra il fondo e la superficie. Mentre le onde di superficie nascono, si sviluppano e si propagano per ragioni legate vento, quindi a un fenomeno di superficie.
Dinamica di formazione dell’onda di Tsunami
Per comprendere meglio questa importante differenza, nel video sotto, al minuto 3:15, si osserva la dinamica delle onde mosse dal vento: si può notare come le particelle d’acqua interessate dalla dinamica del moto sono solo quelle superficiali. Quelle in profondità son “immobili” (minuto 3:30)
Al minuto 4:10 si osserva invece che le particelle d’acqua interessate dal movimento tellurico di una placca tettonica sul fondo del mare, interessa TUTTA la colonna d’acqua soprastante.
Il sollevamento della colonna d’acqua può essere relativamente poco elevato, diciamo 1 metro. Ma la sua estensione e lunghezza d’onda è pari all’estensione della placca che si è mossa: quello di Sumatra del 26 dicembre aveva un’estensione di circa 100 Km.
Quindi tornado alle differenze su due onde generate su un mare profondo 4000m, si ha
onda oceanica di superficie:
- Altezza h=30 m
- Lunghezza d’onda λ=150 m
- Rapporto profondità /lunghezza d’onda Pr/λ= 4000/150 = 26.6
Quella da tsunami:
- Altezza h=1 m
- Lunghezza d’onda λ=100.000 m
- Rapporto profondità /lunghezza d’onda Pr/λ= 4000/100.000 = 0.04
Come si vede lo Tsunami ha un rapporto tra profondità e lunghezza d’onda MOLTO più piccolo di una grossa onda oceanica da vento. Per questa ragione lo tsunami, per quanto strano possa sembrare, si comporta come fisica del moto al pari delle ondine che si frangono sul bagnasciuga!!!! Le onde in acqua poco profonda: in un certo senso, immaginate le ondine che si propagano vicino alla riva di una spiaggia: la loro lunghezza d’onda potrebbe essere 10 cm su una profondità di 4 cm = 4/10 = 0.04. Il rapporto è il medesimo. O assomigliano a onde lunghe e alte 100 cm quando incontrano un fondo di 40 cm.
Si può dimostrare che nella dinamica di propagazione in acque poco profonde, la velocità dell’onda è pari alla radice quadrata del prodotto tra accelerazione di gravita g (9.8 m/sec*sec) per la profondità.
V = sqrt(g*p)
Ne deriva che uno tsunami che nasce in mezzo all’oceano, in 4000 metri di acqua, si propaga a radice quadrata di 4000x9.8 = 200 m/sec = 720 km/h
Non solo, un’altra regola è che maggiore è la lunghezza d’onda (100km nello tsunami, 150m nell’onda di superficie) minore è la dissipazione del moto. Per questa ragione le onde di tsunami del terremoto sottomarino di Sumatra, si sono propagate fino al Madagascar e sulle coste dell’africa orientale. E quelle dello Tsunami in Giappone si sono propagate fino alla costa della California!
Propagazione dell’onda sottocosta
Una volta giunte sulla costa, le onde oceaniche di superficie, che interessano i movimenti delle molecole più in superficie, quando trovano acque poco profonde, incontrano resistenza all’avanzamento, pertanto la velocità diminuisce nella parte inferiore mentre quella superiore procede conservando il moto: ne deriva un rallentamento dell’onda, una diminuzione della sua lunghezza d’onda e un aumento della sua altezza.
Una volta che l’onda si frange, tocca all’onda successiva, che era 150 metri dietro la prima che rallentasse. L’onda non penetra nell’entroterra perché il volume d’acqua interessato dal moto, per quanto alta sia (immaginate le grandi onde cavalcate dai surfisti), sarà anche 30 metri ma solo 150 di lunghezza d’onda.
Quando l’onda di Tsunami si avvicina alla terraferma ha alcune differenza molto importanti sulle conseguenze finali: il moto delle particelle d’acqua interessa tutta la colonna (come illustrato nel primo video) e non solo le molecole di superficie, quindi, a differenza delle onde di superficie, la sua modificazione comincia già quando la profondità risale da 4000 m a 1000 m poi a 200 m , poi 100 m: tutta la colonna sottostante è interessata ad un progressivo rallentamento e, per la conservazione dell’energia, ad un innalzamento dell’onda, che comincia molto lentamente ma già MOLTO lontano dalla costa.
Le variazioni di velocità son elevatissime: si passa dai 720 km/h dove l’acqua è profonda 4000 m a 100 km/h dove l’acqua è 100 m a 80 km/h dove è a 50 m.
Nel video l’immagine dell’onda ancora al largo, ma con acqua relativamente poco profonda, mentre una vedetta della guardia costiera la scavalca. L’onda ha rallentato già moltissimo e si è innalzata oltre il metro iniziale del punto di grande profondità dove si era generata.
Quando l’onda si avvicina alla costa e il fondale sale ancora, l’onda diventa più ripida, la lunghezza d’onda cala ma è comunque elevatissima. le immagini nel video dell’onda su Fukushima lo evidenziano nella fase finale.
Le onde come si vede, non sono spaventosamente alte… ma l’acqua che le segue a causa della loro lunghezza d’onda accorciata per il rallentamento è comunque decine di volte più lunga di un’onda di superficie… ne risulta un effetto come di marea…l’intero mare si alza…
Dall’altra parte dell’oceano, in California, molte ore dopo, l’onda non ancora dissipata per effetto della sua enorme lunghezza d’onda, si avvicina a una barca a vela al largo delle coste della California, e, nel video si sente una voce che le scambia per “tidal waves” ovvero onde di marea….ma non lo sono… è lo Tsunami del Giappone che è arrivato fino a lì!!!!
http://www.youtube.com/watch?NR=1&v=7og ... ature=fvwp
Conclusioni
1. Lo Tsunami è un’onda che si forma per l’intero movimento di una colonna d’acqua.
2. Ha una dimensioni pari alla perturbazione: più piccola se è una frana, potenzialmente enorme se è un terremoto.
3. Dimensioni significa lunghezza d’onda e fronte d’onda, ma non altezza, che, nel caso di un terremoto, può essere relativamente modesta, pari al sollevamento della crosta terrestre (esempio un metro), ma su una lunghezza di, ad esempio, 100 km.
4. Essendo la lunghezza d’onda molto elevata, il comportamento anche in acque molto profonde, è simile alla dinamica delle onde in acque basse, dove tutta la colonna di molecole dal fondo alla superficie interagisce: ma mentre nelle onde normali il fenomeno è a riva, qui comincia dove ci sono 4000 metri di profondità.
5. La velocità è, per la dinamica di propagazione come nelle acque basse, dipendente dalla profondità: nello tsunami arriva a 720 km in 4000 metri d’acqua. Cresce in acque più profonde e cala arrivando sottocosta.
6. L’enorme lunghezza d’onda, e non tanto l’altezza, è la causa della sua forte penetrazione nell’entroterra.
7. E’ proprio quella enorme lunghezza d’onda a causare il “ritiro del mare” prima dell’arrivo dell’onda che, come detto, non sarà necessariamente altissima…ma sarà LUNGHISSIMA… entrando nell’entroterra molto di più di una normale onda.
http://www.youtube.com/watch?feature=en ... Dmjuw&NR=1
Il sistema DART per la rilevazione di tsunami
Gli USA (e chi se no?) hanno messo a punto un sistema che si chiama DART (Deep ocean Assessment and Reporting of Tsunami – sistema di rilevazione e segnalazione di Tsunami oceanico).
Il sistema consiste in:
1. una serie di rilevatori sismici installati nelle profondità marine in corrispondenza di punti critici di contatto delle placche tettoniche.
2. Una serie boe galleggianti con rilevatori d’onda di superficie
3. Una rete di satelliti e delle stazioni di ricezione/trasmissioni da e per le boe
Quando un terremoto attiva il sismografo subacqueo, viene mandato un alert al centro Tsunami attraverso i satelliti. Se il terremoto è di una magnitudo pericolosa, si ascoltano i segnali provenienti dalle boe galleggianti che rilevano il passaggio di un’onda di tsunami (che per lunghezza d’onda e velocità, non può essere confusa con un’onda oceanica classica di superficie).
Il post è lunghetto..
ma non sono riuscito a parlarne in modo più sintetico 
