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海啸

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提示:本条目的主题不是风暴潮
海啸的成因

海啸是一种具有强大破坏力的海浪。当地震发生于海底,因震波的动力而引起海水剧烈的起伏,形成强大的波浪,向前推进,将沿海地带一一淹没的自然现象,称之为海啸。

词源[编辑]

海啸到达海岸
2004年12月26日海啸席卷马尔代夫的马累

海啸在许多西方语言中称为“tsunami”,词源自日语“津波”,即“港边的波浪”(“津”即“”)。这也显示出了日本是一个经常遭受海啸袭击的国家。汉字又称海溢。“tsunami”一词,在1963年的国际科学会议上正式列入国际术语。目前,人类对地震火山、海啸等突如其来的灾变,只能透过观察、预测来预防或减少它们所造成的损失,但还不能阻止它们的发生。

中国最早在汉朝就已有对海啸的纪录,在中国古书记载的海溢海潮溢海吼海唑海沸都是指海啸[1]

特性[编辑]

这是一种波长极长的重力波。若是发生于在近岸浅水海域,波浪因深度渐浅而波高骤增,可造成严重灾害。此波于大洋中传递极快,每秒速度可超过二百米。在地震发生处的波动可能只有0.1米到5米的高度,波长却可能是1500千米。随着水波传到岸边波长会缩短到5千米,高度却可达到50米。

原因[编辑]

海啸到达海岸形成水墙

海啸通常由震源在海底下500千米以内、规模6.0以上的海底地震引起。海啸波长海洋的最大深度还要大,在海底附近传播也没受多大阻滞,不管海洋深度如何,都可以传播过去,海啸在海洋的传播速度大约是每小时五百到一千千米,而相邻两个浪头的距离也可能远达500到650千米,当海啸波进入陆坡后,由于深度变浅,波高突然增大,它的这种波浪运动所卷起的海涛,波高可达数十米,并形成“水墙”。由地震引起的波动与海面上的海浪不同,一般海浪只在一定深度的水层波动,而地震所引起的水体波动是从海面到海底整个水层的起伏。

此外,海底火山爆发,土崩及人为的水底核爆,或者是陨石撞击都会造成海啸,“水墙”可达百尺。而且陨石造成的海啸在任何水域也有机会发生,不一定在地震带。不过陨石造成的海啸可能千年才会发生一次。海啸等自然灾害都会产生次声波大象可以听到次声波,对远处发生的火山地震都会有反应,例如2004年印度洋大地震产生的海啸,由于大象听到海啸产生的次声波,不听主人指挥,快速离开现场,乘坐大象的游客才得以生还。[来源请求]

海潮暴涨有可能是海啸所引起,也可能是台风所引起。近地海啸所引起的海潮暴涨通常伴随着地震,远洋地震所引起的海啸则不会感受到地震动。而台风所引起的海啸则伴随强风。史籍上若提到地大震,之后海潮暴涨,则海啸的可能性极大。然而多数记载只提到海潮暴涨,并无其他说明,是否是地震海啸就有待进一步探讨。因此将史籍上所述之海啸或疑海啸,以海啸信度表示其发生之可能性。

2004年印度洋大地震引发的海啸冲击泰国喀比

当海啸从较宽广较深的海域传到海岸时,则会变形。当海水传到岸边时,因为水深变浅,所以波浪的传递速度变慢。当前一波海浪的速度变慢后,后一波因为速度未降追了上来,所以变成波高变高。所以即便在深水区不高的波浪,到了岸边波高却会增加许多。

当海啸到达海岸时,看来很像加速版的潮汐的起落。如果波高太高时波浪则会碎掉,或是可以看到很高的水墙。不过海啸一般很少在岸边成为如塔般很高的水墙,或是看到明显的破浪,因为有时波浪是在离岸较远处就已破碎了。另外海啸来袭时波浪若进入浅水海湾或河流出海口,也可能看到类似阶梯状波浪的涌潮(bore)出现。这些都会造成海岸边的海水高度升高。若震中较近海岸时,甚至有观测到升高相当于十层楼高的。

强度或大小的等级[编辑]

与地震一样,有过多次尝试建立衡量海啸强度或大小的等级,使得不同事件之间可以比较。[2]

强度等级[编辑]

最早的被日常的用来衡量海啸强度等级方案是用于地中海西伯格-安布拉塞斯等级(Sieberg-Ambraseys scale)[3]和用于太平洋的“今村-饭田强度分级(Imamura-Iida intensity scale)”[4]。索洛维耶夫又修改了今村-饭田分级,根据如下公式计算了海啸强度I级:

这里是沿最近的海岸的平均海浪高度。这个分级方案也被称为“索洛维耶夫-今村海啸强度等级(Soloviev-Imamura tsunami intensity scale)”,并被用于NGDC/NOAA所编撰的全球海啸目录中。[5]新西伯利亚海啸实验室(Novosibirsk Tsunami Laboratory)也使用这个分级作为海啸大小的主要参数。

大小等级[编辑]

第一个真正的计算给定地点的海啸大小而不是强度的等级方案是由穆蒂和卢米斯(Murty & Loomis)提出的ML分级(ML scale)。这个分级是基于潜在能量的。[2]但因为计算海啸的潜在能量很困难,所以该分级很少被使用。阿部引入了“海啸大小等级”,其计算公式为:

这里h是最大海啸波幅(单位:米,m),由距离震中距离 为R的验潮仪测得;abD是用于使the Mt等级尽可能匹配矩震级(moment magnitude scale)的常数。[6]

海啸警报系统[编辑]

海啸的危险性符号
位于泰国普吉岛的一个海啸逃生标识

美国西海岸·阿拉斯加海啸警报中心[编辑]

美国西海岸·阿拉斯加海啸警报中心(WCATWC;暂译)中,将美国及其周边地区依照海岸地形等要素划分为11个区域。各区域分别有2种(或1种乃至没有)TIS(Tsunami Information Statement,海啸情报)、3种(或1种)Warning(警报),共1~5级警报。

日本[编辑]

日本气象厅将24小时监视造成海啸的地震活动,并于地震发生后最快2分钟内发布海啸预报·警报(海啸预报·海啸注意报海啸警报大海啸警报)。即使是震源较远但规模较大的地震或烈度较小的地震也可能会发布海啸警报。为了缩减发布警报所需要的时间,也进行了将地震计更换为性能更高的仪器或者装设海底地震计的工作。

原本发布海啸警报需要3分钟左右的时间,由于2007年10月开始,对日本近海的地震启用紧急地震速报系统,因此发布警报需要的时间得以缩减,最快可在2分内发布海啸警报(如2007年3月的能登半岛地震等)。

此外,发表海啸警报的时候,电视台、广播电台等会进行紧急警报广播

根据震源的位置、震级、断层数据,可计算预测海啸是否发生及高度等。气象厅拥有一个数据库,可以根据震源要素进行检索,并决定发布何种警报信息。

气象厅根据预测的海啸高度,将海啸警报区分为以下3类发表。

海啸警报 大海啸警报 最高达到3m以上的海啸
海啸警报 最高为3m的海啸
海啸注意报 海啸注意报 最高为1m的海啸

气象厅发布的海啸警报、注意报以预报区为单位表示各地的预测海啸高度和到达时间。

发布海啸警报、注意报时,将会发布包括抵达岸边的时刻、预测的海浪高度、各地满潮时刻、到达时所观测到的波高等的“海啸信息”。

海啸警报等·信息网站…日本气象协会 海啸信息(日文)

香港[编辑]

香港天文台制定了海啸警报,如预料南海或太平洋发生的强烈地震会引发海啸,导致香港受显著海啸 (即海啸高度比正常水位高出0.5米以上) 影响,而预计海啸会在三小时内抵达香港,天文台会发出海啸警告;对于有可能影响香港但在三小时后才抵达香港的显著海啸,天文台会首先发出海啸报告通知市民。此外,如香港可能受海啸影响但预料香港的海啸不显著,天文台亦会发出海啸报告通知市民。[7]

海啸对台湾影响[编辑]

虽然台湾亦处环太平洋火山带,不过和日本不同,台湾很少有海啸侵袭。主要原因是海啸多来自太平洋的海底地震,会从台湾东部靠近,而在台湾东部的海底,菲律宾海板块欧亚板块交界处,海底地形非常陡峭,容易使波浪受到折射而远离,不利海啸成形[8]。2011年日本东北大地震(海底地震)台湾仅观测到10公分潮差,而1960年智利大地震所引发的海啸对于台湾也没有造成重大灾害。

一般认为台湾最可能发生海啸的地方是基隆宜兰一带沿海,在过去便曾有发生之实例。1867年12月18日,鸡笼(今基隆)附近发生有感地震,震中约在鸡笼屿(今基隆屿)东方500米左右的海底,造成鸡笼港(今基隆港)港内的海水急速往外海退去,接着海啸扑向瑞芳万里、金包里(今金山)一带沿海发生灾情,史称“鸡笼海啸[9]

虽然南中国海发生大规模地震机率非常低,万一中国南海一带的地方出现大地震,势必会对台湾西南沿海、中国大陆东南沿海、中南半岛菲律宾等地造成海啸威胁。不过,台湾仍有学者提出马尼拉海沟恐有潜在危机[10]

纪录[编辑]

全球的海啸发生区大致与地震带一致。全球有记载的破坏性海啸大约有260次左右,平均大约6、7年发生一次。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又占太平洋地震海啸的60%左右,日本是全球发生地震海啸且受害最深的国家。

近年来较大规模的海啸有:

啸源位置 日期 浪高
受害地区 死亡人数 备注
加拿大温哥华岛 1700年1月26日 ? 北加州至温哥华岛、日本 ? 参见1700年卡斯凯迪亚地震
葡萄牙 1755年11月1日 50 欧洲西部、摩洛哥西印度群岛 80,000 葡萄牙帝国的没落
参见1755年里斯本大地震
琉球群岛 1771年4月24日 85 琉球群岛 11,941 石垣岛一半的人口罹难
参见八重山地震
巽他海峡 1883年8月26日 20 爪哇苏门答腊 36,000 参见喀拉喀托火山
日本三陆 1896年 24 日本东北 27,122 参见明治三陆地震
阿留申群岛 1946年4月1日 32 阿留申群岛、夏威夷加州 165
智利 1960年5月22日 25 智利、夏威夷和日本 1,260 参见智利大地震
阿拉斯加 1964年3月27日 32 阿拉斯加、阿留申群岛和加州 参见耶稣受难日地震
西里伯斯海 1976年8月16日 30 菲律宾群岛 5,000
苏门答腊西北外海 2004年12月26日 30 印度洋 300,000+ 参见2004年印度洋大地震
智利 2010年2月27日 25 智利 参见2010年智利大地震
日本宫城县外海 2011年3月11日 40.5[11] 日本北海道青森岩手宫城福岛茨城 10,000+ 参见2011年日本东北地方太平洋沿岸地震

参考文献[编辑]

  1. ^ 中国古代的海啸灾害
  2. ^ 2.0 2.1 Gusiakov V. Tsunami Quantification: how we measure the overall size of tsunami (Review of tsunami intensity and magnitude scales) (PDF). [2009-10-18]. 
  3. ^ 烈度等级表. 中国地震局工程力学研究所. [2013-07-27]. 
  4. ^ 名词解释:海啸——海啸的规模. 凤凰网. 2010-02-27 [2013-07-27]. 
  5. ^ National Geophysical Data Center / (NGDC/WDS) Global Historical Tsunami Database
  6. ^ Abe K. Estimate of Tsunami Run-up Heights from Earthquake Magnitudes. Tsunami: progress in prediction, disaster prevention, and warning. 1995 [2009-10-18]. ISBN 978-0-7923-3483-5. 
  7. ^ 香港天文台. 香港的海啸监测. 2014-02-24 [2017-11-22]. 
  8. ^ 台湾会不会发生大海啸?科学人》2005年2月号
  9. ^ 徐泓. 清代台湾天然灾害史料汇编. 台北: 行政院国家防灾科技研究报告. 1983年. 
  10. ^ 中大研究 马尼拉海沟若地震 大海啸直冲台湾西南 互联网档案馆存档,存档日期2011-03-16.
  11. ^ March 11th tsunami a record 40-meters high NHK

外部链接[编辑]

参见[编辑]