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海啸的成因与海啸对策
文章来源:泉州市 发布日期:[2016-10-09] 阅读人次:100 【字体:

  一、海啸是具有强大破坏力的巨浪  

  2011年3月11日当地时间14点46分在日本东北地方的三陆海域发生了9级巨大地震。由于这次地震影响的范围极广,因此日本气象厅为这次地震命名为“2011年日本东北地方太平洋海域地震”。地震引发了巨大的海啸,海啸在当地时间15点34分袭击日本仙台湾,继后又直接袭击了日本东北的岩手、宫城、福岛和茨城4县的沿岸地区,15点50分到达相马的最大波高达7.3米。凶猛的海啸卷起了日本东北海岸的船只、车辆和货柜,挟带着土石的混浊海水冲进陆地,淹没房屋和农田,毫不留情地吞噬所及的人和物。昔日美丽的海滨城市,顷刻间变得满目苍痍。据日本媒体的估计,这次地震和海啸造成的死亡和失踪的人数将超过1800人。  

  人们还清楚地记得2004年的印度洋海啸。2004年12月26日于印尼的苏门达腊外海发生了9.1级海底地震,引发了巨大的海啸。海啸袭击了斯里兰卡、印度、泰国、印尼、马来西亚、孟加拉、马尔代夫、缅甸和非洲东岸等国,数米高的海浪席卷沿岸乡镇,吞噬了的22万人的生命。在泰国沿岸甚至把一艘50吨重的船从海边推到岸上1.2公里远的地方。  

  这次日本东北地方太平洋海域地震引发的海啸,再一次让人们看到了海啸这种灾难性的海浪的巨大破坏力。从有关数据来看,如果海啸高达2米,木制房屋会瞬间遭到破坏,如果海啸高达20米以上,钢筋水泥建筑物也难以招架。全球有记载的破坏性海啸大约有260次左右。发生在环太平洋地区的地震海啸就占了约80%。而日本列岛及附近海域的地震海啸又占太平洋地震海啸的60%左右,特别是本州的东北部和北海道的太平洋沿岸经受海啸的次数最多。因此,日本是全球受海啸灾害最深的国家。西方语言中的海啸(Tsunami)一词就源于日语的“津波”。近一百多年间由于海底地震引发,造成万人以上死亡的海啸还有:1896年在日本东北的三陆海域发生7.6级的地震,地震本身并没有造成很大的灾害,但30分钟后海啸袭击了岩手、青森、宫城等县和北海道,造成了2万2千人死亡;以及1960年,智利中南部的太平洋海底发生9.5级地震(有始以来最强烈的地震),并引发历史上最大的海啸,巨浪波及整个太平洋沿岸国家,造成数万人死亡,就连远在太平洋西边的日本和俄罗斯也有数百人遇难。  

   

  二、海啸的发生和传播  

  海底地震、海底火山喷发或水下塌陷和滑坡等都会引起海底大范围的隆起和沉降。海底的上下运动,会引起海面的巨大波动,形成巨浪向四面八方传播,这就是海啸。绝大多数海啸是由海底地震引发的。当海底发生深度小于50公里,震级大于6.5级,断层具有较大的垂直运动的地震时,海底地壳急剧的垂直变动,就可能引发大的海啸。  

  海啸传播的速度比地震波传播的速度慢得多,传播速度与传播海域的水深成正比。在水深5000米的外海,传播速度可达每小时800公里,在水深500米的海中,传播速度为每小时250公里,而在海岸线附近10米深的浅水区,传播速度约为每小时36公里。一旦海啸进入大陆架,海深变浅,随着传播速度急剧变慢,后面的海浪推挤前面的波浪,使得海浪的波长变短,波高骤增,甚至可达20至30米,这种巨浪上岸后可以带来毁灭性的灾害。海洋沿岸的地形对于海啸波高的影响也十分显著,在海岬的尖端处和V字形海湾的深处,由于海啸能量在那里集中,会形成特大的波浪。另一方面,由于海浪可以多次反射,波浪通过多次迭加,可以形成更高的波浪,因此最初到达的波浪(第一波)并不一定是最大的,要警惕后面可能有更大的波浪。受到地震机制、传播路径和海岸地形的影响,首先到达海岸的巨浪有的是波峰,有的是波谷。这次日本东北地方太平洋海域地震引起的海啸,在震源区以南日本列岛的大部分海岸首先到达大都是波峰,但在震源区以北的本州岛北部和北海道的东侧沿岸,很多是波谷首先到达。在波谷首先到达情况下,海潮先是突然快速退到离海岸线很远的地方,然后巨浪的波峰才到达。由于海啸波的波长很大,因此波谷登陆后,要隔开相当一段时间,波峰才能抵达。   

   

  三、海啸的预测和警报  

  尽管海底火山喷发和海岸崩塌也可能引发海啸,但是绝大多数海啸是由海底地震引起的。因此,要对海啸进行预测,首先要确定地震的位置和大小,然后根据地震的位置和大小,来推定到达海洋沿岸各地的海啸波高和到达时刻。但是大地震经常发生在海岸附近,所以在地震发生后,即使用最先进的计算机马上开始计算,在海啸到达前也不可能对随即发生的海啸进行预测。因此,通常是预先设定可能发生海啸的地震断层的参数,这些参数包括断层的水平位置和深度、断层的大小、断层的走向和倾向以及断层滑动方向和大小。然后根据海啸传播海域的海底地形和沿岸的地形,通过数值模拟得到预先设定的预报区的海啸波高和到达时间,并将数值模拟的结果储存在海啸预测数据库中。当地震发生时,只要根据发生地震的位置和大小,从海啸预测数据库中,立即可以检索出与此相对应的海啸的预测结果,也即各预报区的预测的海啸波高和到达时间。根据预测的结果就可以迅速发出对于海洋沿岸各预报区的海啸警报。  

  太平洋海啸预警中心是目前全球唯一的多国海啸预警系统,位于夏威夷檀香山附近,1965年成立,中国在1983年加入太平洋海啸预警中心,目前包括中国、日本、澳大利亚等环绕太平洋的26个国家都参与其中。太平洋海啸预警中心的主要职能是:收集太平洋海盆的地震波和海潮监测站探测到的信息,交换各国情报,评估能引发海啸的地震并发布海啸警报。如果地震发生在太平洋盆地内或附近,并且强度在6.5级(含)以上但在7.5级(含)以下(阿留申群岛为7级),则向预警系统有关各方发出海啸信息公告。如果地震强度超过7.5级(阿留申群岛为7级以上) ,则发出海啸预警或监视公告,警告有关各方注意发生海啸的可能性。在中国,负责发布海啸预报警报的部门是国家海洋局下属的国家海洋预报台,当中国周边的海域发生大海啸时,国家海洋预报台将会立即发布海啸预警。   

  四、海啸的观测和海啸对策  

在海啸的观测中,经常使用连续记录潮位变化的验潮仪。验潮仪在记录通常的潮汐的同时,也可以记录由海啸引起的潮位变化。第一波的到达时间和初动的特性(是波峰还是波谷)可以用来推断海啸波源区域的形状和地壳变动的状况。最大波高(全振幅)和相对于平常潮高的最大潮高是描述海啸大小的指标。为了采取防灾对策,必须尽快了解海啸袭来时的现状,因此通常采用传输方式将观测资料实时传到观测预报中心。现在也已开发出一些观测海啸的专用仪器。例如,在日本开发出水压式的海啸仪,这种海啸仪附着在海底地震计观测系统上,可以比沿岸的海啸观测仪更早获得海中的海啸观测资料。在日本,这种 水压式的海啸仪已安装在东海和房総半岛的海中,监视和观测外海的海啸。  

  海啸的对策可以分为永久性对策和应急对策。作为永久性的海啸的对策,需要在海岸线上建设防潮堤(防波堤)和避难道路等。例如在这次受到海啸袭击的日本三陆地区沿岸,已经建设了很大的防潮堤和水门,在平时有人和车通过的时候,将通路开启,一旦可能有海啸的时候,立即将通路和水们关闭,以防止海水涌入。海岸的防潮林也可以起到减轻海啸作用。在过去有过大海啸经历的地区,在城市规划阶段,也应该考虑各种海啸对策。例如夏威夷的希罗市把市中心迁到了高处,而在海岸附近建成公园。  

  作为海啸应急对策,沿岸的居民在得到有关部门发出海啸警报后,应该立即从危险地区撤离到安全的高处。因为在海岸线附近,巨浪以每小时数十公里速度向岸上涌来,因此当在海岸边看到海啸波袭来时,依靠快跑已经无法躲避海啸了,在没有其他交通工具的情况下,应尽快到最近的高处躲避。在港湾内的船舶尽可能要驰出港湾到海中,因为海啸不会在深海大洋上造成灾害,正在航行的船只甚至很难察觉这种波动。海啸发生时,越在外海越安全。由于在近震源的海岸地区通常不能及时得到海啸警报,因此在海岸附近一旦感觉到强烈地震,或者发现海水急速地退到海岸很远处时,尽管还没有收到海啸警报,但也有必要马上开始对海啸采取警戒措施。  


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