「海啸」是如何形成的,该如何科学监测与正确防范? - 海洋地震监测站

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1.定义

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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。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“港”)。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。

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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]

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2.特点

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这是一种波长极长的重力波。

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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公里。随着水波传到岸边波长会缩短到5公里,高度却可达到50米。

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3.产生原因

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海啸通常由震源在海底下500公里以内、规模6.0以上的海底地震引起。海啸波长比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,波都可以传播过去,海啸在海洋的传播速度大约是每小时五百到一千公里,而相邻两个浪头的距离也可能远达500到650公里,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。

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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。

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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。史籍上若提到大地震,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。

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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。

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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。

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由于热带气旋吹袭沿岸地区时,风暴中心气压低把海水吸起,亦会引发海水暴涨、巨浪随强风涌上陆地,造成严重伤亡及广泛破坏,因此亦有不少人以海啸作形容,甚或与海啸混淆。但事实上由热带气旋引发的海水上涨称为风暴潮[2]

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4.监测体系

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中国于2004年开始设立海啸预警,预警分为蓝、黄、橙、红四个等级(或用罗马数字排列IV、III、II、I),具体标准如下:[3]

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海啸Ⅳ级警报(蓝色):受海啸影响,预计沿岸验潮站出现小于1米(正常潮位以上,下同)海啸波高、受灾地区轻微损失时,发布Ⅳ级海啸警报

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海啸Ⅲ级警报(黄色):受海啸影响,预计沿岸验潮站出现1-2米海啸波高、受灾地区发生房屋、船只等受损时,发布Ⅲ级海啸警报

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海啸Ⅱ级警报(橙色):受海啸影响,预计沿岸验潮站出现2-3米海啸波高、局部岸段严重受损、危及生命财产时,发布Ⅱ级海啸警报

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海啸Ⅰ级警报(红色):受海啸影响,预计沿岸验潮站出现3米以上海啸波高、300公里以上岸段严重受损、危及生命财产时,发布Ⅰ级海啸警报

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2011年日本东北地方太平洋近海地震发生后,国家海洋预报台一度对东南地区发布海啸蓝色警报,这也是中国大陆目前唯一的一次发布海啸警报。[4]

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2015年,修改后的《风暴潮、海浪、海啸和海冰灾害应急预案》发布,对海啸警报标准进行调整:

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海啸信息(海啸警报消息):受地震或其他因素影响,预计海啸波将会在中国沿岸产生0.3米以下的海啸波幅,或者没有海啸。

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海啸黄色警报:受地震或其他因素影响,预计海啸波将会在中国沿岸产生0.3(含)-1米的海啸波幅时。

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海啸橙色警报:受地震或其他因素影响,预计海啸将会在中国沿岸产生1(含)-3米的海啸波幅时。

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海啸红色警报:受地震或其他因素影响,预计海啸波将在中国沿岸产生3(含)米以上的海啸波幅时。

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参考

^中国古代的海洋灾害^国家海洋环境预报中心.^《海啸灾害概述》^凤凰网$ R1 g. J, q- v5 g: z" B4 M: B! s5 r
T! h( W+ z: z4 o( L& |2 I/ @; {4 B& N& m$ C" U9 ?+ B 6 N: K% T. H4 \0 W/ }( m# _/ C- E4 ]1 B n+ L) K) U1 R8 I) I) @2 {0 m8 o' S
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那年那人
活跃在昨天 01:21
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