Mapas de isocronas en la propagación de un tsunami
Resulta que la ecuación que calcula su velocidad coincide con el de la celeridad de la onda cinemática (c): esa velocidad a la que se propagan, formando círculos concéntricos en expansión, las ondas que se forman al tirar una piedrecilla en una masa de agua. En el tsunami, la piedrecita hay que sustituirla mentalmente por un trozo extenso de placa tectónica que se eleva o desciende bruscamente alterando el fondo marino. La ecuación de velocidad es la misma: se calcula como la raíz cuadrada de (g·hm), con g = aceleración de la gravedad y hm = calado medio (o profundidad del mar). Por desgracia, la diferencia es colosal a nivel energético. Para elaborar Mapas de isocronas se necesita modelos digitales que reflejen la batimetría.
Hidráulica de los tsunamis
Generación, propagación, y llegada a la costa de un tsunami
Debido a la gran longitud de onda estas olas siempre «sienten» el fondo (son refractadas), ya que la profundidad siempre es inferior a la mitad de la longitud de onda (valor crítico que separa las olas de agua profunda de las olas de aguas someras). En consecuencia, en todo punto del océano, la velocidad de propagación del tsunami depende de la profundidad oceánica y puede ser calculado en función de ella.
En donde v es la velocidad de propagación, g la aceleración de gravedad (9,81 m/s2) y d la profundidad del fondo marino. Para el Océano Pacífico la profundidad media es de 4.000 m, lo que da una velocidad de propagación promedio de 198 m/s ó 713 km/h. De este modo, si la profundidad de las aguas disminuye, la velocidad del tsunami decrece.
Cuando las profundidades son muy grandes, la onda de tsunami puede alcanzar gran velocidad, por ejemplo el tsunami del 4 de Noviembre de 1952 originado por un terremoto ocurrido en Petropavlosk (Kamchatka), demoró 20 horas y 40 minutos en llegar a Valparaíso en el otro extremo del Pacífico, a una distancia de 8.348 millas, avanzando a una velocidad media de 404 nudos (748,21 km/h). La altura de la ola al llegar a la costa es variable, en el caso señalado en Talcahuano se registraron olas de 3,6 metros; en Sitka (Alaska) de 0,30 metros y en California de 1 metro.
Al aproximarse a la costa, a las aguas bajas, las olas sufren fenómenos de refracción y disminuyen su velocidad y longitud de onda, aumentando su altura. En mares profundos éstas ondas pueden pasar inadvertidas ya que sólo tienen amplitudes que bordean el metro (generalmente, unos pocos centímetros); sin embargo al llegar a la costa pueden excepcionalmente alcanzar 20 metros de altura o más.
Es posible trazar cartas de propagación de tsunamis, como se hace con las cartas de olas; la diferencia es que los tsunamis son refractados en todas partes por las variaciones de profundidad; mientras que con las olas ocurre eso sólo cerca de la costa.
Carta de propagación de la onda del tsunami de Papúa Nueva Guinea, ocurrido en Julio de 1998. Las isocronas muestran a intervalos de 30 minutos el tiempo de avance del frente de onda.
Sus características difieren notablemente de las olas generadas por el viento. Toda onda tiene un efecto orbital que alcanza una profundidad igual a la mitad de su longitud de onda; así una ola generada por el viento sólo en grandes tormentas puede alcanzar unos 300 metros de longitud de onda, lo cual indica que ejercerá efecto hasta 150 metros de profundidad.
Los tsunamis tienen normalmente longitudes de onda que superan los 50 kilómetros y pueden alcanzar hasta 1000 kilómetros, en tal caso el efecto orbital es constante y vigoroso en cualquier parte del fondo marino, ya que no existen profundidades semejantes en los océanos.
Parámetros físicos y geométricos de la onda de tsunami:
La longitud de onda (l) de un tsunami corresponde al producto entre la velocidad de propagación (v) y el período (T), relación dada por:
de este modo, para una velocidad de propagación v = 713 km/h, y un período T = 15 minutos, la longitud de onda es L = 178 km. Debido a su gran longitud onda, el desplazamiento de un tsunami a grandes profundidades se manifiesta en la superficie oceánica con amplitudes tan sólo de unos pocos centímetros.
El periodo (T) es el lapso de tiempo entre dos olas sucesivas. Varía entre 15 y 60 minutos en los tsunamis.
Las olas generadas por los vientos tienen períodos por lo general de menos de 15 segundos, a diferencia de las ondas de tsunami que oscilan entre 20 y 60 minutos. Esta característica permite diferenciarlas claramente en un registro mareográfico y por lo tanto advertir la presencia de un tsunami.
CARACTERÍSTICA
TSUNAMI
OLA COMÚN
Longitud de onda
De 150 a 100 Km
90 m O. Atlántico 300 m O. Pacífico
Velocidad máxima
900 km/h (incluso más)
menos de 100 km/h
Período
De 10 a 90 minutos
menos de 15 segundos
Altura o amplitud
· Mar adentro
¨ Costa
· Pocos centímetros ¨ 1- 30 m (incluso más)
· < 13 m ¨ < 6 m
Influencia en el fondo
Perturba totalmente el fondo
Ninguna, sólo en la playa
La altura de la ola h corresponde a la diferencia de nivel entre cresta y valle. Por otra parte, la cota máxima de inundación R, corresponde al lugar de la costa donde los efectos del tsunami son máximos.
Sistema de alarma de tsunamis en el Pacífico
El objetivo operacional del Sistema de Alarma de Tsunami del Pacífico (SATP) es detectar y ubicar los terremotos ocurridos en la Región del Pacífico, determinar si ellos han generado tsunami, y proporcionar información del tsunami y alarmas en forma oportuna y efectiva a la población del Pacífico.
El SATP es un programa internacional que requiere la participación de las instalaciones sísmicas, de mareas, de comunicaciones y de difusión operadas por la mayor parte de las naciones localizadas alrededor del Océano Pacífico. Las naciones participantes están organizadas bajo la comisión Oceanográfica Intergubernamental (COI) como el Grupo Internacional de Coordinación para el Sistema de Alarma de Tsunami en el Pacífico (GIC/ITSU). Actualmente integran este grupo los siguientes países: Australia, Canadá, Chile, China, Colombia, Costa Rica, Ecuador, Estados Unidos de América, Federación Rusa, Fiji, Filipinas, Francia, Guatemala, Reino Unido, Indonesia, Islas Cook, Japón, México, Nicaragua, Nueva Zelandia, Perú, República de Corea, República Democrática Popular de Corea, Samoa Occidental, Singapur, y Tailandia.
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