海嘯 工程地質(zhì)

大自然的憤怒——海嘯簡(jiǎn)介

水下地震、火山爆發(fā)或水下塌陷和滑坡等大地活動(dòng)都可能引起海嘯。當(dāng)?shù)卣鸢l(fā)生于海底，因震波的動(dòng)力而引起海水劇烈的起伏，形成強(qiáng)大的波浪，向前推進(jìn)，將沿海地帶一一淹沒(méi)的災(zāi)害，稱(chēng)之為海嘯。海嘯在許多西方語(yǔ)言中稱(chēng)為“tsunami”，詞源自日語(yǔ)“津波”，即“港邊的波浪”（“津”即“港”）。這也顯示出了日本是一個(gè)經(jīng)常遭受海嘯襲擊的國(guó)家。目前，人類(lèi)對(duì)地震、火山、海嘯等突如其來(lái)的災(zāi)變，只能通過(guò)觀察、預(yù)測(cè)來(lái)預(yù)防或減少它們所造成的損失，但還不能阻止它們的發(fā)生。

海嘯通常由震源在海底下50千米以?xún)?nèi)、里氏地震規(guī)模6.5以上的海底地震引起。海嘯波長(zhǎng)比海洋的最大深度還要大，在海底附近傳播也沒(méi)受多大阻滯，不管海洋深度如何，波都可以傳播過(guò)去，海嘯在海洋的傳播速度大約每小時(shí)五百到一千公里，而相鄰兩個(gè)浪頭的距離也可能遠(yuǎn)達(dá)500到650公里，當(dāng)海嘯波進(jìn)入陸棚后，由于深度變淺，波高突然增大，它的這種波浪運(yùn)動(dòng)所卷起的海濤，波高可達(dá)數(shù)十米，并形成“水墻”。由地震引起的波動(dòng)與海面上的海浪不同，一般海浪只在一定深度的水層波動(dòng)，而地震所引起的水體波動(dòng)是從海面到海底整個(gè)水層的起伏。此外，海底火山爆發(fā)，土崩及人為的水底核爆也能造成海嘯。此外，隕石撞擊也會(huì)造成海嘯，“水墻”可達(dá)百尺。而且隕石造成的海嘯在任何水域也有機(jī)會(huì)發(fā)生，不一定在地震帶。不過(guò)隕石造成的海嘯可能千年才會(huì)發(fā)生一次。

海嘯同風(fēng)產(chǎn)生的浪或潮是有很大差異的。微風(fēng)吹過(guò)海洋，泛起相對(duì)較短的波浪．相應(yīng)產(chǎn)生的水流僅限于淺層水體。猛烈的大風(fēng)能夠在遼闊的海洋卷起高度3米以上的海浪，但也不能撼動(dòng)深處的水。而潮汐[1]每天席卷全球兩次．它產(chǎn)生的海流跟海嘯一樣能深入海洋底部，但是海嘯并非由月亮或太陽(yáng)的引力引起，它由海下地震推動(dòng)所產(chǎn)生，或由火山爆發(fā)、隕星撞擊、或水下滑坡所產(chǎn)生。海嘯波浪在深海的速度能夠超過(guò)每小時(shí)700千米，可輕松地與波音747飛機(jī)保持同步。雖然速度快．但海嘯在深水中海嘯并不危險(xiǎn)，低于幾米的一次單個(gè)波浪在開(kāi)闊的海洋中其長(zhǎng)度可超過(guò)750千米這種作用產(chǎn)生的海表傾斜如此之細(xì)微，以致這種波浪通常在深水中不經(jīng)意間就過(guò)去了。海嘯是靜悄悄地不知不覺(jué)地通過(guò)海洋，然而如果出乎意料地在淺水中它會(huì)達(dá)到災(zāi)難性的高度．海嘯是一種具有強(qiáng)大破壞力的海浪。水下地震、火山爆發(fā)或水下塌陷和滑坡等大地活動(dòng)都可能引起海嘯。地震發(fā)生時(shí)，海底地層發(fā)生斷裂，部分地層出現(xiàn)猛然上升或者下沉，由此造成從海底到海面的整個(gè)水層發(fā)生劇烈“抖動(dòng)”。這種“抖動(dòng)”與平常所見(jiàn)到的海浪大不一樣。海浪一般只在海面附近起伏，涉及的深度不大，波動(dòng)的振幅隨水深衰減很快。地震引起的海水“抖動(dòng)”則是從海底到海面整個(gè)水體的波動(dòng)，其中所含的能量驚人。海嘯時(shí)掀起的狂濤駭浪，高度可達(dá)10多米至幾十米不等，形成“水墻”。另外，海嘯波長(zhǎng)很大，可以傳播幾千公里而能量損失很小。由于以上原因，如果海嘯到達(dá)岸邊，“水墻”就會(huì)沖上陸地，對(duì)人類(lèi)生命和財(cái)產(chǎn)造成嚴(yán)重威脅。海嘯係指海上之長(zhǎng)浪從發(fā)生地區(qū)由內(nèi)而外，向各個(gè)方向傳播，其速度視海洋深度而定，計(jì)算公下：

h：海洋深度g：重力加速度

一般在深而廣闊之海洋，其傳播速度約每小時(shí)500至1,000公里，浪高也許不超過(guò)30至60公分，不致引起海面船隻之注意。當(dāng)其接近沿岸時(shí)，受到海岸及海底地形之影響，波浪前進(jìn)速率減小而造成堆積現(xiàn)象使浪高大為增加，造成沿岸地區(qū)重大的破壞及生命財(cái)產(chǎn)的損失。

海嘯后的慘狀——利智印尼蘇門(mén)答臘島附近海域于2004年12月26日發(fā)生的強(qiáng)烈地震引發(fā)的印度洋巨大海嘯，吞噬了15萬(wàn)多人的生命，讓人類(lèi)再次感到海嘯的恐怖。海嘯由地震引起海底隆起和下陷所致。海底突然變形，致使從海底到海面的海水整體發(fā)生大的涌動(dòng)，形成海嘯襲擊沿岸地區(qū)。由于海嘯是海水整體移動(dòng)，因而和通常的大浪相比破壞力要大得多。受臺(tái)風(fēng)和低氣壓的影響，海面會(huì)掀起巨浪，雖然有時(shí)高達(dá)數(shù)米，但浪幅有限，由數(shù)米到數(shù)百米，因此沖擊岸邊的海水量也有限。而海嘯就不同了，雖然海嘯在遙遠(yuǎn)的海面只有數(shù)厘米至數(shù)米高，但由于海面隆起的范圍大，有時(shí)海嘯的寬幅達(dá)數(shù)百公里，這種巨大的“水塊”產(chǎn)生的破壞力非常巨大，嚴(yán)重危害岸上的建筑物和人的生命。據(jù)日本秋田大學(xué)副教授松富英夫調(diào)查，這次印度洋大海嘯在泰國(guó)沿岸把一艘５０噸重的船從海邊推到岸上１．２公里遠(yuǎn)的地方。從有關(guān)數(shù)據(jù)來(lái)看，海嘯高達(dá)２米，木制房屋會(huì)瞬間遭到破壞；海嘯高達(dá)２０米以上，鋼筋水泥建筑物也難以招架海嘯的分類(lèi)海嘯可分為4種類(lèi)型。即由氣象變化引起的風(fēng)暴潮、火山爆發(fā)引起的火山海嘯、海底滑坡引起的滑坡海嘯和海底地震引起的地震海嘯。中國(guó)地震局提供的材料說(shuō)，地震海嘯是海底發(fā)生地震時(shí)，海底地形急劇升降變動(dòng)引起海水強(qiáng)烈擾動(dòng)。其機(jī)制有兩種形式：“下降型”海嘯和“隆起型”海嘯。“下降型”海嘯：某些構(gòu)造地震引起海底地殼大范圍的急劇下降，海水首先向突然錯(cuò)動(dòng)下陷的空間涌去，并在其上方出現(xiàn)海水大規(guī)模積聚，當(dāng)涌進(jìn)的海水在海底遇到阻力后，即翻回海面產(chǎn)生壓縮波，形成長(zhǎng)波大浪，并向四周傳播與擴(kuò)散，這種下降型的海底地殼運(yùn)動(dòng)形成的海嘯在海岸首先表現(xiàn)為異常的退潮現(xiàn)象。1960年智利地震海嘯就屬于此種類(lèi)型。

“隆起型”海嘯：某些構(gòu)造地震引起海底地殼大范圍的急劇上升，海水也隨著隆起區(qū)一起抬升，并在隆起區(qū)域上方出現(xiàn)大規(guī)模的海水積聚，在重力作用下，海水必須保持一個(gè)等勢(shì)面以達(dá)到相對(duì)平衡，于是海水從波源區(qū)向四周擴(kuò)散，形成洶涌巨浪。這種隆起型的海底地殼運(yùn)動(dòng)形成的海嘯波在海岸首先表現(xiàn)為異常的漲潮現(xiàn)象。1983年5月26日，中日本海7．7級(jí)地震引起的海嘯屬于此種類(lèi)型海嘯的預(yù)警海嘯預(yù)警的物理基礎(chǔ)在大地震之后如何迅速地、正確地判斷該地震是否會(huì)激發(fā)海嘯，這仍然是個(gè)懸而未決的科學(xué)問(wèn)題。盡管如此，根據(jù)目前的認(rèn)識(shí)水平，仍可通過(guò)海嘯預(yù)警為預(yù)防和減輕海嘯災(zāi)害做出一定的貢獻(xiàn)。海嘯預(yù)警的物理基礎(chǔ)在于地震波傳播速度比海嘯的傳播速度快。地震縱波即P波的傳播速度約為6～7千米/秒，比海嘯的傳播速度要快20～30倍，所以在遠(yuǎn)處，地震波要比海嘯早到達(dá)數(shù)十分鐘乃至數(shù)小時(shí)，具體數(shù)值取決于震中距和地震波與海嘯的傳播速度。例如，當(dāng)震中距為1000千米時(shí)，地震縱波大約2.5分鐘就可到達(dá)，而海嘯則要走大約1個(gè)多小時(shí)；1960年智利特大地震激發(fā)的特大海嘯22小時(shí)后才到達(dá)日本海岸。如能利用地震波傳播速度與海嘯傳播速度的差別造成的時(shí)間差分析地震波資料，快速地、準(zhǔn)確地測(cè)定出地震參數(shù)，并與預(yù)先布設(shè)在可能產(chǎn)生海嘯的海域中的壓強(qiáng)計(jì)（不但應(yīng)當(dāng)有布設(shè)在海面上的壓強(qiáng)計(jì)，更應(yīng)當(dāng)有安置在海底的壓強(qiáng)計(jì)）的記錄相配合，就有可能做出該地震是否激發(fā)了海嘯、海嘯的規(guī)模有多大的判斷。然后，根據(jù)實(shí)測(cè)水深圖、海底地形圖及可能遭受海嘯襲擊的海岸地區(qū)的地形地貌特征等相關(guān)資料，模擬計(jì)算海嘯到達(dá)海岸的時(shí)間及強(qiáng)度，運(yùn)用諸如衛(wèi)星、遙感、干涉衛(wèi)星孔徑雷達(dá)等空間技術(shù)監(jiān)測(cè)海嘯在海域中傳播的進(jìn)程、采用現(xiàn)代信息技術(shù)將海嘯預(yù)警信息及時(shí)傳送給可能遭受海嘯襲擊的沿海地區(qū)的居民，并在可能遭受海嘯襲擊的沿海地區(qū)，開(kāi)展有關(guān)預(yù)防和減輕海嘯災(zāi)害的科技知識(shí)的宣傳、教育、普及以及應(yīng)對(duì)海嘯災(zāi)害的訓(xùn)練和演習(xí)。這樣，就有希望在海嘯襲擊時(shí)，拯救成千上萬(wàn)生命和避免大量的財(cái)產(chǎn)損失。

海嘯預(yù)警具有可靠的物理基礎(chǔ)，它不但在理論上是成立的，實(shí)際上也是可行的，并且已經(jīng)有了成功的范例。例如，1946年，海嘯給夏威夷的“曦嶁”(Hilo)市造成了嚴(yán)重的人員傷亡和財(cái)產(chǎn)損失。于是，1948年便在夏威夷便建立了太平洋海嘯預(yù)警中心，從而有效避免了在那以后的海嘯可能造成的損失。倘若印度洋沿岸各國(guó)在2004年印度洋特大海嘯之前，能與太平洋沿岸國(guó)家一樣建立起海嘯預(yù)警系統(tǒng)，那么這次蘇門(mén)答臘%A3%AD安達(dá)曼特大地震引起的印度洋特大海嘯，決不致造成如此巨大的人員傷亡和財(cái)產(chǎn)損失。以上所述的海嘯預(yù)警對(duì)于“遠(yuǎn)洋海嘯”比較有效。但是，對(duì)于“近海海嘯”（亦稱(chēng)“本地海嘯”）即激發(fā)海嘯的海底地震離海岸很近，例如只有幾十至數(shù)百千米的海嘯，由于地震波傳播速度與海嘯傳播速度的差別造成的時(shí)間差只有幾分鐘至幾十分鐘，海嘯早期預(yù)警就比較難于奏效。為了在大地震之后能夠迅速地、正確地判斷該地震是否激發(fā)海嘯，減少誤判與虛報(bào)、特別是“近海海嘯”預(yù)警的誤判與虛報(bào)以提高海嘯預(yù)警的水平，必須加強(qiáng)對(duì)海嘯物理的研究。記錄我國(guó)學(xué)者發(fā)現(xiàn)，在公元前47年(即西漢初元仁年)和公元173年(東漢熹平二年)，我國(guó)就記載了萊州灣和山東黃縣海嘯。這些記載曾被國(guó)外學(xué)者廣泛引用，并認(rèn)為是世界上最早的兩次海嘯記載全球的海嘯發(fā)生區(qū)大致與地震帶一致。全球有記載的破壞性海嘯大約有260次左右，平均大約六、七年發(fā)生一次。發(fā)生在環(huán)太平洋地區(qū)的地震海嘯就占了約80%。而日本列島及附近海域的地震又占太平洋地震海嘯的60%左右，日本是全球發(fā)生地震海嘯并且受害最深的國(guó)家。最近造成較大規(guī)模的海嘯據(jù)英國(guó)路透社消息，日本東北部海岸2011年3月11日下午14：46分（北京時(shí)間13:46分）遭強(qiáng)震襲擊，初步估計(jì)震級(jí)達(dá)到里氏8.8級(jí),后再次于3月13日修改為里氏9.0級(jí)。震區(qū)目擊者表示，這可能是20多年來(lái)，日本遇到的震級(jí)最高的地震。此外，還有目擊者說(shuō)，地震引起東京多處建筑物搖晃，并造成“多人受傷”，至少一棟建筑物著火，并引發(fā)10米高的海嘯。

一片狼藉

2004年12月26日于印尼的蘇門(mén)達(dá)臘外海發(fā)生芮氏地震9級(jí)海底地震。海嘯襲擊斯里蘭卡、印度、泰國(guó)、印尼、馬來(lái)西亞、孟加拉、馬爾代夫、緬甸和非洲東岸等國(guó)，造成三十余萬(wàn)人喪生。準(zhǔn)確死亡數(shù)字已無(wú)法統(tǒng)計(jì)。參見(jiàn)2004年印度洋大地震。

1998年7月兩個(gè)7.0級(jí)的海底地震，造成巴布亞新幾內(nèi)亞約2100人喪生。

1992年9月尼加拉瓜發(fā)生海嘯。

1883年8月25日荷屬東印度群島上火山爆發(fā)，引起的海嘯，使三萬(wàn)六千人死亡。嘯源位置日期浪高（米）受害地區(qū)死亡人數(shù)備注

加拿大溫哥華島1700年1月26日？北加州至溫哥華島、日本？

葡萄牙

1755年11月1日16歐洲西部、摩洛哥和西印度群島60，000

琉球群島

1771年4月24日85琉球群島11，941

巽他海峽

1883年8月26日35爪哇和蘇門(mén)答臘36，000日本三陸1896年30日本27，122

阿留申群島

1946年4月1日32阿留申群島、夏威夷和加州165智利1960年5月22日25智利、夏威夷和日本1，260

阿拉斯加

1964年3月27日32阿拉斯加、阿留申群島和加州？

西里伯斯海

1976年8月16日30

菲律賓群島

5，000蘇門(mén)答臘西北外海2004年12月26日？印度洋30萬(wàn)以上海嘯

百余年來(lái)最大的幾次海嘯：▲１８８３年，印尼喀拉喀托火山爆發(fā)，引發(fā)海嘯，使印尼蘇門(mén)答臘和爪哇島受災(zāi)，３．６萬(wàn)人死亡。▲１８９６年，日本發(fā)生７．６級(jí)地震，地震引發(fā)的海嘯造成２萬(wàn)多人死亡?！保梗埃赌辏鐐惐葋喐浇Ｓ虬l(fā)生地震，海嘯使哥倫比亞、厄瓜多爾一些城市受災(zāi)?！保梗叮澳辏R近智利中南部的太平洋海底發(fā)生９．５級(jí)地震（有始以來(lái)最強(qiáng)烈的地震），并引發(fā)歷史上最大的海嘯，波及整個(gè)太平洋沿岸國(guó)家，造成數(shù)萬(wàn)人死亡，就連遠(yuǎn)在太平洋西邊的日本和俄羅斯也有數(shù)百人遇難?！保梗梗材曛粒保梗梗衬旯玻保皞€(gè)月里，太平洋發(fā)生３次海嘯，共２５００多人喪生?！?011年3月11日，日本發(fā)生9.0級(jí)地震，引發(fā)巨大海嘯，環(huán)太平洋國(guó)家受災(zāi)。(日本官方修正為9.0級(jí)地震)海嘯自救要是人們旅游出行時(shí)遇到海嘯該怎么辦？救生錦囊：海上船只聽(tīng)到海嘯預(yù)警后千萬(wàn)別急著“回巢”。

海嘯中如何逃生(一)

一、地震是海嘯最明顯的前兆。如果你感覺(jué)到較強(qiáng)的震動(dòng)，不要靠近海邊、江河的入?？凇Ｈ绻?tīng)到有關(guān)附近地震的報(bào)告，要做好防海嘯的準(zhǔn)備，注意電視和廣播新聞。要記住，海嘯有時(shí)會(huì)在地震發(fā)生幾小時(shí)后到達(dá)離震源上千公里遠(yuǎn)的地方。二、海上船只聽(tīng)到海嘯預(yù)警后應(yīng)該避免返回港灣，海嘯在海港中造成的落差和湍流非常危險(xiǎn)。如果有足夠時(shí)間，船主應(yīng)該在海嘯到來(lái)前把船開(kāi)到開(kāi)闊海面。如果沒(méi)有時(shí)間開(kāi)出海港，所有人都要撤離停泊在海港里的船只。三、海嘯登陸時(shí)海水往往明顯升高或降低，如果你看到海面后退速度異?？?，立刻撤離到內(nèi)陸地勢(shì)較高的地方。四、每個(gè)人都應(yīng)該有一個(gè)急救包，里面應(yīng)該有足夠72小時(shí)用的藥物、飲用水和其他必需品。這一點(diǎn)適用于海嘯、地震和一切突發(fā)災(zāi)害。海