秋水草堂：自然科学馆--海啸

落霞与孤鹜齐飞

什么是海啸？它是怎么产生灾害的？
    海啸是指由海底地震，火山爆发和水下滑坡、塌陷所激发的，其波长可达几百公里的海洋巨波。它在滨海区域的表现形式是海水陡涨，骤然形成“水墙”，伴随着隆隆巨响，瞬时侵入滨海陆地，吞没良田和城镇村庄，然后海水又骤然退去，或先退后涨，有时反复多次，造成生命财产巨大损失。 本地海啸在海啸波到达前：还常伴有强烈的地震或震灾发生。中国也是多风暴潮灾害的国家，历代都把风暴潮和地震海啸所表现的潮位异常混称为海啸、海溢或大海潮等。近20年多年来，中国学术界决定把风暴和地震引起的潮位异常分别称为风暴潮和海啸。另外，有时把天文、风暴和地震原因造成潮位异常所引起的滨海地区受淹导致的灾害统称为 “潮灾。但多数情况下，所谓潮灾就是习惯地指风暴潮灾害。 大洋中海啸震源附近水面最初的升高幅度只有1至2米，这种洋波移行在深水大洋时，波长可达几十到数百公里，周期之至200分，最常见的是之至狈分，传播速度可达近千公里／小时。所以海啸不会在深海大洋造成灾害甚至难于察觉这种波动。然而当海啸波进入大陆架后，因深度急剧变浅，能量集中，引起振幅增大。若大陆架很窄，从海面到海底流速几乎一样的海啸波携带巨大能量直冲岸边或港湾，波高骤增，这时可能出现波幅为20--30米的巨浪和造成波峰倒卷。这种巨波冲到那里，那里便是一片废墟，也正是这些地方，海啸才变为生命的最大威胁和可怕的自然现象。

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相对受灾现场讲，海啸可分为遥海啸和本地海啸两类。 遥海啸是指横越大洋或从很远处传播来的海啸，也称为越洋海啸。海啸波属于海洋长波，一旦在源地生成后，在无岛屿群或大片浅滩、浅水陆架阻挡情况下，一般可传播数千 公里而能量衰减很少，因此可能造成数千公里之遥的地方也遭海啸灾害。例如， 1896年和1933年日本三陆外海大海啸，海啸横断太平洋，使夏威夷也遭其害，旧金山、智利都受到了影响。 1960年智利海啸也曾使数千公里之外的夏威夷、日本都遭受严重灾害。中国大陆因受宽广大陆架和岛屿链的包围，待海啸波越过它们到达海岸时，大部分能量已消失殆尽，甚至精密验潮仪器都很难测量到。 但是，海啸的大多数均属于本地海啸，或称为局地海啸。因为本地海啸从地震及海啸发生源地到受灾的滨海地区相距较近，所以海啸波抵达海岸的时间也较短，有时只几分钟，多者几十分钟。这种情况下海啸预警时间则更短或根本无预警时间，因而往往造成极为严重的的灾害。本地海啸在发生前先有较强震感或震灾发生。全球很多伤亡惨重的海啸灾害，都属于近海海底地震引起的本地海啸。

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在大洋中移行的海啸波虽然携带有巨大的能量，但它的波长少则几十公里，多则数百公里，而波幅只12米，这样的长波是不会被航行的船只所感觉到的，甚至人们也很难用仪器观测到。只是到1978年世界第一颗海洋卫星问世后，由于一些携带高度计（ALT）的卫星相继上天，人类才有可能从太空观测海啸波在深海大洋的传播和存在，并且完全证实了人们以前所做的理论推测。 由于海啸巨波在移近近岸浅水区时，其波长变小，而波幅增大，有时甚至骤增到数十米高，这时停泊在港湾的船只会被这种巨波掀翻、推倒或顶上陆地，造成船只的损伤。所以停泊在港湾中的船舶回避海啸的最好办法是驶向深水处漂泊。 1933年日本三陆外海海啸，曾使港湾中7303艘船舶流失，破损910艘。有的海啸曾把千吨巨轮推到岸上并使其报废。而1983年日本海海啸时；苏联远东一些港湾中停泊的船只按海啸警报和防御预案全部立即驶往外海，从而无一船舶受损。

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1964年3月28日发生在美国阿拉斯加的瓦尔德兹港湾的海啸，是历史上最大的一次海啸，波幅51名米。这次由正断层错位引起8.4级大地震，又因海岸线变动及大面积海 底运动引起m=4级大海啸，海啸波幅在科迪亚克岛为20多米，在瓦尔德兹湾达30多米，湾顶海啸波峰倒卷时激浪高50多米。这次海啸使阿拉斯加受灾最重，死130余人， 造成巨大的财产损失。海啸波传到加拿大及美国的太平洋岸，造成15人丧生。太平洋沿岸许多地方都遭到这次海啸袭击，并有不同程度的损失。
    如地震或火山爆发引起岸边大滑坡、大崩塌，则有产生浪花数百米高的情况。 1792年5月日本有明海温泉岳的前山和主峰崩入海中，引起30一50米大海啸，海水浪花高达55米。 1958年7月9日阿拉斯加里鲁雅湾岸边大滑坡溅起525米高的浪花，曾把两条小艇推到海拔500多米的山顶。 国际上较多用渡边伟夫海啸级表来表示海啸的大小，共分M=-1、0、1、2、3、4等6级，分别对应的海啸波幅是：＜0．5米、l米、2米、4-6米、 10米、＞30米。一般当海啸为1级时，就构成破坏性海啸，会造成一走的经济损失，2级时就会有人员伤亡，3级时就会严重受灾，4级以上可能是毁灾性的灾害。

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据1900年到1983年的统计，太平洋地区共发生405次海啸，其中造成伤亡和显著经济损失的达84次，即平均每年一次。还有人认为，这个区域至少每18个月就要发生一次破坏性海啸。世界海啸多发区为夏威夷群岛、阿拉斯加区域、堪察加一千岛群岛、日本及其周围区域、中国及其邻近区域、菲律宾群岛、印度尼西亚区域、新几内亚一所罗门群 岛、新西兰一澳大利亚和南太平洋区域、哥伦比亚一厄瓜多尔北部及智利海岸、中美洲及美国、加拿大西海岸，以及地中海东北部沿岸区域等。
   有记载以来，共约有18万人丧命于海啸灾害。国外海啸历史研究认为， 1781年5月22日（清乾隆四十六年”发生在台湾省及台湾海峡的海啸，是伤亡人数最多的一次海啸灾害。这次海啸共伤亡4一5万人，现台南市及安平附近3城镇20余村庄完全被毁灾，此后50年方得以重建。其次是1883年印尼海啸死亡36140人（火山爆发引起）， 1489年的日本东海道海啸死约36000人， 1896年日本三陆外海海啸死27122人， 1792年日本有明海海啸死14920人。其他海啸死亡人数均不足4千人。

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中国学者发现，在公元前47年（即西汉初元二年）和 公元173年（东汉熹平二年），中国就记载了莱州湾和山东黄县海啸。这些记载曾被国外学者广泛引用，并认为是世界上最早的2次海啸记载。此后500年左右，才有日本四国以南海底8．4级地震后的2－－3米的海啸记录。
    据最近的研究，中国有记载以来共记录了26次地震海啸，其中造成损失的破坏性海啸至少8--9次。但中国海啸灾害的人员伤亡和财产损失相当可观，与世界的其他海啸多发区域相比并不属于低者。

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通常以地震台网和配备自动验潮仪的沿岸验潮站网来监测海啸。海底地震发生后，依据地震台网的记录，可迅速确定震中位置和强度，并立即通知验潮站加强水位监测监视。 一旦最靠近震中的验潮站发现海啸波，就证明这次地震产生了海啸，并可估计海啸的强度。
    目前这些业务工作都可依靠电子计算机和现代通信手段自动完成并迅速分发。 目前在太平洋地区用于海啸监测的地震台共有50个，分属于12个国家和地区；自动验潮站共60个，分属于16个国家和地区。 近年来正在开发海啸监测的新技术新方法。主要有：
    卫星遥感，星载高度计可测量海平面高度，因而也可以观测海啸波的发生和传播。目前已成功地利用测地卫星（GOES）测到了在大洋中传播的海啸波。
    岸边水声接收站网，利用海啸产生的声波比海啸波传播快得多的特点，依靠多个站点组成的站网迅速确定海啸的发生和强度。但这种技术还有一定的困难有待解决。
    水下地震台，把高精度地震仪安放于大洋（非常安静） 的海底，使用越洋海底电缆传送观测数据、供给电能和监视 仪器的正常运转。其目的是使远离海岸的海底地震的监测更迅速精确。

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由于海啸是众多沿海国家滨海地区的猛烈自然灾害，受害严重的国家，首先是太平洋沿岸国家，迫切要求能应用已有的科学技术来减轻海啸灾害的人员伤亡和经济损失。另外，科学技术的进步，也已经能够使得所建立的业务系统起到减轻灾害的作用。
    美国首先于1948年在檀香山附近的地震观测台组建了 “地震海波警报系统”，其业务仅限于夏威夷群岛。由于这以 后发生了1960年智利大海啸和1964年阿拉斯加大海啸，该 系统在减轻该两次海啸在夏威夷地区的灾害中产生了显著的效益，这使得成立一个全太平洋海啸警报系统变得非常必要了。于是在政府间海洋学委员会成立后，即于1966年决议促请美国提供条件成立国际海啸情报中心做为警报系统 的执行机构，认定美国在檀香山的警报机构担负“太平洋海 啸警报中心”的职责，并由海委会设立一个“太平洋海啸警报 系统国际协调组”来协调该系统的业务，从此正式组成了太平洋海啸警报系统。 为了减轻本地海啸的灾害，在该系统下相继组建了若干区域或国家的海啸警报中心，“它们是：夏威夷海啸警报中心、阿拉斯加海啸警报中心、日本海啸警报中心（包括扎幌、仙台、东京、大板、福冈等分区域警报中心，还负责南朝鲜海岸的警报业务）、苏联海啸警报中心（按协议负责朝 鲜民主共和国海岸的警报业务）、智利海啸警报中心等。还 建议西太平洋区域的中国、菲律宾、越南、。巴布亚新几内亚至印尼、南美洲区域，西南太平洋区域等设立国家的或区域的海啸警报中心。 太平洋海啸警报系统，被普遍认为是组织得最好的一个国际性减轻自然灾害的业务系统。