The full and devastating power of tsunamis has been recreated in lab for the first time, revealing valuable secrets about the little-understood waves. The work will lead to vital improvements to sea defences, coastal buildings and evacuation plans, ultimately saving lives.
Five major tsunamis have struck coasts around the world since 2004, killing 300,000 people, and the risks are rising as coastal cities expand. But the terrible violence of the giant waves means any scientific instruments present are almost always destroyed. The result is little knowledge of the huge forces with which tsunamis hit coasts.
Now researchers have created the world’s most realistic tsunami simulator at the HR Wallingford research centre in Oxfordshire. The 70m-long tank can, for the first time, replicate the shape and long duration of the tsunamis that wrought havoc around the Indian Ocean in 2004 and smashed into Japan in 2011.
Follow
David McGovern @DavidMcG84
Sneak peak @EPICentreUCL #tsunami research for media @guardianscience @ncedigital @BBCOxford at @hrwallingford
3:22 PM - 7 Sep 2016
25 25 Retweets 22 22 likes
The simulator is also the first to look at how clusters of buildings affect the destruction caused by a tsunami, by channelling the flowing water. “Tsunamis can be exceptionally destructive when they hit buildings, yet we really don’t know a great deal about how the massive horizontal forces they generate cause damage,” said Prof Tiziana Rossetto, from University College London (UCL), who is leading the research. “The challenge has been to build a testing facility where we can accurately model how the forces change or are magnified by the way buildings are clustered together in coastal towns and cities.”
The stories you need to read, in one handy email
Read more
“Our research will have far-reaching implications for both building and urban design in areas at risk of tsunamis and could help mitigate some of the most devastating risks to human lives,” she said. One application will be making better designs for vertical evacuation structures, tall buildings used as refuges in flat coastal areas.
The new tsunami simulator is built at 1:50 scale and is 4m wide. In the real world, underwater earthquakes trigger tsunamis, but in the simulator a pump at one end of the tank is used to raise up 70,000 litres of water. Then an air valve is used to let the water flood back into the tank, setting off the tsunami.
Crucially, the initial lifting of the water allows, for the first time, the creation of a wave that starts with a trough – the type of tsunami that hit Japan and Thailand. In the real world, this trough manifests as the water on the beach rushing out to sea, before a huge crest races back on to land.
“We are the only facility in the world that can generate trough-led waves,” said Rossetto. She visited sites in Sri Lanka and Thailand after the 2004 tsunami: “In some places the buildings completely failed, but in others they stayed standing. However, there was a total lack of understanding of the forces involved.”
Prof Rossetto and Prof William Allsop stand next to the tsunami simulator
Facebook Twitter Pinterest
Prof Rossetto (l) and Prof Allsop stand next to the tsunami simulator. Photograph: Felix Clay for the Guardian
The second vital feature of the new simulator is the air valve, which allows the wave to be controlled and creates very long duration waves like those seen in the real world. In Japan, the wave continuously poured water on to the land for 28 minutes, while in Thailand the wave lasted for 20 minutes. Earlier simulators, using paddles or dropped concrete blocks, could only produce short waves and did not replicate the punishing duration of the real tsunamis.
Advertisement
The researchers also looked at what happens when sea defences break down after being hit by a tsunami. “However big a wall is, you have to consider what happens when it fails,” said Prof William Allsop, technical director at HR Wallingford.
The researchers suspect that very high sea walls could actually make the impact of a tsunami worse by effectively creating a dam, against which water builds up, before breaking and releasing an even more violent torrent.
“You can see [in the tank] the carnage that occurs when the wall fails,” said Dr David McGovern, part of the UCL team. “We are looking to give engineers who design buildings, defences, nuclear power stations, an idea of what the forces are for a tsunami. We also want to use the data to improve evacuation procedures.”
Early results have already shown that in many cases tsunamis can crash further inland than previous estimates suggested and more experiments are still being conducted. “Ultimately, the goal is to protect life and property,” said McGovern.
เต็มและอำนาจการทำลายล้างของคลื่นสึนามิได้ถูกสร้างขึ้นในห้องทดลองเป็นครั้งแรก , การเปิดเผยความลับอันมีค่าเกี่ยวกับน้อยเข้าใจ คลื่น งานนี้จะทำให้การปรับปรุงที่สำคัญเพื่อป้องกันชายฝั่งทะเล อาคารและแผนอพยพ สุดชีวิตประหยัด5 อาหารหลักมีหลงชายฝั่งรอบโลกตั้งแต่ปี 2004 300000 ฆ่าประชาชน และความเสี่ยงจะเพิ่มขึ้นเป็นเมืองชายฝั่งที่ขยาย แต่ความรุนแรงร้ายกาจของคลื่นยักษ์ หมายความว่า เครื่องมือวิทยาศาสตร์ปัจจุบันมักจะทำลาย ผลที่ได้คือความรู้เล็ก ๆน้อย ๆของใหญ่กองกำลังที่คลื่นสึนามิตีชายฝั่งขณะนี้นักวิจัยได้สร้างจำลองสึนามิที่เหมือนจริงมากที่สุดของโลกที่ HR Wallingford ศูนย์การวิจัยในอ็อกฟอร์ดไชร์ ที่ 70 เมตรยาวถังสามารถ เป็นครั้งแรกที่เลียนแบบรูปร่างและระยะเวลานานของคลื่นสึนามิที่ทำให้เกิดความเสียหายรอบมหาสมุทรอินเดียในปี 2004 และถูกทุบในญี่ปุ่นในปี 2011ตามเดวิด แมคโกเวิร์น @ davidmcg84แอบสูงสุด @ epicentreucl # สึนามิ เพื่อสื่อ guardianscience @ @ @ @ hrwallingford ncedigital bbcoxford ที่3 : 22 PM - 7 ก.ย. 255925 25 retweets 22 22 ชอบจำลองเป็นครั้งแรกเพื่อดูว่าในกลุ่มของอาคารที่มีผลต่อการทำลายที่เกิดจากสึนามิ โดยพยายามติดต่อกับน้ำไหล " สึนามิสามารถทําลาย เป็นพิเศษเมื่อพวกเขาตีอาคาร แต่เราไม่รู้มากเกี่ยวกับวิธีการใหญ่แนวนอนบังคับพวกเขาสร้างให้เกิดความเสียหาย กล่าวว่า rossetto ดรไทเซียนา จากมหาวิทยาลัยคอลเลจ ลอนดอน ( UCL ) ที่เป็นผู้นำการวิจัย " ความท้าทายที่ได้รับการสร้างเป็นสถานที่ทดสอบที่ถูกต้องสามารถรูปแบบวิธีการบังคับเปลี่ยน หรือขยายตามอาคารมีการจัดกลุ่มเข้าด้วยกันในเมืองชายฝั่งเมือง "เรื่องที่คุณต้องการที่จะอ่านในหนึ่งสะดวกอีเมล์อ่านเพิ่มเติม" การวิจัยของเราจะมีผลกระทบกว้างขวาง ทั้งอาคารและผังเมืองในพื้นที่เสี่ยงสึนามิ และอาจช่วยลดบางส่วนของความเสี่ยงที่ร้ายแรงที่สุดในชีวิตของมนุษย์ , " เธอกล่าว โปรแกรมจะสามารถทำให้การออกแบบที่ดีสำหรับโครงสร้างอพยพแนวตั้งอาคารสูงใช้เป็นผู้ลี้ภัยในพื้นที่ชายฝั่งที่แบนราบจำลองสึนามิใหม่ถูกสร้างขึ้นที่ระดับ 50 และ 4 เมตรกว้าง ในโลกจริง แผ่นดินไหวใต้น้ำเรียกคลื่นสึนามิ แต่จำลองเป็นปั๊มที่ปลายด้านหนึ่งของถังที่ใช้เพิ่มขึ้นเป็น 70 , 000 ลิตรของน้ำ แล้วอากาศใช้ท่อปล่อยน้ำกลับเข้าไปในถัง ปิดการตั้งค่า ซึนามิcrucially การเริ่มต้นของน้ำช่วยให้ , ครั้งแรก , การสร้างคลื่นที่เริ่มจากราง–ประเภทของสึนามิที่ญี่ปุ่น และไทย ในโลกจริง รางนี้ปรากฏเหมือนน้ำบนชายหาด วิ่งลงทะเล ก่อนแข่งใหญ่ยอดในที่ดิน" เราเป็นเพียงสถานที่ในโลกที่สามารถสร้างรางนำคลื่น กล่าวว่า rossetto . เธอเข้าเยี่ยมชมเว็บไซต์ในศรีลังกาและไทยหลัง 2004 สึนามิ : " ในบางสถานที่อาคารไม่ได้ แต่คนอื่น ๆ พวกเขาอยู่ยืน อย่างไรก็ตาม มีความเข้าใจในกองกำลังที่เกี่ยวข้อง”รศ ดร วิลเลียมและ rossetto ออลซอปยืนถัดจากสึนามิจำลองFacebook Twitter Pinterestรศ ดร rossetto ( L ) และออลซอปยืนถัดจากสึนามิจำลอง รูปถ่าย : เคลย์เฟลิกซ์สำหรับผู้ปกครองคุณลักษณะที่สำคัญที่สองของจำลองใหม่ วาล์วแอร์ ซึ่งช่วยให้คลื่นที่ถูกควบคุม และสร้างคลื่นระยะเวลานานมากเหมือนที่เห็นในโลกแห่งความจริง ในประเทศญี่ปุ่น คลื่นอย่างต่อเนื่องเทน้ำบนที่ดิน 28 นาที ในขณะที่ประเทศไทยคลื่น เป็นเวลา 20 นาที ก่อนหน้านี้ จําลองใช้พายหรือทำบล็อกคอนกรีตสามารถผลิตคลื่นวิทยุ และไม่ได้ลอกเลียนแบบการระยะเวลาของคลื่นสึนามิจริงโฆษณานักวิจัยยังมองที่สิ่งที่เกิดขึ้นเมื่อลงทะเลทำลายลงหลังจากโดนสึนามิ " อย่างไรก็ตามใหญ่ ผนังถูก คุณต้องพิจารณาสิ่งที่เกิดขึ้นเมื่อมันล้มเหลว " กล่าวว่า ดร วิลเลียมออลซอป , เทคนิคผู้จัดการ HR Wallingford .นักวิจัยสงสัยว่า กำแพงน้ำทะเลสูงมากอาจทำให้ผลกระทบของคลื่นสึนามิรุนแรงโดยมีประสิทธิภาพการสร้างเขื่อนป้องกันน้ำที่สร้างขึ้น ก่อนที่จะแตกและปล่อยเป็น torrent ที่รุนแรงมากขึ้น" คุณสามารถเห็น [ ในถัง ] การสังหารที่เกิดขึ้นเมื่อผนังล้มเหลว " ดร. เดวิด แมคโกเวิร์น , ส่วนหนึ่งของทีม UCL " เราต้องการให้วิศวกรที่ออกแบบอาคาร , การป้องกัน , สถานีพลังงานนิวเคลียร์ , ความคิดของสิ่งที่กำลังมีคลื่นยักษ์ เรายังต้องการใช้ข้อมูลเพื่อปรับปรุงขั้นตอนการอพยพ "ผลเร็วได้แสดงให้เห็นแล้วว่าในหลายกรณีสึนามิสามารถผิดพลาดเพิ่มเติมภายในประเทศกว่าประมาณการก่อนหน้านี้แนะนำและทดลอง ยัง มี การ ดำเนินการ " ในที่สุด เป้าหมายคือการ ปกป้องชีวิตและทรัพย์สิน กล่าวว่า McGovern .
การแปล กรุณารอสักครู่..
