论文部分内容阅读
日本特大地震引发的海啸袭击了日本列岛及其太平洋沿岸周边国家和地区。研究人员对有关数据分析后发现，在地震发生后五六分钟，震中海面至少上升了3.5米。他们推测，冲上陆地的海水量可与2004年印度尼西亚苏门答腊岛附近海域发生海啸时的海水量相匹敌。对发生在海洋里的地震来说，其伴生灾害中最具破坏性的就是海啸。很多时候，海啸造成的损失往往会高于地震本身。
海啸是什么
海啸并非神秘莫测。从本质上说，它跟我们往水里面扔石头搞出来的水波差不太多。两者都是水面受到扰动后，在重力作用下往外传的波动。这类波动有个学名叫“重力波”。
不过，与常见的水波不同，海啸的两个波峰之间的距离非常长，一般来说有几百千米。对于这种波长远大于水深的重力波，其传播速度与水深密切相关。水越深，海啸传播速度越快；水越浅，海啸传播速度越慢。全球大洋的平均深度大概为4000米左右。在这么深的大洋中，海啸的传播速度非常快，通常情况下为500～800千米/小时，这和大飞机的飞行速度差不多。再加上海啸在深海传播过程中能量耗散很弱，所以在大洋这头发生的海啸，常常能很快影响到大洋对面的国家。像1960年智利9.5级地震引起的大海啸，20多小时后就到达1.7万千米外的日本海岸。
在大洋里，海啸引起的海表面变化通常很小，大多只有几十厘米。在海上有风浪、涌浪等同时存在的情况下，海上航行的人很难觉察到这么微小的变化。1896年日本因8.5级地震引起的海啸浪高20多米，夺走了超过2.8万人的生命，可是当时在离岸仅40千米处作业的渔民却完全没有感受到海啸的来临。
深海生成的海啸传到浅海后，因为水深变浅，再加上海底的摩擦作用，其传播速度会减慢。由此引起的水体堆积会使海表面变化急剧增大。有时，水体堆积引起的巨浪甚至可达30米以上。如果近岸地区的地形结构再比较特殊，比如喇叭口状的海湾等，水的汇集还可能进一步使水位升高，形成“大海啸”。近代比较著名的“大海啸”于1958年7月9日发生在美国阿拉斯加的利陶亚海湾，其最大高度甚至达到了惊人的524米。在此情形下，你就算当时站在420米高的上海金茂大厦顶上，照样能被冲走。好在这种事件发生的条件很特殊，因此还是很少见的。
海啸是怎么产生的
如上面所说，海啸跟用石头砸水搞出来的水波差不多，但小小的石头是引不起海啸的，只有当大面积水体突然抬升或下沉，才能引发海啸。能有此等本事的家伙，除了海底地震之外，就是海底火山爆发、海底大面积滑坡了。这些过程释放的能量都是非常惊人的。像2004年引起印度洋海啸的地震，其释放的能量相当于2.3万颗广岛原子弹。值得注意的是，并不是所有地震都会引起海啸。以海底地震而言，有些地震是由板块水平滑移断裂造成的，并不会造成起始水体的抬升，因而不会引起海啸。
除了这些，还有一些不那么典型的事件也能导致海啸，比如小行星撞地球。这可不是开玩笑，很多科学家都认为，在6500万年前毁灭恐龙的白垩纪第三纪物种灭绝（“K-T灭绝事件”）就是因小行星撞地球引起的，它导致了全球范围内的“大海啸”，一些科学家推测，在某些地区，巨浪的高度甚至可能达到了300米。
因为海啸的触发机制较多，一般来讲，海啸可能发生于任何巨大的水体中，比如海洋甚至大的湖泊中。不过，根据现有记载，大约80％以上的海啸都发生在太平洋沿岸。
那么，这次日本海啸与历史上发生的其他海啸之间是否有所差别呢？从本质上讲，这些海啸并没有什么区别；如果说真有区别的话，也就是地震震级或海啸波高等等一些数字上的差异。有些人会奇怪，为什么这次日本海啸对其他太平洋沿岸的冲击并没有想象中那么大？这是因为海啸在传播过程中能量消耗所造成的，其实在以往也有海啸对其他区域影响很小的例子。
海啸如何预警
总体来说，海啸具有相当大的破坏力，它们的出现往往出人意料。因此，要想避免海啸带来的巨大损失，除了保护诸如红树林等沿海生态环境、进行海啸知识和逃生技能技巧训练外，最主要的手段就是建立完善的海啸预警系统，让人们提早做好准备。
海啸预警的基本原理非常简单，地震发生时，海底地面会出现错动，地震波同时在固体地球和海水中传播。地震压缩波在固体地球中的传播速度为6000米/秒以上，远远快于其在水中的传播速度。目前，地震台网只需几分钟就可以确定地震发生位置，而后结合深海水文检测系统，人们就能判定是否有海啸生成。如果震中离海岸足够远，一旦确定海啸产生，利用该速度差，有关部门就可以发出警报，为应对灾害赢得时间。
尽管海啸预警系统对减小沿海区域的损失很有帮助，但预警系统仍不完美。现有海啸预警能力主要体现在对海啸到达时间的预警上，对海啸引起的巨浪高度等的预报还不准确。因为海底地形非常复杂，海底变形很难测得准。加上我们目前对海啸传播过程中一些具体物理过程的理解还不够深刻，所以会出现上述问题。比如这次的日本地震海啸预警中，人们准确预测到了海啸发生时间，但对海啸强度却没能做出准确预测。
目前，隶属于欧盟的联合研究中心（JRC）正在研究一种全球海啸建模系统，它基于事先计算好的全球海啸场景以及接近实时的计算，能够在地震生成的海啸发生20分钟内发出预警。
海啸能影响到我国吗
与海啸重灾区日本不同，虽然我国历史上也曾发生过海啸，但危害较大的海啸很少见。这主要是因为我国近海水深较浅，大陆架非常宽阔，由于海底摩擦的作用，很多能量都会在传播过程中被耗散掉。因此造成的损害大大降低。不过对于海水较深的南海区域，被海啸影响到的可能性相对高一些。
从史书上看，自公元前47年到2000年5月，中国大的海啸发生过29次，多数都没有造成很大危害，只是引起恐慌。
虽然中国沿海地区受到大海啸袭击的可能性不大，但我国东部近岸区域的海拔很低，许多沿海城市只高出海平面几米，再加上这些城市的人口密度和经济水平都比较高，因此海表面很小的变化都可能造成巨大的生命财产损失。从防灾角度来看，即使是小海啸，我们也不能掉以轻心。
【责任编辑】赵菲
相关链接
全球海啸发生区
根据1700多年来的统计，全球有记载的破坏性较大的地震海啸约发生260次，平均6、7年发生一次。其中发生在环太平洋地震带上的地震海啸约占80％，发生在地中海区的约占8％，在日本列岛及其邻近海域发生的地震约占太平洋地震海啸的60％，日本是世界上发生地震海啸最频繁和受危害最重的国家。英文中的“海啸”（tsunami）一词就源自日语。
在太平洋发生大海啸的可能性，为每10年1到2次。太平洋板块从印度尼西亚东部到日本，直到阿拉斯加，然后到智利，整个环太平洋地区都是海啸的多发区域。
海啸是什么
海啸并非神秘莫测。从本质上说，它跟我们往水里面扔石头搞出来的水波差不太多。两者都是水面受到扰动后，在重力作用下往外传的波动。这类波动有个学名叫“重力波”。
不过，与常见的水波不同，海啸的两个波峰之间的距离非常长，一般来说有几百千米。对于这种波长远大于水深的重力波，其传播速度与水深密切相关。水越深，海啸传播速度越快；水越浅，海啸传播速度越慢。全球大洋的平均深度大概为4000米左右。在这么深的大洋中，海啸的传播速度非常快，通常情况下为500～800千米/小时，这和大飞机的飞行速度差不多。再加上海啸在深海传播过程中能量耗散很弱，所以在大洋这头发生的海啸，常常能很快影响到大洋对面的国家。像1960年智利9.5级地震引起的大海啸，20多小时后就到达1.7万千米外的日本海岸。
在大洋里，海啸引起的海表面变化通常很小，大多只有几十厘米。在海上有风浪、涌浪等同时存在的情况下，海上航行的人很难觉察到这么微小的变化。1896年日本因8.5级地震引起的海啸浪高20多米，夺走了超过2.8万人的生命，可是当时在离岸仅40千米处作业的渔民却完全没有感受到海啸的来临。
深海生成的海啸传到浅海后，因为水深变浅，再加上海底的摩擦作用，其传播速度会减慢。由此引起的水体堆积会使海表面变化急剧增大。有时，水体堆积引起的巨浪甚至可达30米以上。如果近岸地区的地形结构再比较特殊，比如喇叭口状的海湾等，水的汇集还可能进一步使水位升高，形成“大海啸”。近代比较著名的“大海啸”于1958年7月9日发生在美国阿拉斯加的利陶亚海湾，其最大高度甚至达到了惊人的524米。在此情形下，你就算当时站在420米高的上海金茂大厦顶上，照样能被冲走。好在这种事件发生的条件很特殊，因此还是很少见的。
海啸是怎么产生的
如上面所说，海啸跟用石头砸水搞出来的水波差不多，但小小的石头是引不起海啸的，只有当大面积水体突然抬升或下沉，才能引发海啸。能有此等本事的家伙，除了海底地震之外，就是海底火山爆发、海底大面积滑坡了。这些过程释放的能量都是非常惊人的。像2004年引起印度洋海啸的地震，其释放的能量相当于2.3万颗广岛原子弹。值得注意的是，并不是所有地震都会引起海啸。以海底地震而言，有些地震是由板块水平滑移断裂造成的，并不会造成起始水体的抬升，因而不会引起海啸。
除了这些，还有一些不那么典型的事件也能导致海啸，比如小行星撞地球。这可不是开玩笑，很多科学家都认为，在6500万年前毁灭恐龙的白垩纪第三纪物种灭绝（“K-T灭绝事件”）就是因小行星撞地球引起的，它导致了全球范围内的“大海啸”，一些科学家推测，在某些地区，巨浪的高度甚至可能达到了300米。
因为海啸的触发机制较多，一般来讲，海啸可能发生于任何巨大的水体中，比如海洋甚至大的湖泊中。不过，根据现有记载，大约80％以上的海啸都发生在太平洋沿岸。
那么，这次日本海啸与历史上发生的其他海啸之间是否有所差别呢？从本质上讲，这些海啸并没有什么区别；如果说真有区别的话，也就是地震震级或海啸波高等等一些数字上的差异。有些人会奇怪，为什么这次日本海啸对其他太平洋沿岸的冲击并没有想象中那么大？这是因为海啸在传播过程中能量消耗所造成的，其实在以往也有海啸对其他区域影响很小的例子。
海啸如何预警
总体来说，海啸具有相当大的破坏力，它们的出现往往出人意料。因此，要想避免海啸带来的巨大损失，除了保护诸如红树林等沿海生态环境、进行海啸知识和逃生技能技巧训练外，最主要的手段就是建立完善的海啸预警系统，让人们提早做好准备。
海啸预警的基本原理非常简单，地震发生时，海底地面会出现错动，地震波同时在固体地球和海水中传播。地震压缩波在固体地球中的传播速度为6000米/秒以上，远远快于其在水中的传播速度。目前，地震台网只需几分钟就可以确定地震发生位置，而后结合深海水文检测系统，人们就能判定是否有海啸生成。如果震中离海岸足够远，一旦确定海啸产生，利用该速度差，有关部门就可以发出警报，为应对灾害赢得时间。
尽管海啸预警系统对减小沿海区域的损失很有帮助，但预警系统仍不完美。现有海啸预警能力主要体现在对海啸到达时间的预警上，对海啸引起的巨浪高度等的预报还不准确。因为海底地形非常复杂，海底变形很难测得准。加上我们目前对海啸传播过程中一些具体物理过程的理解还不够深刻，所以会出现上述问题。比如这次的日本地震海啸预警中，人们准确预测到了海啸发生时间，但对海啸强度却没能做出准确预测。
目前，隶属于欧盟的联合研究中心（JRC）正在研究一种全球海啸建模系统，它基于事先计算好的全球海啸场景以及接近实时的计算，能够在地震生成的海啸发生20分钟内发出预警。
海啸能影响到我国吗
与海啸重灾区日本不同，虽然我国历史上也曾发生过海啸，但危害较大的海啸很少见。这主要是因为我国近海水深较浅，大陆架非常宽阔，由于海底摩擦的作用，很多能量都会在传播过程中被耗散掉。因此造成的损害大大降低。不过对于海水较深的南海区域，被海啸影响到的可能性相对高一些。
从史书上看，自公元前47年到2000年5月，中国大的海啸发生过29次，多数都没有造成很大危害，只是引起恐慌。
虽然中国沿海地区受到大海啸袭击的可能性不大，但我国东部近岸区域的海拔很低，许多沿海城市只高出海平面几米，再加上这些城市的人口密度和经济水平都比较高，因此海表面很小的变化都可能造成巨大的生命财产损失。从防灾角度来看，即使是小海啸，我们也不能掉以轻心。
【责任编辑】赵菲
相关链接
全球海啸发生区
根据1700多年来的统计，全球有记载的破坏性较大的地震海啸约发生260次，平均6、7年发生一次。其中发生在环太平洋地震带上的地震海啸约占80％，发生在地中海区的约占8％，在日本列岛及其邻近海域发生的地震约占太平洋地震海啸的60％，日本是世界上发生地震海啸最频繁和受危害最重的国家。英文中的“海啸”（tsunami）一词就源自日语。
在太平洋发生大海啸的可能性，为每10年1到2次。太平洋板块从印度尼西亚东部到日本，直到阿拉斯加，然后到智利，整个环太平洋地区都是海啸的多发区域。