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第4章 海啸

海啸是一种具有强大破坏力的海浪。这种波浪运动引发的狂涛骇浪,汹涌澎湃,它卷起的海涛,波高可达数十米。这种“水墙”内含极大的能量,冲上陆地后所向披靡,往往造成对生命和财产的严重摧残。智利大海啸形成的波涛,移动了上万千米仍不减雄风,足见它的巨大威力。

海啸的起因

海啸形成的原因主要有三个:地震、海底山崩塌方和宇宙天体的影响。

通常,地震是引发海啸的主要原因。当地震在深海海底或者海洋附近发生时,地壳运动造成海底板块变形,板块之间出现滑移,这造成海水大量的逆流,并引发海水开始大规模的运动,形成海啸。

海底山崩塌方则是因地震或海底火山爆发所引发,山崩塌方落下的沉积物和岩石也会导致大规模海水的运动,从而引发海啸。

而因宇宙天体的影响而诱发海啸的情况则最不常见,通常陨石坠落海洋中会激起波浪,当陨石激起的波的能量足够强大时,也会引发海啸。

通常,如果岸边的海水出现异常的增高或降低,则预示着海啸即将来临。而在发生海啸时,岸边的人们要尽快从地势低洼的地区转移到地势高的区域。而正在海上航行的船只此时绝不能返回港口,而是应该将船驶向深海区域。

海啸的能量

海底地震是海啸发生的最主要原因。在深深的海底,地震的发生要比陆地上频繁得多。据统计,全球80%的地震都集中在幽深的海底,特别是在太平洋周围海洋平均深度4000米以上,终年暗无天日的海沟里以及它附近与群岛区的深渊中尤为多见。

海底地震是异常猛烈的。这些地震每年释放的能量,足以举起整座喜马拉雅山,其爆炸力可与10万颗原子弹相比。

历史上最为有名的海底地震海啸,首推公元前1450年间发生在地中海希腊东南的一座西雷岛上,那次由于海底地震造成火山爆发,竟将整个岛屿抛向高空,随后轰然巨响着坠入深深的海底。这次巨大的海啸,使西雷岛上的米若阿文化毁于一旦。而在1700年1月26日,美洲西海岸的那次里氏9级的大地震造成的海啸,则将当地的村庄全部吞没。海水退去后,人们在森林里竟然发现了一条搁浅的鲸鱼!这样的故事还曾经被当作是土著人的神话传说。

海啸时掀起的狂涛骇浪,高度可达10多米至几十米不等,形成“水墙”。海啸波长很大,可以传播几千千米而能量损失很小。

地震使海底地壳急剧升降并引发海啸后,波浪随之涌进浅水海域,浪头骤然增高,好似海中耸立起一堵高墙,如果海啸到达岸边,高高的“水墙”以迅雷不及掩耳之势奔扑而至,将沿途的一切房屋、树木、人畜、财产一口吞没而去,然后海啸波又卷土重来,就这样一进一退,无坚不摧地多次急剧往返,使波及地遭受无可挽回的洗劫。因此,也有人称之为杀人浪。

其中,最强烈的是发生一次8.9级的地震后引起的世界最大的一次海啸,其波及范围之广与能量之大,是所有海啸中绝无仅有的。海啸生成后,首先冲向智利海岸,数以万计的人们无家可归。巨浪涌向整个太平洋海域,还扑向新西兰、澳大利亚、菲律宾、夏威夷群岛和日本海岸,其速度可与飞机相比拟。其波高达9米,把日本本州岛的太平洋沿岸洗劫一空。

进入21世纪后,最大的海啸是发生在2003年12月24日的东南亚海啸,造成的伤亡人数很多,直接的经济损失达到上亿元,波及十余个国家。

海啸的地带分布

世界上有记载的由大地震引起的海啸,80%以上发生在太平洋地区。在环太平洋地震带的西北太平洋海域,更是发生地震海啸的集中区域。海啸主要分布在日本太平洋沿岸,太平洋的西部﹑南部和西南部,夏威夷群岛,中南美和北美。受海啸灾害最重的是日本﹑智利﹑秘鲁﹑夏威夷群岛和阿留申群岛沿岸。中国是一个多地震国,但海啸却不多见。在公元前47~公元1918年这近两千年的时间里,中国沿海有确切记录的地震海啸为数很少。1969~1976年,中国海区先后发生过数次大地震,但均未造成地震海啸。

并不是所有的海底地震都会引发地震海啸。

据统计,在1.5万次海底构造地震中,大约只有100次能够引起海啸,据公元358年至今全球发生的近5000次破坏性地震海啸的统计,约有85%的地震海啸分布在太平洋中的岛弧——海沟地带。

世界海啸多发区为夏威夷群岛、阿拉斯加区域、堪察加—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—所罗门群岛、新西兰—澳大利亚和南太平洋区域、哥伦比亚—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。

其中,环太平洋地震带被认为是海啸的最多发生地。由于地震海啸的引发离不开地震,所以全球的海啸发生区大致与地震带一致。这条分布于濒临太平洋的大陆边缘与岛屿的地震带,集中了世界上80%的地震,包括大量的浅源地震、90%的中源地震、几乎所有深源地震和全球大部分的特大地震。

日本是全球发生地震海啸并且受害最深的国家。

海啸的传播

在地震或扰动源的强迫力作用下,海啸的传播可分为3个阶段:第一,源地附近的传播;第二,大洋中的自由传播;第三,近岸带中的传播。

海啸在传播过程中,如果不发生反射﹑绕射和摩擦等现象,则两波线之间的能量与波源的距离无关。

其中在绝大多数的情况下,海啸源地的海底断层呈狭带状。由于海中的山脊均是波导,而波导面上能量显著集中处的波高特别大,所以能量辐射的方向性就表现得特别明显。例如,1946年4月1日的阿留申海啸和1952年11月4日的堪察加海啸,就是明显的例子。在水深急剧变化或海底起伏很大的局部海区,会出现海啸波的反射现象。在大陆架或海岸附近,海啸在传播过程中有相当多的能量被反射,称为强反射;而在深海下的山脊和海底上的反射则属弱反射。如果水深和波长的比值远大于水深的梯度,则不发生反射。此外,海啸波在传播过程中遇到海岸边界﹑海岛﹑半岛﹑海角等障碍物时,还会产生绕射。海啸进入大陆架后,因深度急剧变浅,能量集中,引起振幅增大,并能诱发出以边缘波形式传播的一类长波。当海啸进入湾内后,波高骤然增大,特别是在V型的湾口处更是如此。这时湾顶的波高通常为海湾入口处的3~4倍。在U型海湾,湾顶的波高约为入口处的2倍。在袋状的湾口,湾顶的波高可低于平均波高。海啸波在湾口和湾内反复发生反射时,往往会诱发湾内海水的固有振动,使波高激增。这时可出现波高为10~15米的大波和造成波峰倒卷,甚至发生水滴溅出海面的现象。溅出的水珠有时可高达50米以上。

海啸的危害

海啸是一种具有强大破坏力的海浪。这种波浪运动引发的狂涛骇浪,汹涌澎湃,它卷起的海涛,波高可达数十米。这种“水墙”内含极大的能量,冲上陆地后所向披靡,往往造成对生命和财产的严重摧残。

海啸,通常由震源在海底下50千米以内、里氏震级6.5以上的海底地震引起。水下或沿岸山崩或火山爆发也可能引起海啸。在一次震动之后,震荡波在海面上以不断扩大的圆圈,传播到很远的距离,正像卵石掉进浅池里产生的波一样。海啸波长比海洋的最大深度还要大,轨道运动在海底附近也没受多大阻滞,不管海洋深度如何,波都可以传播过去。

地震发生之后不久,巨浪呼啸,以摧枯拉朽之势,越过海岸线,越过田野,迅猛地袭击着岸边的城市和村庄,瞬时人们都消失在巨浪中。港口所有设施,被震塌的建筑物,在狂涛的洗劫下,被席卷一空。事后,海滩上一片狼藉,到处是残木破板和人畜尸体。地震海啸给人类带来的灾难是十分巨大的。目前,人类对地震、火山、海啸等突如其来的灾变,只能通过预测、观察来预防或减少它们所造成的损失,但还不能控制它们的发生。

从海面到海底,海啸的流速几乎是一致的。当它传播到近岸处时,海水的流速很大,骤然形成“水墙”,伴着隆隆巨响,汹涌地冲向海岸。它可使堤岸决口。若最先到达的是波谷,则水位骤落,可看见从未裸露的水下礁石。几乎所有的海啸灾害都是由最初2~3个波所造成的。海啸灾害常发生在第一个波到达岸边后几小时内。海啸的破坏力很大,1960年5月23日在智利发生的海啸,曾把夏威夷群岛希洛湾内护岸砌壁的约10吨重的巨大玄武岩块翻转,抛到100米外的地方。此外,横跨怀卢库河上的钢质铁路桥(夏威夷的希洛附近),也曾被海啸推离桥墩200多米。海啸给沿海地区的人﹑畜﹑树木﹑房屋建筑﹑港湾设施﹑船舶和海上建筑物等造成的严重灾害,往往大于地震灾害。如1896年(明治29年)的日本三陆大海啸,里氏震级虽只有7.6,也没有发生直接的地震灾害,但海啸却造成重大的人员伤亡。

海啸警报和防灾措施

根据海啸波传播的长波理论,可以分析和判断海啸传播的动向,并发布警报。通常在地震发生后20分钟以内发出海啸警报,其内容包括﹕海啸地震的震中,海啸的规模(震级),判断海啸到达海岸的时刻和其他有关情况。由于大洋中几乎每年都有破坏性的海啸发生,为了预防灾害,在1966年成立了“太平洋海啸警报系统国际协调组”,目的在于传递海啸警报,收集并交换地震波和海平面变化的实测资料,向20多个国家和地区的有关机构和团体发布海啸警报和情报。

监测海啸的主要方法:①在沿海设置自记验潮仪,根据水位记录曲线的异常升降现象判断出现海啸的可能性。②设置岸边水声接收站,监测海啸(因为地震海啸产生的声波的传播速度为5400千米/小时,比海啸传播的速度快得多,故可根据接收到海啸声音的时刻,推算地震海啸到达的时间)。③通过国际性的协作组织,加强通讯网,建立联合的海啸预警和警报系统。

2004年底南亚及东南亚地震海啸,已造成巨大损失。由这次南亚及东南亚地震海啸带来的巨大灾难,联想到近年来,我国一些沿海城市的建设越来越向海边前移,我们有必要思考:这次百年罕见的地震及引发的海啸,只要向东偏移若干经度,就可能发生在我国沿海,如果真是那样,我们的损失会更少还是更多?

据说许多人是在岸边捡鱼时被海浪卷入海中的。第一波海浪带来鱼,海浪退去后,一些鱼留在了岸上。当部分居民前去捡鱼时,第二波巨浪将他们吞噬。基于我们对海啸的一无所知,可以肯定地说,当相似的情况发生在我们这里时,同样会有许多人跑到海边去捡鱼,从而面对第二波巨浪的威胁。没有人告诉过我们海啸第一浪送上来的鱼,是不能捡的。

可以想象,由于灾难教育的严重缺失,当同样的海啸发生在我国沿海时,我们的损失只有更大,而不会更小。

美国地质调查所USGS国家地震讯息中心发言人贝尔说,这次遭到海啸侵袭最严重的国家都没有海啸预警制度。海啸预警制度可以在海啸发生之前的3~14小时内提出警告,让可能遭受海啸侵袭地区的人们提前撤离。

值得欣慰的是,我国有海啸预警制度,而且是“国际海啸预警制度协调小组”成员国之一。但是,这并不代表我们便可以高枕无忧。我国的海岸线很长,沿海很多人居住在偏僻的农村,交通和通讯都极其不便,能否在三个小时之内将海啸预警信息传给大部分人并使他们撤离到内陆?我们至少还缺乏经验。

如果我们要从中吸取什么教训的话,毫无疑问,一是灾难教育,二是避灾演习。

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