Les caractéristiques hydrologiques des tsunamis dépendent du phénomène les initiant, de la profondeur du plancher océanique et de la morphologie côtière. Les termes utilisés pour décrire les caractéristiques hydrologiques des vagues océaniques sont applicables aux tsunamis. Ainsi, la longueur d’onde désigne la distance entre deux crêtes successives. Elle est en moyenne de 100 m pour les vagues océaniques mais peut dépasser 200 km pour les ondes de tsunami. L’amplitude correspond à la dénivellation entre la crête et le niveau normal de la mer. En pleine mer, elle reste généralement faible (< 1 m). Les ondes de tsunami se propagent en pleine mer à des vitesses de plusieurs centaines de km/h (180 km/h pour le tsunami du 2 septembre 1992 au Nicaragua, 800-900 km/h pour le tsunami du 26 décembre 2004 dans l’Océan Indien).

La vitesse de propagation augmente avec la puissance de l’impulsion initiale (origine du tsunami) et avec la profondeur d’eau, mais diminue avec la rugosité de fond. Les tsunamis sont donc freinés brutalement dès qu’ils atteignent la plate-forme continentale, d’où une augmentation très forte de l’amplitude de la vague au contact avec la côte. Il se produit alors un transfert entre l’énergie cinétique déclinante et l’énergie potentielle grandissante. Des modalités de ce transfert dépendent les caractéristiques du tsunami à la côte, sa propagation dans les terres et sa capacité destructrice.

Propagation de l’onde du tsunami du 26 décembre 2004 dans l’Océan Indien

Crédits: CEA – Direction des application militaires
 http://www-dase.cea.fr/actu/dossiers_scientifiques/2004-12-26/index.html#animation

Diminution de la longueur d’onde et de la vitesse de propagation d’un tsunami en fonction de la profondeur d’eau.

Crédits: Lavigne (Université Paris 1) et Paris, 2006

Les tsunamis sont classés en fonction de leur magnitude, qui correspond à l’énergie totale libérée par le tsunami. Plusieurs échelles de magnitude sont utilisées. Celle introduite par Imamura et développée par Iida (1956) est la plus simple et la plus pratique, mais elle ne prend pas en compte l’extension spatiale des tsunamis. Les six niveaux de magnitude (m) sont calculés à partir du logarithme (en base 2) de la hauteur maximum de la vague principale à la côte (H_max) : m = log₂H_max. Le tsunami du 26 décembre 2004 fut de magnitude 2 au Sri Lanka, en Thaïlande et en Inde et de magnitude 4 sur la côte nord-ouest de Sumatra, située entre 50 et 250 km de l’épicentre.

Run-up maximum atteint par le tsunami du 26 décembre 2004 à Aceh, Sumatra

Crédits: Franck Lavigne - Université Paris 1

Une dernière notion importante en terme de risque concerne le run-up, qui désigne l’altitude maximum atteinte par le tsunami à l’intérieur des terres, sur les falaises ou les versants côtiers. Le run-up maximum mesuré lors du tsunami de l’Océan Indien en 2004 a atteint 51 m au sud de Banda Aceh.