Báo cáo kết thúc môn học môn khoa học trái đất chủ đề dự báo và cảnh báo sóng thần

Báo cáo kết thúc môn học môn khoa học trái đất chủ đề dự báo và cảnh báo sóng thầnBáo cáo kết thúc môn học môn khoa học trái đất chủ đề dự báo và cảnh báo sóng thầnBáo cáo kết thúc môn học môn khoa học trái đất chủ đề dự báo và cảnh báo sóng thầnBáo cáo kết thúc môn học môn khoa học trái đất chủ đề dự báo và cảnh báo sóng thầnBáo cáo kết thúc môn học môn khoa học trái đất chủ đề dự báo và cảnh báo sóng thầnBáo cáo kết thúc môn học môn khoa học trái đất chủ đề dự báo và cảnh báo sóng thầnBáo cáo kết thúc môn học môn khoa học trái đất chủ đề dự báo và cảnh báo sóng thầnBáo cáo kết thúc môn học môn khoa học trái đất chủ đề dự báo và cảnh báo sóng thầnBáo cáo kết thúc môn học môn khoa học trái đất chủ đề dự báo và cảnh báo sóng thầnBáo cáo kết thúc môn học môn khoa học trái đất chủ đề dự báo và cảnh báo sóng thầnBáo cáo kết thúc môn học môn khoa học trái đất chủ đề dự báo và cảnh báo sóng thầnBáo cáo kết thúc môn học môn khoa học trái đất chủ đề dự báo và cảnh báo sóng thần

ĐẠI HỌC QUỐC GIA THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH

TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA KHOA KĨ THUẬT XÂY DỰNG

BÁO CÁO KẾT THÚC MÔN HỌC MÔN: KHOA HỌC TRÁI ĐẤT

CHỦ ĐỀ: DỰ BÁO VÀ CẢNH BÁO SÓNG THẦN

Giảng viên hướng dẫn: PHAN THỊ ANH THƯ Sinh viên thực hiện: CHIÊM HỒNG HUẤN MSSV: 2013266

Nhóm lớp: L02

Kiên Giang, ngày 08 tháng 08 năm 2021

Mục lục:

DỰ BÁO VÀ CẢNH BÁO SÓNG THẦN

I ĐẶT VẤN ĐỀ: 3

II NỘI DUNG 4

1 Tìm hiểu về Sóng thần: 4

2 Dùng kiến thức đã học để giải thích: 5

3 Các sự kiện thực tế nổi bậc: 8

4 Nhận định mở rộng: 10

5 Thiệt hại do Sóng thần gây ra: 11

III DỰ BÁO VÀ CẢNH BÁO SÓNG THẦN 12

1 Phương pháp nghiêng cứu hệ thống cảnh báo: 12

2 Hoạt động: 13

3 Các hệ thống cảnh báo quốc tế: 13

IV CÔNG TRÌNH GIẢM THIỂU THIỆT HẠI: 14

1 Kĩ thuật thi công công trình tường chống sóng thần: 14

2 Tháp sơ tán Sóng thần: 15

V THÔNG TIN THÊM : 16

Cần làm gì khi có Sóng thần? 16

KẾT LUẬN & MỞ RỘNG 17

Tài liệu tham khảo: 18

I ĐẶT VẤN ĐỀ:

Trong cuộc sống hiện nay, các hiểm họa tự nhiên luôn rình rập, đe dọa cuộc sống con người Một số hiểm họa tự nhiên có thể dự báo trước đó một khoảng thời gian khá lâu trước khi nó xảy ra như Bão, Phun trào núi lửa,… cũng có một số hiểm họa khó có thể dự báo trước như: Động đất, Sóng thần,…trong đó Sóng thần là một hiểm họa tự nhiên vô cùng nguy hiểm không chỉ về khả năng khó dự báo trước

mà còn khó có thể nhận biết được, đến khi biết thì đã quá muộn Cùng với đó, khi một cơn Sóng thần quét qua một khu vực nào đó thì nó sẽ xóa sổ hoàn toàn khu vực đó, cuốn theo tất cả mọi thứ cản đường nó, gây thiệt hại to lớn về tài sản và khủng khiếp nhất là con số thương vong mà nó để lại có thể lên đến hàng ngàn thậm chí là hàng trăm ngàn người

Việc ngăn chặn Sóng thần là một điều vô cùng nó khăn, có thể nói là không thể ngăn chặn được Tuy không thể ngăn chặn được nhưng với sự phát triển của Khoa học Kĩ thuật, hiện nay chúng ta có thể dự đoán được khi nào cơn Sóng thần sẽ ập đến, phạm vi ảnh hưởng của nó, dù khoảng thời gian dự đoán và phát đi khá ngắn nhưng đủ để chúng ta di dời khỏi vùng nguy hiểm đến nơi an toàn, giảm thiểu ít nhất thiệt hại về người Và đó là lý do mà em lựa chọn chủ đề “DỰ BÁO VÀ CẢNH BÁO SÓNG THẦN” nhằm giúp mọi người có cái nhìn rộng hơn về Sóng thần, các công trình chống Sóng thần cũng như là hoạt động của các thiết bị, trung tâm cảnh báo Sóng thần

Sóng thần ập vào Nhật Bản (11/03/2011) Thiệt hại do Sóng thần gây ra

II NỘI DUNG

1 Tìm hiểu về Sóng thần:

1.1 Sóng thần là gì?

Sóng thần là một loạt các đợt sóng liên tiếp, xảy ra khi một khối nước khổng lồ của đại dương bị dịch chuyển một cách đột ngột trên phạm vi lớn

Có thể hiểu đơn giản hơn Sóng thần là những cột nước khổng lồ có thể cao từ hàng chục đến hàng trăm mét khi tiến đến gần bờ và có sức công phá vô cùng khủng khiếp

Về bản chất, Sóng thần cũng giống như những con sóng biển thông thường, tuy nhiên nguyên nhân tạo ra Sóng thần hoàn toàn khác với các con sóng bình thường

1.2 Nguyên nhân hình thành Sóng thần:

Trong khi các cơn sóng mà ta thường thấy ngoài biển chủ yếu được hình thành bởi gió thì một cơn Sóng thần có thể được hình thành bằng nhiều cách khác nhau: + Sóng thần được kích hoạt bởi các hoạt động địa chất mạnh ở dưới đáy đại dương; thông thường là động đất hoặc phun trào núi lửa;

+ Sạc lở bờ biển, lở đất dưới đáy biển khiến cho lượng lớn trầm tích và đá trượt xuống thế chỗ lượng nước;

+ Động đất trên đất liền làm cho lượng đất đá đổ xuống một dòng sông, sông băng hay hồ chứa cũng có thể tạo ra một cơn Sóng thần cao hàng chục mét

+ Va chạm thiên thạch hoặc thử bom hạt nhân tại các vùng biển

1.3 Sự hình thành và Đặc điểm:

*Hình thành:

Khi nguồn năng lượng khổng lồ được giải phóng vào đại dương, nguồn năng lượng này sẽ truyền lên bề mặt làm cho lượng nước trong khu vực đó dịch chuyển và đẩy chúng lên cao hơn mức bình thường Dưới sự tác động của trọng lực, cột nước nhô cao sẽ bị kéo xuống và lấy lại thăng bằng bằng cách tỏa ra theo nhiều hướng trên khắp đại dương ( làm cho Sóng thần ảnh hưởng đến phạm vi rất rộng)

*Đặc điểm:

Sóng thần chứa một năng lượng cực lớn, lan truyền với tốc độ cao

Khi còn ở ngoài khơi, Sóng thần di chuyển với vận tốc của 1 chiếc máy bay phản lực (~800km/h), có chiều cao khá nhỏ ( ~0.5m) nhưng chiều dài cơn sóng lên đến hàng trăm kilomet ( ~ 200km), dẫn đến việc khi tàu thuyền ở xa bờ sẽ khó phát hiện ra nó và thường nghĩ rằng nó là một cơn sóng cồn trải dài

Khi càng tiến gần đến bờ, các con Sóng thần bắt đầu cao lên ( từ vài mét đến hàng trăm mét ), vận tốc Sóng lúc này khoảng 100km/h, tuy vận tốc đã giảm đáng kể nhưng nó sẵn sàng càng quét bất cứ thứ gì trên đường đi của nó

1.4 Dấu hiệu của một cơn Sóng thần:

• Cảm nhận từ một trận động đất

• Các bong bóng chứa khí gas nổi lên mặt nước làm tạo cảm giác như nước đang sôi và có mùi lạ ( mùi trứng thối, mùi xăng, dầu,…)

• Nghe thấy một tiếng nổ lớn: như tiếng nổ của máy bay phản lực Khi sóng đập vào bờ sẽ tạo ra một tiếng gầm rú lớn giống tiếng tàu hỏa đang tới

• Nước biển rút ra khơi một cách lạ thường

• Các hành động bất thường của động vật: chim Hải âu bay ngược ra khơi,…

• Tiếng còi cảnh báo của các cảm biến cảnh báo Sóng thần rú lên

2 Dùng kiến thức đã học để giải thích:

2.1 Về nguyên nhân & sự hình thành:

Cơ chế hình thành một trận Động đất là lượng năng lượng

bị tích tụ lâu ngày tạo thành một điểm khóa, khi không

chịu được nữa sẽ tạo ra sự đứt gãy và giải phóng năng

lượng khổng lồ Dưới đáy biển thì có thể một mảng lục

địa va chạm với mảng đại dương, làm cho một trong 2

mảng bị chuyển động xuống phía dưới mảng còn lại (

mảng lục địa bị chìm xuống dưới), cuối cùng do bị đè nén

lâu ngày, với áp suất quá lớn sẽ khiến 1 mảng bị nhảy giật

lùi lại hoặc nảy lên phía trên và phóng một nguồn năng

lượng khổng lồ vào nước biển Mô phỏng hình thành do Đứt gãy

Sự phun trào núi lửa dưới lòng đại dương sẽ làm

rung chuyển đáy đại dương dẫn đến sự sụp đổ của

một lượng trầm tích, đất đá khổng lồ một cách đột

ngột Các khối đất đá này sẽ chiếm chỗ của một

khối nước vô cùng lớn và một cơn Sóng thần sẽ

được hình thành Điều này có không chỉ xảy ra ở

dưới đại dương mà có thể xảy ra tại một nơi nào

đó trên đất liền “Chuyển động khối” của một

lượng đất đá khổng lồ ở một nơi cao hơn bất ngờ

đổ xuống một con sông hay một hồ chứa có thể

tạo ra một Cột sóng cao hàng trăm mét nhất chìm

mọi thứ xung quanh

Những vụ thử bom hạt nhân hay va chạm thiên

thạch có thể tác động vào chính những điểm yếu,

điểm nóng của vỏ Trái Đất gây ra sự rung chuyển

dữ dội của đáy đại dương và mọi chuyện tiếp diễn

sau đó y như việc hình thành Sóng thần do Động

đất ở đáy đại dương

2.2 Về đặc điểm và dấu hiệu nhận biết:

*Về đặc điểm:

Khi còn ở ngoài khơi, chiều cao của Sóng thần chưa đến 1m (~0.5m):

nguyên nhân là do năng lượng của Sóng thần điều khiển toàn bộ cột nước

và hướng nó xuống đáy biển, tuy vậy tốc độ của Sóng thần phụ thuộc vào độ sâu, tại những nơi có mực nước sâu Sóng thần sẽ di chuyển càng nhanh và ngược lại

Mô phỏng hình thành do Sạt lở

Mô phỏng chiều cao Sóng từ nơi hình thành đến bờ biển

Khi Sóng thần tiến đến gần bờ, độ cao của nó tăng nhanh một cách đáng kể ( từ vài mét đến hàng chục thậm chí là hàng trăm mét): nguyên nhân là do mực nước

nông gần bờ sẽ làm chậm phần phía trước của con sóng trong khi các phần chuyển động nhanh phía sau vẫn đang dồn về ( vận tốc giảm →bước sóng ngắn lại →biên

độ tăng lên), sức ép ngày càng gia tăng đã đẩy những con sóng lên cao tạo thành các cột nước dựng đứng cao hàng chục mét

Mặc dù vận tốc Sóng thần đã giảm đi đáng kể (~800km/h ngoài khơi còn

~100km/h khi tiến đến gần bờ) nhưng sức công phá vẫn vô cùng khủng khiếp

*Về dấu hiệu nhận biết:

Khi một trận động đất xảy ra tại 1 nơi gần bờ biển thì đây là dấu hiện đầu tiên báo hiệu có thể sẽ có một cơn sóng thần kèm theo

Các bọt bong bóng chứa khí gas và mùi lạ: đây

là minh chứng cho việc đã có một sự phun trào

núi lửa dưới đại dương – một trong những

nguyên nhân hình thành Sóng thần ( sản phẩm

của một vụ phun trào núi lửa sẽ kèm theo Hơi

nước, Khí Cacbonit, mùi trứng thối là

HidroSunfide H2S, các loại khí Gas…do các khi

này ít tan trong nước nên sẽ tạo thành bọt khí làm

cho mặt nước như đang sôi)

Chính sự dao động của các cột nước khổng lồ khi đập vào bờ sẽ tạo ra những âm thanh gầm rú lớn

Nước biển đột nhiên rút ra khơi: điều này có thể dễ thấy ở các con sông, khi có 1 con thuyền máy chạy qua, nó sẽ tạo thành 2 làn sóng nhỏ hướng về 2 bên bờ, nếu

ta để ý, trước khi 2 con sóng nhỏ đó đập vào bờ thì mực nước 2 bên sẽ bị hụt xuống một khoảng và sau đó dâng lên cao hơn lúc ban đầu Sóng thần cũng giống như vậy…một con sóng bao gồm bụng sóng và đỉnh sóng, nếu bụng sóng tiến vào trước, nó sẽ kéo một lượng nước về phía nó, đẩy lên trên phần đỉnh sóng và càng làm sóng cao hơn

Hành động bất thường của động vật: có thể giải thích bằng cách khả năng cảm nhận thảm họa của động vật tốt hơn con người

Núi lửa phun trào dươi đại dương

3 Các sự kiện thực tế nổi bậc:

3.1 Cơn ác mộng của Alaska ( Hoa Kì) với cột sóng cao 524m:

Đêm 9/7/1958, một trận động đất mạnh 7,7-8,3

độ Richter đã gây ra một trận lở đất khổng lồ, sau

trận động đất hơn 40 triệu mét khối vật chất ở độ

cao 914m đổ xuống sông băng Lituya ngay lập

tức tạo nên cột sóng cao hơn 30m, do tác động

của của động đất, dư chấn và sạt lở đất khổng lồ

đã tiếp cho con sóng dâng cao đến 524m Cướp

đi hơn 280 sinh mạng Đây là Siêu Sóng thần

không đến từ ngoài khơi đại dương mà được hình

thành ngay trong vùng vịnh kín do sạc lở đất đột

ngột

3.2 Sóng thần ở Ấn Độ Dương – thảm họa thiên nhiên tàng khốc nhất lịch

sử nhân loại:

Chủ nhật, 26/12/2004 một trận động đất mạnh 9.1 độ Richter xảy ra ngoài khơi tỉnh Sumatra của Indonesia đã tạo ra một cơn sóng thần lan tỏa khắp Ấn Độ Dương với những con sóng

cao từ 30-35m cướp đi hơn 225.000 sinh mạng

từ hơn 11 quốc gia, riêng Indonesia con số thương vong lên đến hơn 160.000 người Ngay

cả Quốc đảo SriLanka cách chấn tâm tận 2000km nhưng vẫn bị hơn 100 tỉ tấn nước đổ vào, thậm chí là đến bờ phía Đông của Nam Phi vẫn bị ảnh hưởng

Vịnh Lituya

Chấn động ngoài khơi tỉnh Sumatra

Gif sự lan truyền Sóng thần ở Ấn Độ Dương 2004

Sóng thần ồ ạt tràn vào bờ biển Thái Lan

3.3 Thảm họa kép Động đất – Sóng thần tại Đông bắc Nhật Bản:

Ngày 11/3/2011 một Siêu động đất

mạnh 9.1 độ Richter xảy ra ngoài khơi

vùng Đông bắc Nhật Bản ( làm lệch cả

trục quay của Trái Đất) kéo dài hơn 6

phút đã tạo thành một chuỗi các cơn

Sóng thần liên tiếp cao hơn 40m kéo

vào vùng bờ biển Nhật Bản chỉ sau 5

phút khi Động đất kết thúc, cũng như

lan rộng ra toàn Thái Bình Dương

Thảm họa kép đã cướp đi mạng sống

của 15.893 người và hơn 2500 người

vẫn còn mất tích Cùng với đó là việc

rò rỉ, phát nổ nhà máy điện hạt nhân

Fukushima do ảnh hưởng của Sóng

thần gây nên một thảm họa hạt nhân vô

cùng nghiêm trọng

Đây là bức tường chặn Sóng thần của tỉnh Miyako cao hơn 10m nhưng cũng phải chịu thua trước cơn Sóng thần hung bạo, nguyên nhân là do trận Động đất kinh hoàng đã làm cho bức tường này và toàn bộ khu vực xung quanh lúng xuống gần 1m đã làm cho bức tường trở nên vô dụng trước Sóng thần

Vị trí chấn tâm ngoài khơi Đông bắc Nhật Bản

Gif sự lan truyền Sóng thần khắp Thái Bình Dương

4 Nhận định mở rộng:

Thông qua quá trình tìm hiểu về sự hình thành, đặc điểm và các sự kiện thực tế cùng với những hiểu biết hiện tại có thể thấy rằng Sóng thần dễ xảy ra tại những nơi thường xảy ra động đất hay phun trào núi lửa, nổi bậc trong đó là “VÀNH ĐAI LỬA THÁI BÌNH DƯƠNG”

Những nơi này là RANH GIỚI các mảng kiến tạo, sự chuyển động của các mảng tuy không ảnh hưởng nhiều đến cấu trúc bên trong nhưng gây biến dạng ở các ranh giới mảng làm phát sinh Động đất và Núi lửa

Đặc biệt là ở các ĐỚI HÚT CHÌM diễn ra ở ranh giới HỘI TỤ, sự xô hút mảng chúc xuống quyển mềm của manti đã gây nên động đất làm sụt lở toàn bộ đáy biển của bờ dốc khiến cho khối nước biển khổng lồ hụt xuống đột ngột rồi lại dâng cao

và lan truyền vào bờ

• Ngoài khơi vùng biển Đông bắc Nhật

Bản, tâm chấn Động đất phát sinh Sóng

thần năm 2011 là nơi hội tụ của 3 mảng

kiến tạo ( Á-Âu, Philipin và mảng Thái

Bình Dương) nằm trên ‘Vành đai lửa’

• Ngoài khơi vùng biển của tỉnh

Sumatra-Indonesia, tâm chấn Động đất

phát sinh Sóng thần năm 2004 là nơi

hội tụ của 2 mảng kiến tạo lớn ( Mảng

Á-Âu và mảng Ấn-Úc) cũng nằm trên

‘Vành đai lửa’

Các mảng Kiến tạo

5 Thiệt hại do Sóng thần gây ra:

Hậu quả của mỗi cơn Sóng thần để lại là vô cùng tàng khốc

Trước hết là tính mạng con người: từ những sự kiện thực tế, có thể thấy con số thương vong là rất lớn, từ vài trăm đến vài ngàn thậm chí là hàng trăm ngàn người

Về tài sản: Sóng thần cuốn trôi tất cả mọi thứ trên đường đi của nó, từ xe cộ, nhà cửa, trung tâm thương mại, cầu đường,…theo ước tính tổng thiệt hại do thảm họa Động đất & Sóng thần ở Đông bắc Nhật Bản ( 11/3/2011) là hơn 300 tỷ USD; Tại khu vực Ấn Độ Dương là hơn 10 tỷ USD

*Video những trận Sóng thần khủng khiếp trong lịch sử:

Ấn Độ Dương 26/12/2004: https://youtu.be/EbmTfsWvIcc ( Highlight 2:10)

Nhật Bản 11/3/2011:https://youtu.be/4XvFFfgXwnw ( Highlight 3:14)

ngàn người trong trận Sóng thần năm 2004 ở

Ấn Độ Dương là do dọc theo đường bờ biển

của các nước trong khu vực không có bất kì

cảm biến Sóng thần nào dẫn đến việc con

người bị động trước hiểm họa, không một ai

hay biết về con Sóng thần đang ập đến, đến khi

nhận ra thì đã quá muộn

Ở Nhật Bản, ngay khi sóng xung kích được phát hiện thì vài giây sau những cảnh báo tự động đồng loạt xuất hiện trên khắp nước Nhật, ngay sau đó lần lượt các tỉnh Sendai, Fukushima, Tokyo,… bắt đầu rung động và rồi Sóng thần ập đến Tại Ofutano, chuông cảnh báo Sóng thần đã vang lên, tại Miyako- khu vực phòng chống Sóng thần rất tốt và còi báo động cũng bắt đầu reo Các cảnh báo đã cứu sống rất nhiều người

Qua đó, có thể thấy được mặc dù chúng ta không thể ngăn chặn được một cơn Sóng thần đang ập đến nhưng có thể phát cảnh báo Sóng thần bằng những cảm biến đặt dọc theo đường bờ biển để có thể giảm thiểu thiệt hại về tính mạng con người Vậy các hệ thống DỰ BÁO VÀ CẢNH BÁO SÓNG THẦN hoạt động như thế nào?

Con người bị động trước Sóng thần năm 2004

III DỰ BÁO VÀ CẢNH BÁO SÓNG THẦN

Hệ thống cảnh báo Sóng thần là hệ thống được sử dụng để phát hiện Sóng thần và phát cảnh báo trước đó 1 khoảng thời gian đủ dài để cố gắng ngăn chặn, giảm bớt thiệt hại

Hệ thống được tạo thành từ các trạm quang sát đặt tại các vị trí thích hợp ( có thể trên biển hoặc ven đất liền)

Một trạm quan sát có hai thành phần quan trọng: một mạng lưới các cảm biến và một cơ sở thông tin liên lạc để báo động kịp thời

1 Phương pháp nghiêng cứu hệ thống cảnh báo:

Các nhà khoa học đã dựa vào cơ chế hình thành Sóng thần để tạo nên các hệ thống, cảm biến cảnh báo Sóng thần:

+ Cảm biến địa chấn: Sóng thần chủ yếu phát

sinh từ Động đất dưới đáy đại dương, dựa trên

cơ sở đó mà cảm biến địa chấn là một phần

không thể thiếu Cảm biến địa chấn được gắn

vào nền đất đá và thu nhận Sóng Địa Chấn

+ Cảm biến mực nước biển: dựa vào sự bất

thường của những cơn sóng như bước sóng rất

dài, độ lên xuống mà cảm biến mực nước biển

cũng là một phần quan trọng Được đặt trên

phao nổi ngoài đại dương nhằm xác định các

tham số dao động như Chu kì, Tần số, Năng

lượng của Sóng để xác minh sự tồn tại của một

cơn Sóng thần

+ Ngoài ra, để đảm bảo thông tin chính xác và nhanh nhất, các nhà nghiêng cứu còn tích hợp thêm hệ thống đo áp suất ở dưới đáy biển và máy đo thuỷ triều - quan trắc mực nước biển ở ven bờ