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津波の速度について
- 津波の速度は深度が深いところではジェット機並みの時速数百キロですが、深度の浅いところでは数十キロと遅くなるということです。
- 津波と同じように「水」が流れる川の場合では、深いところではゆっくり流れ、浅いところでは早く流れることがあります。しかし、津波の場合は逆であり、浅いところが早く、深いところは遅いのが一般的です。
- 津波が「波」であるために、波の性質に沿って振る舞うことが理由で、深い場所では波の高さも増えるため、スピードが遅くなるのです。
- sirouto012
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直感的には、空を飛ぶジェット機に例えて 深いところ＝高い空を飛んでいる状態 浅いところ＝地面に足が付く状態 と同じと考えてはどうでしょう？ ジェット機は上空を飛んでいたら時速数百キロで飛べます。でも滑走路に車輪が着いているときは、地面手との間に摩擦があるので、時速数十キロ（もっと速いかな？）に落ちますね。 同じように、動きが自由な水の上を波が伝わるときは速くて、固定された海底の制約を受けるほど浅いところでは遅くなるのだと思います。
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- point41get
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簡単に説明いたします。 津波が流れるとき、海面だけではなく海面～海底まで全層で一斉に同じ速度で流れるとします（これを線形長波近似と呼びます）。このとき海底と海水の摩擦は津波の伝播速度の低下を引き起こします。海水層が浅いほど、海底が津波伝播を邪魔する割合は増えます。なので海が浅いほど、津波の速度は遅くなります。遅くなっても押し寄せる津波の水量は変わらないので、結果として水面が高くなり、津波波高は高くなります。 川の流れと、津波の流れが違うのは、前者は水粒の速度＝川の速度であるのに対し、後者は水粒の速度≠津波の伝搬速度となる「表面波」である点です。なので直感的に理解すると間違ってしまいます。
お礼
point41getさん 非常に解り易く簡潔な説明ありがとうございました。 指摘いただいたことが最終的な結論であるということは、確かに間違いないと思うのですが、もう少し教えていただけませんでしょうか。 「表面波」と言う言葉に反して（？）「海底面」との「摩擦」により伝播速度が極端に違ってくると言うことですが、普通は摩擦があればそこでエネルギーのロスが生じて減衰するのではないでしょうか？ 望むべくは深度の深いところではそのまま高速で伝わってきた津波が、深度が浅くなるにつれて海底との摩擦で減衰し、海岸に到達した頃には胡散霧消している、と言うのが有難いわけですが、まあこれは残念ながらそうならないと言うことが実証されてしまっているのでどうしようもないですね。 通常の波と違って津波は非常に波長が長く、海水の塊が移動して来るようなものなので減衰などしないんでしょうか？
- qaz_qwerty_me
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興味があってGoogleってみましたが、波長が非常に長い(数Km～数十Km)波であることが理由かもしれませんが理論的な式はないですね。 公式としては下記のURLにありますが、深さの１次式で経験則っぽい式しか見つからないです。 URL http://www7.tok2.com/home/he14/12-04tsunami.htm 専門家の簡単な解説を期待したいですね m(_ _)m
お礼
qaz_qwerty_meさん 回答ありがとうございます。 どこを見ても同じ式になっているし、実際にその通り津波が来ているし、式が正しいことに疑問をさしはさむ余地は全くなさそうなんですが、質問に書いたとおり、直感的な感じとは逆の事実が厳然としてあると言うことで疑問が出てきてしまったのです。 それでは「お前は相対性理論が納得いかないのか？」と言われればそうですし、先日聞いた話では「宇宙には我々の周りの物質と正反対の『反物質』の方が多く存在する」とか言うことですが、確かに実感は無い。というか想像すら出来ません。 でもこれらは我々の生活とはかけ離れた次元の事実のことに思えるのですが、津波はそうは行かない（逆に一生別次元で過ごせた方が幸せなんでしょうけど） ホントにどなたか「なるほど！」とひざをたたけるような解説してもらえませんでしょうか？
- kyo-mogu
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まず密度を考えましょう。空気と水とでは音の伝わりがどちらが早いでしょうか？答えは水です。 波は振動ですね。物がぶつかっていく状態です。密度が高いほど伝えていく距離は短いです。 パチンコ玉をぎっしり詰め込んだ箱と隙間だらけの状態で、片方から押し出してすぐに出て行くのはぎっしりと詰まっている方でしょう？隙間だらけだと、その隙間を埋めていく時間遅くなっていきます。 こんな感じで理解出来ましたか？ 当然、ぎっしりと詰まった方は重いですから、力も強いです。
お礼
kyo-moguさん ありがとうございます。 ＞密度を考えましょう。空気と水とでは音の伝わりがどちらが早いでしょうか？ なるほどそれは確かにそうですね。 密度が高ければその方が早く伝わると言うのは理屈に合います。 でも、やっぱり疑問が・・・・ 検索すると空気の秒速３４０ｍに比べ海水は１５１３ｍと早いには早いですが 深度が深いか浅いかでそれと同じくらい変化するんでしょうか？ おっしゃるようにぜんぜん違う媒体を伝播していく波ならそういうことがっても 津波が広がっていくのは全て海水ですよね？ 同じ海水で、そんなに密度が違うんでしょうか？ 深海なら水圧も高いので早く伝わると言われればそんな気もしなくはありませんが、 それにしても時速数百キロのジェット機並みのスピードと 時速数十キロの自転車並みの差が出来るというのは腑に落ちません。
- qaz_qwerty_me
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素人ですが・・・ >津波は「流れ」ではなくて「波」なんだということなんでしょう 地震が断層のズレによって発生する地面の波なので、単純にそれが海水に波の形として伝播したと考えて納得しています
お礼
qaz_qwerty_meさん 早速の回答ありがとうございます。 ＞単純にそれが海水に波の形として伝播したと考えて納得しています 私もそう納得したいのですが、ついつい 「波だというなら、小さいバイオリンは音が高い、すなわち周波数が高く振動が速い。 それに対して背が高くて弦長の長いコントラバスは音が低い、すなわち振動は遅い。 普通に考えれば浅い海はバイオリンで深い海はコントラバスのイメージだよね？ なぜ同じじゃないの？」 と思ってしまいます。 素直じゃないのかな？
お礼
kosuke-cbさん 回答ありがとうございます。 この例えはしっくり来ますね。 私は最初 「深海は非常に高圧で振動が伝わりやすいので早い」 と言うことかと思ったのですが それよりはkosuke-cbさんの例えの方がわかりやすそうな気がします。