Спутник поймал цунами мощнейшего землетрясения — снимки раскрыли структуру волны, которой не должно было быть

SWOT впервые показал внутреннюю структуру цунами по данным нового анализа

29 июля 2025 года одно из самых мощных землетрясений десятилетия — магнитудой 8,8 — произошло в зоне субдукции Курильско-Камчатского региона. Сильное смещение морского дна мгновенно породило масштабное цунами, разошедшееся по Тихому океану. В этот момент над районом прошёл спутник SWOT, и его датчики зафиксировали беспрецедентные данные о внутренней структуре волны. Это событие стало редким природным экспериментом. Об этом сообщают авторы нового анализа спутниковых наблюдений.

Как спутник впервые увидел внутреннюю структуру цунами

SWOT — совместный проект NASA и CNES — обычно предназначен для исследования поверхностных вод Земли. Однако его пролёт над районом цунами стал уникальным совпадением. В отличие от традиционных спутников, которые фиксируют лишь узкую линию морской поверхности, SWOT собирает данные о широкой полосе шириной примерно 75 миль. Это позволило увидеть цунами не как один гребень, а как сложный набор волн, переплетающихся на сотни миль.

Ведущий автор работы Анхель Руис-Ангуло отметил:

"Я думаю о SWOT-данных как о новой паре очков", — сказал Анхель Руис-Ангуло. "Раньше с DART мы могли видеть цунами только в определенных точках на просторах океана".
"Раньше были и другие спутники, но они видят только тонкую линию через цунами в лучшем случае. Теперь, с SWOT, мы можем захватить полосу шириной около 120 километров (75 миль) с беспрецедентными данными с высоким разрешением о поверхности моря".

Традиционно учёные зависели от редких глубоководных буев DART, которые фиксируют данные только в одной точке. SWOT впервые позволил увидеть пространственную организацию цунами в развернутом виде.

Цунами, которое нарушило привычные правила

По классической теории, гигантские цунами распространяются как мелководные волны: их длина превышает глубину океана, поэтому они движутся в виде почти недисперсионного пакета. Это означает, что волны сохраняют форму и не разделяются на компоненты.

Однако спутник показал иную картину. На изображениях было видно множество структур, напоминающих переплетённые волновые пучки. Руис-Ангуло отметил:

"Данные SWOT для этого события бросили вызов идее о том, что большие цунами неразгонены", — сказал Руис-Ангуло.

Когда команда запустила модели, учитывающие дисперсию, результаты оказались значительно ближе к спутниковым наблюдениям, чем традиционные недисперсионные сценарии. Это открытие важно для прогнозирования последствий цунами у берега. Дисперсия может перераспределять энергию между передними и задними гребнями, влияя на высоту и время прибытия волны.

Учёные подчёркивают необходимость пересмотра моделей. Если дисперсионная компонента оказывает влияние, которое раньше недооценивалось, то расчёты потенциального ущерба на побережье могут требовать корректировки.

Что случилось при повторном анализе данных

Чтобы точнее определить структуру события, исследователи совместили спутниковую полосу SWOT и записи нескольких буев DART. Два датчика показали расхождение со стандартными прогнозами: один зафиксировал прибытие цунами раньше ожиданий, другой — позже.

Используя инверсионный метод, который совмещает сейсмические данные и колебания уровня моря, учёные пересмотрели параметры разрыва. Итог: зона смещения оказалась длиннее, чем предполагалось. Она простиралась на 400 километров, а не на 300.

Соавтор Диего Мелгар подчёркивает важность такого подхода:

"С момента землетрясения 2011 года магнитудой 9,0 в Японии мы поняли, что данные о цунами содержат действительно ценную информацию для ограничения неглубокого проскальзывания", — сказал Диего Мелгар.
"Но, как показано здесь еще раз, очень важно, чтобы мы смешивали как можно больше типов данных".

Таким образом, сочетание спутниковых наблюдений, данных буев, сейсмических методов и геодезии даёт более точную картину происходящего.

Исторический контекст и значение для предупреждений

Курило-Камчатская зона неоднократно создаёт разрушительные цунами. Например, событие 1952 года стало стимулом к созданию современной системы оповещения в Тихом океане. Доступ к данным SWOT теперь дополняет этот набор инструментов новыми возможностями.

Если аналогичные наблюдения удастся получать оперативно, специалисты смогут проверять и корректировать прогнозы в реальном времени. Это особенно важно, если дисперсия действительно играет роль в увеличении опасности ближе к побережью.

Руис-Ангуло объяснил:

"При некоторой удаче, возможно, однажды такие результаты, как наш, могут быть использованы, чтобы обосновать, почему эти спутниковые наблюдения необходимы для реального или почти реального прогнозирования времени", — сказал Руис-Ангуло.

Переломный момент в моделировании цунами

Исследование делает три ключевых вывода. Во-первых, спутники высокого разрешения выявляют внутреннюю структуру волны, а не просто её амплитуду. Во-вторых, дисперсионные процессы заметно влияют на распространение энергии, что может менять расчёты высоты и срока прибытия цунами. В-третьих, объединение спутниковых данных, буев DART, сейсмических и геодезических измерений формирует более точные модели.

Это ставит перед специалистами задачу обновления физики расчётов и создания систем, которые объединяют доступные источники данных в единую систему предупреждения.

Сравнение: традиционные методы и новый подход SWOT

Буи DART
Фиксируют данные в точечных местах, дают временной ряд, но не показывают spatial-картину.
Классические спутники
Регистрируют узкие линии через океан, редко попадая в нужный момент.
SWOT
Делает широкие полосы высокого разрешения, показывая структуру цунами в деталях.

Сравнение показывает, что SWOT стал первым инструментом, позволяющим увидеть цунами как многослойное явление в открытом океане.

Плюсы и минусы использования спутниковой альтиметрии для цунами

Преимущества:

высокая детализация пространственной структуры;
возможность уточнять модели источника;
улучшенная проверка прогнозов;
новый тип данных для объединённого анализа.

Ограничения:

спутник должен оказаться над зоной события в нужный момент;
обработка данных занимает время;
метод требует сочетания с другими источниками;
пока не может заменить DART, а лишь дополняет.

Такой баланс подчёркивает: будущее систем предупреждения — в комбинации методов.

Советы по улучшению глобального моделирования цунами

Интегрировать спутниковые данные высокого разрешения в существующие системы предупреждений.
Обновлять модели, учитывая дисперсионные эффекты.
Расширять сеть буев DART для повышения точности временных рядов.
Объединять геодезические, сейсмические и океанографические данные в единую платформу.

Эти шаги позволяют строить более надёжные и современные прогнозы.