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Raouf Hamouda, Emmanuel Audusse, Jacques Sainte-Marie (Developers). Project Numerical Analysis for Geophysics and Environment (Organisation). Institutional support by CEREMA - Compiegne Research Center, UPMC - University Pierre et Marie Curie (Paris), INRIA - Rocquencourt Research Center, France.

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쓰나미(Tsunami) 혹은 지진해일은 바다에서 일어나 해안에 충돌하는 거대한 파도입니다. 많은 쓰나미들은 해저 지형이 급격하게 변하는 지진에 의해 일어납니다. 이 전시물은 쓰나미를 수학적으로 모델링하는 방법을 설명하고, 역사적이었던 쓰나미 재앙들의 시뮬레이션을 보여줍니다.

쓰나미 파도의 높이는 원인이 되었던 지진의 규모에 복잡하게 영향을 받습니다. 지진이 일어나는 지각판의 속도, 가속, 변위와 크기 등이 파도의 높이와 초기 속도에 영향을 줍니다. 파도가 대양을 건너 이동하는 동안에는 바다의 깊이에 따라서 속도와 높이가 변하게 되고, 마지막으로 파도가 해안선을 강타할 때는 해저 지형의 경사와 모양과 해안선에 따라 모양이 상당히 변형됩니다.
 
수학적 모형을 만든다고 할 때 설정해야 할 변수는 각각의 지점에서의 파도의 높이와 유속이 됩니다. 이를 계산하기 위할 초기조건은 각각의 점에서의 수심과 지진으로 일어난 해저 지형의 변형 정보일 것입니다. 데이터에 따라 변수가 결정되는 관계는 편미분방정식의 계인 Saint-Venant 방정식 또는 천수(淺水)방정식으로 나타납니다. 이들을 직접적으로(explicit) 풀 수는 없지만, 수치해석 알고리즘들을 사용해 해를 정확히 근사할 수 있고 이로서 쓰나미의 시뮬레이션을 비교적 정확히 얻을 수 있습니다.
 
이 전시물은 이런 방법들을 사용하여 역사적인 거대 쓰나미들의 시뮬레이션을 보여줍니다. 보여 주는 사례는 365년 크레타(Crete), 1755년 리스본, 2004년 수마트라, 2011년 일본에서 일어난 쓰나미 등이 있습니다. 이런 시뮬레이션들은 사료와 역사적 서술을 최대한 이용해서 구축하였고, 보다 최근 사례들의 경우는 실제 측정값과 대조해서 모델의 타당성을 평가할 수 있습니다. 보통 지진과 쓰나미를 예측하는 것은 힘들지만, 활성 지진대에서의 측량 데이터와 이러한 시뮬레이션을 활용하면 인구 밀집 지역에서 쓰나미 피해를 줄이는 데 도움이 될 것입니다. 쓰나미 발생 시 피해 지역의 현실적 시나리오들은 이를 대비한 안전한 인프라 구축에 이용될 수도 있을 것입니다.

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