- 1 海嘯命名
- 2 海嘯定義
- 3 如何形成海嘯
- ? 地震海嘯的成因
- ? 滑坡海嘯的成因
- ? 火山海嘯的成因
- ? 火山地震
- ? 火山結構失穩
- ? 水下爆炸
- ? 火山碎屑流
- ? 氣壓波
- 4 海嘯的分類
- ? 按成因分類
- ? 地震海嘯
- ? “下降型”海嘯
- ? “隆起型”海嘯
- ? 火山海嘯
- ? 滑坡海嘯
- ? 按發生的地理位置分類
- ? 越洋海嘯
- ? 本地海嘯
- ? 海嘯強度等級劃分
- ? 國際海嘯強度等級
- ? 中國海嘯強度等級
- ? 海嘯強度等級計算
- 5 海嘯波的物理學特征
- ? 波長
- ? 波速
- ? 能量
- ? 波高
- 6 表現形式
- 7 海嘯區分布
- 8 海嘯的影響
- ? 海嘯災害的形式
- ? 直接災害
- ? 間接災害
- 9 海嘯監測與預警
- ? 海嘯監測
- ? 地震監測
- ? 水位監測
- ? 海嘯前兆
- ? 海嘯預警
- ? 預警原理
- ? 預警系統
- ? 海嘯警報級別
- ? 中國海嘯警報級別
- ? 日本海嘯警報級別
- 10 海嘯逃生
- 11 歷史記錄
- 12 相關文化
- ? 電影文化
- ? 《大海嘯》
- ? 《海嘯奇跡》
- ? 《海嘯》
- ? 海嘯英雄
- ? 蒂莉·史密斯
- ? 馬尼
- 13 重要事件
- ? 海嘯的國際性組織
- ? 世界海嘯意識日
海嘯是一種巨大的海浪,是具有破壞力的自然災害,海底大規模的、突然的上下變動,包括海底火山噴發、海底或海岸滑坡、崩塌、滑塌、隕星或彗星的撞擊以及海底地震都會激發海嘯。全球的海嘯發生區大致與地震帶一致,主要分布于太平洋地區,其沿岸世界海嘯多發地區為夏威夷群島、阿拉斯加區域、堪察加-千島群島、日本及周圍區域。
海嘯命名
編輯“海嘯”一詞最早源于一個日語詞語“津波(つなみ)”,主要是由于日本的海港經常受到海嘯的襲擊,由日語單詞“つ”(意思是“港口”)和“なみ”(意思是“浪”)組成,海意思是“港口的波浪”(“津”即“港”)。“海嘯”在許多西方語言中稱為“tsunami”,其于1897年進入英語詞匯以后,在英語和其他語言中的使用率越來越高,甚至超出了在日文中的使用頻率。有的人管海嘯叫“潮汐波”,或者“浪潮”,其實并不十分恰當。因為潮汐的漲落是由于月亮、太陽和地球附近其他行星的引力作用于地球洋面而產生的。潮汐的形成過程和海嘯的形成過程可以說是毫無相同之處。有人將海嘯一詞翻譯成地震海浪,這也不完全正確,因為并非所有的海嘯都是由海底地震引起的,火山爆發等其他原因也會引起海嘯。
海嘯定義
編輯海嘯就是由海底地震、火山爆發、海底滑坡產生的一種具有強大破壞性的海浪,海嘯的波速高達每小時700至800千米,在幾小時內就能橫過大洋;波長可達數百公里,可以傳播幾千公里而能量損失很小。在茫茫的大洋里波高不足一米,但當到達海岸淺水地帶時,波長減短而波高急劇增高,可達數十米,形成含有巨大能量的“水墻”。
如何形成海嘯
編輯海嘯的成因(來源:天才科普)海嘯是一種巨大的海浪,海底大規模的、突然的上下變動,包括海底火山噴發、海底或海岸滑坡、崩塌、滑塌、隕星或彗星的撞擊以及海底地震都會激發海嘯。
地震海嘯的成因
地震與海嘯不存在直接因果關系,多數地震不引發海嘯。地震海嘯的成因,是地震產生的地震波的振動和地震同時的斷層錯動,觸發已存在且不穩定的滑坡體和崩塌體突然滑動和崩塌,然后由滑坡和崩塌引起海水擾動而激發海嘯。因此,若震中附近存在不穩定海底滑坡和崩塌體,只要發生地震,不論震級大小與震源深淺,也不論震源類型(傾滑或走滑)都可引起海底滑坡和崩塌,進而引發海嘯。若震中附近不存在不穩定海底滑坡和崩塌體,再大震級的地震,即使是傾滑型地震也不能引發海嘯。
滑坡海嘯的成因
海底滑坡作為一種海底沉積物的運動形式,是將海底沉積物由大陸坡輸運到深海的主要地質過程之一。這些沉積物首先從陸地(主要為河流挾帶)和大陸架(通過洋流和風暴等海上天氣過程)沉積到大陸坡的上部,這些沉積物由于大陸坡的不穩定性將周期性地以坍[tān]塌、滑坡等形式向深海移動,從而推動前方的水體,造成海底滑坡,從而引起破壞性海嘯。
火山海嘯的成因
火山地震
火山地震是與火山活動有著密切聯系的一種區別于構造地震的特殊地震,其往往伴隨火山爆發過程前后,主要由巖漿活動、火山口塌陷、內部氣體等因素觸發,其相比于構造地震直接產生較大的水體位移場從而觸發海嘯,且一般與滑坡等其他機制共同作用觸發海嘯。
火山結構失穩
火山結構失穩造成海嘯的機制與滑坡類似,由于火山活動或者海水侵蝕等內部或外界條件的影響導致火山口或者火山側翼等結構被破壞,在重力的作用下進入水體,從而造成海嘯。
水下爆炸
當海底火山爆發或者火山口爆發陷落入水后,高溫的巖漿和氣體與水發生反應,迅速膨脹或爆炸從而對水體產生擾動形成海嘯。
火山碎屑流
伴隨火山噴發噴出的大量火山巖、氣體、火山灰和碎片等物質可以非常迅速地隨側翼山坡流下,形成火山碎屑流,當火山碎屑流進入海洋就可能觸發海嘯災害。
氣壓波
火山氣壓波觸發的海嘯也被稱為氣象海嘯,當火山爆發時釋放足夠的能量激發大氣,從而產生重力波、蘭姆波等一系列大氣波。這些波可以直接越過陸地、島嶼等“障礙”,向遠場傳播,再通過和水氣耦合,將能量釋放到水中,從形成海嘯波。
海嘯的分類
編輯按成因分類
海嘯按成因可分為地震海嘯、火山海嘯、滑坡海嘯三類。
地震海嘯
地震海嘯是由海底地震引發的海嘯,是發生次數最多,造成破壞xxx的海嘯類型。海底地震發生時,地殼的大規模升降運動造成水體位移,然后在重力作用下海水被拉回,從而產生海嘯。其機制有兩種形式:“下降型”海嘯和“隆起型”海嘯。
“下降型”海嘯
“下降型”海嘯是海底地形突然下降,上覆海水急劇跌落,由此產生巨大的壓縮波向周圍傳播,從而形成涌浪,隨后涌浪向四周傳播到達海岸而形成海嘯。在海岸表現出異常的退潮現象。
“隆起型”海嘯
“隆起型”海嘯是海底地形急劇上升,海水隨著海底隆起區一起被抬升,又在重力作用下,海水從隆起區向四周擴散,形成涌浪。這種類型的海嘯在海岸表現為異常的漲潮現象。
2011年日本發生地震海嘯
火山海嘯
火山海嘯是指在時空上均與火山爆發有著關聯的海嘯。火山如果在海洋的地下爆發,會使海水體積突然增大并且被抬升,然后下降,形成波浪。當能量足夠大時,就會在海岸形成破壞力極大的海嘯。火山海嘯周期較短,遠距離傳播的損耗較大。
滑坡海嘯
滑坡海嘯指由海底滑坡引起的海嘯。海底滑坡指較淺或較深的海洋地區的滑坡,海底大量不穩定泥漿和沙土聚集在大陸架和深海交匯處的斜坡上,產生“滑移”,以及由于海底蘊藏的氣體噴發,導致淺層沉積海底坍塌,出現水下“崩移”,都會產生海底滑坡。
按發生的地理位置分類
海嘯按發生的地理位置分類可分為越洋海嘯和本地海嘯兩種。
越洋海嘯
越洋海嘯也稱為遙海嘯,是從大洋遠處傳播而來的,由于大洋水較深,海嘯波可傳播數千公里而能量衰減極小,但一旦靠近到岸邊便會波高陡漲,造成災害。因此遙海嘯不僅直接給地震發生所在地區和鄰國帶來災害,因此可能造成數千公里之遙的地方也遭受海嘯災害,這類海嘯能有效預警。
本地海嘯
本地海嘯或稱為局域海嘯或近海海嘯,海嘯生成源與其造成的危害同屬一地,所以海嘯波到達沿岸的時間很短,有時只有幾分鐘或幾十分鐘,往往無法預警,危害嚴重。近海海嘯發生前都有較強的地震發生,全球很多傷亡慘重的海嘯災害,都屬于近海海底地震引起的本地海嘯。
海嘯強度等級劃分
國際海嘯強度等級
國際上目前通用的是渡邊偉夫海嘯等級表,用于判定某次海嘯發生的級別。注:上表數據來源
中國海嘯強度等級
根據沿岸某區域xxx海嘯波幅的平均大小,以及海嘯可能導致的宏觀影響,將海嘯強度分為6個級別,分別對應Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、V和Ⅵ級。
海嘯強度等級計算
最早的被日常的用來衡量海嘯強度等級方案是用于地中海的“西伯格-安布拉塞斯等級”(Sieberg-Ambraseys scale)和用于太平洋的“今村-飯田強度分級”(Imamura-Iida intensity scale)。后來,索洛維耶夫,修改了“今村-飯田強度分級”,根據如下公式計算海嘯強度/級:
海嘯強度等級計算公式
Hav是沿最近的海岸的平均海浪高度。這個分級方案也被稱為“索洛維耶夫-今村海嘯強度等級”(Soloviev-Imamura tsunami intensity scale),并被用于NGDC/NOAA所編撰的全球海嘯目錄中。新西伯利亞海嘯實驗室(Novosibirsk Tsunami Laboratory)也使用這個分級作為海嘯強度的主要參數。
海嘯波的物理學特征
編輯波長
海嘯的波長平均長達幾百千米而海洋平均深度僅為幾千米,海嘯的傳播速度受海水深度的影響,遵循淺水波的運動規律。海嘯的傳播速度隨著海水深度的減小而逐漸變慢。當海嘯在太平洋中傳播時,由于海水深度基本不變,所以波速基本不變,波長也基本保持不變;而當海嘯在由深海向大陸架傳播時,由于水深逐漸變淺,所以波速逐漸變慢,波長也就逐漸變短了。
波速
海嘯的傳播速度與水厚度的平方根有關。海嘯在大洋中的傳播速度每小時可達700至900千米,這正是越洋波音747飛機的速度。
能量
這種波長極長、速度極快的海嘯波,一旦從深海到達了岸邊,前進受到了阻擋,其全部的巨大能量,將變為巨大的破壞力量,摧毀一切可以摧毀的東西,造成巨大的災難。
波高
海嘯波的波前的傳播速度為:v=sqrt,其中g為重力加速度,取9.8m/s2,D為海洋的深度,表明海底地形可以使海嘯波擴散或收縮。當海嘯波傳播到離海嘯激發處較遠的地方時,它所包含的能量也擴散到較大的區域,海嘯波的高度也隨之減小。當海嘯波進入到較淺的海域時,其周期不變,但速度和波長減小,從而引起波高增大。
表現形式
編輯海嘯傳播到海岸時,一般有兩種表現形式。xxx種是濱海、島嶼或海灣的海水出現反常退潮或河流沒水現象,然后海水又突然席卷而來,沖向陸地。第二種是海水陡漲,突然形成幾十米高的水墻,伴隨隆隆巨響向濱海陸地涌來,然后海水又驟然退去。
海嘯區分布
編輯全球的海嘯發生區大致與地震帶一致,主要分布于太平洋地區,其沿岸世界海嘯多發地區為夏威夷群島、阿拉斯加區域、堪察加-千島群島、日本及周圍區域、中國及其鄰近區域、菲律賓群島、印度尼西亞區域、新幾內亞區域-所羅門群島、新西蘭-澳大利亞和南太平洋區域、哥倫比亞-厄瓜多爾北部及智利海岸、中美洲及美國、加拿大西海岸,以及地中海東北部沿岸區域等。
全球地震海嘯事件分布圖
注:全球地震海嘯事件分布圖中黃線-板塊邊界;紅色圓點-地震海嘯事件;PA-太平洋板塊;NA-北美洲板塊;SA-南美洲板塊;CA-加勒比板塊;CO-科科斯板塊;NZ-納茲卡板塊;AN-南極洲板塊;AU-澳大利亞板塊;PS-菲律賓海板塊;SU-巽他板塊;YA-揚子板塊;AM-阿穆爾板塊;EU-歐亞板塊;IN-印度板塊;AR-阿拉伯板塊;SO-索馬里板塊;AF-非洲板塊。
海嘯的影響
編輯海嘯災害的形式
直接災害
海嘯主要受海底地形、海岸線幾何形狀及波浪特性的控制,呼嘯的海浪冰墻每隔數分鐘或數十分鐘就重復一次,摧毀堤岸,淹沒陸地,奪走生命財產,破壞力極大。海嘯發生時,震蕩波在海面上以不斷擴大的圓圈,傳播到很遠的地方。它以每小時600至1000公里的高速,在1萬至2萬公里的路程,掀起10至40米高的拍岸巨浪,吞沒所波及的一切,如岸邊的人們、村莊、港口設施、船只和建筑物;洪水泛濫,海嘯波浪的沿岸傳播、對結構的沖擊以及穿過結構形成穩定的海嘯浸水狀態。同時,動搖基礎引起橋梁、海堤和建筑物倒塌。
2004年印度尼西亞海嘯
間接災害
海嘯間接造成的危害有,引起建筑物、船舶、油庫和加油站起火;污水、石油和危險化學品造成環境污染;次生傳染病流行,導致多人患病和死亡。海嘯幸存者面臨的最主要公共衛生問題是洪水使飲用水和食品受到污染;流離失所使他們容易受到昆蟲、酷熱和其他環境危險因素的傷害。受災地區被污染的水和食品,以及災民點和醫療保健的缺乏,道路交通和通訊中斷,可能會加重當地原有的傳染病、感染癥流行。
2011年日本海嘯
海嘯監測與預警
編輯海嘯監測
海嘯監測主要由地震監測和水位監測組成。地震監測定位在海洋中潛在的可能引起海嘯的地震,如果地震發生的區域和地震震級符合判定的海嘯發生準則,就會對相關的地區發布臨近海嘯災害預警報,如果布設在海洋的水位監測儀器也同時觀測到海嘯,則警報會發布到整個地區。
地震監測
要進行地震海嘯的預警工作,必須首先獲得地震信息。世界很多國家都建有地震監測網絡,其中,覆蓋范圍xxx的是美國建立的全球地震網絡。全球地震網絡與多個海嘯預警系統合作,為海嘯預警提供及時準確的海底地震信息。
地震監測
在地震發生的前后,對地震活動及其主要前兆現象進行監測和數據收集。地震監測系統由固定臺網和流動臺網組成。固定臺網由一定數量的、建立在固定地點的地震臺和一個專門負責地震業務管理的部門組成,實行對目標區域地震活動情況的長期監測。流動臺網是為了滿足地震預報研究和地震學的需要,或者在某處區域內發生地震以后,為了xxx地震區域以及相鄰區域內的地震情況,臨時建立的地震臺和地震處理中心。
水位監測
傳統的水位監測系統主要由驗潮站構成,是在選定的地點,設置驗潮儀或水尺,記錄水位升降變化,進而研究潮汐性質和掌握該區域潮汛變化規律的觀測站。此外,海嘯浮標也被廣泛應用于海嘯業務化預警,利用海浮標數據可推算出震源信息,并利用海嘯數據庫得到海嘯預警,具有較快的預警速度和較高的預報精度。國際上水位監測的主要手段是潮位站和浮標。聯合國教科文組織下屬的政府間海洋學委員會聯合各國潮位站組成了水位監測網絡,為海嘯預警提供及時的近岸水位信息。
海嘯前兆
地震是海嘯最明顯的前兆,地震引發的海嘯登陸之前,會有一些非常明顯的宏觀前兆現象,常見的海嘯登陸宏觀前兆現象大致有四種:一是海水異常的暴退或暴漲;二是離海岸不遠的淺海區,海面突然變成白色,其前方出現一道長長的明亮的水墻;三是位于淺海區的船只突然劇烈地上下顛簸;四是突然從海上傳來異常的巨大響聲。其他的海嘯前兆還有大批魚蝦等海生物在淺灘出現;海水冒泡,并突然開始快速倒等異常現象。
海嘯前兆
海嘯預警
預警原理
預警機制通過各種不同的地震監測系統獲取地殼運動的信息,并通過電腦模擬出海嘯可能形成的地點及移動方向。通過模擬運算的結果,結合海潮感應器對海潮流動數據的實時更新,預警系統可以提前向可能遭受海嘯襲擊的國家通報海嘯的規模、移動速度、可能襲擊的區域以及預計到達的時間,使當地政府能夠提前采取預防措施,減少海嘯造成的人員傷亡和經濟損失。
預警系統
國際海嘯預警系統由地震與海監測系統、海嘯預警中心和信息發布統構成,由太平洋海嘯預警中心和美國、澳大利亞、加拿大、智利、中國、日本、法國、俄羅斯、朝鮮、墨西哥、新西蘭等26個國家和國際組織構成,太平洋海嘯預警中心是國際海嘯預警系統的運行中心。該系統的主要任務是測定發生在太平洋海域及其周邊地區能夠產生海嘯的地震位置及其大小,如果地震的位置和大小達到了產生海嘯標準,就要向各成員國發布海嘯預警信息。
國際海嘯預警系統示意圖
海嘯警報級別
中國海嘯警報級別
海嘯警報級別分為Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ四級,分別表示特別嚴重、嚴重、較重、一般,顏色依次為紅色、橙色、黃色和藍色。注:上表數據來源
日本海嘯警報級別
注:上表數據來源
海嘯逃生
編輯- 如果在海灘或靠近大海的地方感覺強烈地震或長時間的震動時,需要立即離開海岸,遠離海邊低洼地,快速到高地等安全處避難,千萬別等到海嘯警報拉響了才行動。更不要去看海嘯,如果和海浪靠得太近,危險來臨時就會無法逃脫。
- 海嘯來臨前同樣不要待在同大海相鄰的江河附近。近海地震引發的海嘯往往在警報響起前襲來。外海海底地震引發的海嘯讓人有足夠的時間撤離到高處,而人類有震感的近海地震往往只留給人們幾分鐘時間疏散。
- 如果收到海嘯警報,沒有感覺到震動也要立即離開海岸,快速到高地等安全處避難。通過收音機或電視等掌握信息,在沒有解除海嘯警報之前,勿靠近海岸。
- 一旦落入水中,盡可能尋找可用于救生的漂浮物,盡可能地保留身體的能量,沉著冷靜,等待救援。
- 海岸線附近有不少堅固的高層飯店,如果海嘯到來時來不及轉移到高地,可以暫時到這些建筑的高層躲避。
歷史記錄
編輯依據美國國家海洋和大氣局的國家環境信息中心數據庫分析,截至2020年,全球累計觀測到超過2500起海嘯源事件,其中確定的地震海嘯事件高達766次。這些海嘯事件70%分布在太平洋,15%分布在地中海,9%分布在加勒比海和大西洋,6%分布在印度洋。在諸多引發海嘯的因素中,地震是最主要的因素,同時全球的海嘯發生區也基本與大洋活躍地震帶一致。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,日本是全球發生地震海嘯受害最深的國家。
相關文化
編輯電影文化
《大海嘯》
《大海嘯》是由Horst H?chler執導,瑪麗亞·雪兒、克里夫·羅伯遜等主演的影片,于1959年11月05日上映,講述日本本洲島、夏威夷島、貝爾特巴拉達海岸等地方相繼發生了破壞力極強、一次比一次猛烈的海嘯,全世界陷入極度恐慌中,各地海洋科學家正當冒著生命危險準備收集相關數據時,一場空前的大海嘯卻提前發生了,并以極快的速度向他們襲來。
電影《海嘯奇跡》海報
《海嘯奇跡》
《海嘯奇跡》電影片段(來源:豪語電影)《海嘯奇跡》 是由J·A·巴亞納執導怕,娜奧米·沃茨、伊萬·麥克格雷格等主演的災難片,于2012年10月11日在西班牙上映,該影片取材于2004年印度洋海嘯時發生的一樁真實事件。
《海嘯》
《海嘯》是由溫妮菲爾德·厄蘭瑟執導,Kristian Kiehling、安雅·克瑙爾等主演的災難片,于2005年8月28日上映,講述的是一個四口之家去一個陽光明媚的小島旅行,卻在旅途中遇到了一場巨大的海嘯,他們設法逃離危險、求得生存的故事。
海嘯英雄
蒂莉·史密斯
2004年印度洋海嘯發生當天,蒂莉·史密斯在泰國普吉島淺灘上玩耍時,發現遠處海水突然變得不平靜,她馬上覺得非常不安并注意到,遠處的海水開始出現泡沫,水流的速度也在加快,且急速退后足有500米,這讓她聯想到老師在自然課上講述的有關海嘯發生前的征兆。在她的呼喊下周圍的人紛紛逃離,不久,巨浪就像山一樣壓了過來。事后人們才知道普吉島是這次海嘯的重災區,而蒂莉他們所在地是xxx沒有傷亡的海灘。
馬尼
2004年印度洋海嘯發生當天,印度南部維拉伯蒂訥姆村一位名叫馬尼的漁民和400多位漁民剛靠岸,就發現海上涌起大浪,可當時海風并不大,也不是潮汐,憑借經驗馬尼立刻從這異乎尋常的現象中預感到危機。他扔下滿載魚蝦的船,和幾位漁民一路狂奔來到村里的廣播室,讓播音員馬上播發海嘯即將到來的警報。通過這個連接了15個自然村的廣播網絡,讓7000多位村民在這次海嘯中無一人傷亡。
重要事件
編輯海嘯的國際性組織
1968年,建立國際海嘯信息中心,其任務是研究海嘯,收集和發布海嘯信息,并出版《海嘯通訊》。之后,于1982年在檀香山建立海嘯協會,也是一個研究海嘯的國際性組織,該協會出版《海嘯危害之科學》,每三年組織一次海嘯座談會。
世界海嘯意識日
2015年12月,聯合國大會將每年的11月5日定為“世界海嘯意識日”。“世界海嘯意識日”的概念源于日本。由于反復遭受海嘯的痛苦經歷,多年來,日本在海嘯預警、公共行動以及改善災后重建以減少未來影響等重要領域,積累了豐富的專門知識。聯合國減少災害風險辦公室與聯合國系統內的其他機構合作,推動“世界海嘯意識日”的紀念。
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