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日本能登半島地震,多地釋出海嘯預警,海嘯是如何形成的?

作者:奧一新聞
日本能登半島地震,多地釋出海嘯預警,海嘯是如何形成的?

2024年1月1日,日本能登半島發生地震,日本、南韓東海岸、俄羅斯遠東地區多地一度發出海嘯預警。海嘯是如何形成的?有何危害?大陸近海發生地震海嘯的機率大嗎?

海嘯是如何形成的?

海嘯(Tsunami)是世界上最猛烈的海洋自然災害之一,掀起的破壞性海浪亦稱海嘯波。它是一種重力波,波速高達每小時700~800千米,速度堪比一架噴射機,在幾小時内就能橫過大洋;高度可達十多米甚至數十米,像一堵高聳的“水牆”;其波長可達數百公裡,内含能量極大,可以傳播幾千公裡而能量損失很小。

日本能登半島地震,多地釋出海嘯預警,海嘯是如何形成的?

地震産生海嘯示意圖。來源:中國地震局發展研究中心微信公衆号

海底地震、火山爆發、海底滑坡、星體撞擊等因素都可造成海嘯,曆史上絕大多數海嘯都屬于地震海嘯,海嘯通常與地震形影相随,海底地震帶便是它們的“故鄉”。大約80%的地震海嘯發生在環太平洋地震帶,在1900-1983年,環太平洋地震帶地區便發生了405次大大小小的海嘯。但在所有海底地震中,能引發災害性海嘯地震的比例不到1%。海底地震是如何引起海嘯的?能夠引起海嘯的地震一般需要滿足以下幾個條件:

地震發生在深海,有足量的水體被擾動。隻有在深海,海底上面才有巨大的水體。破壞性海嘯的震源區水深一般在200米左右,災難性海嘯的震源區水深在千米以上。

日本能登半島地震,多地釋出海嘯預警,海嘯是如何形成的?

海嘯波的波速、波長與水深的關系。來源:中國地震局發展研究中心微信公衆号

震級足夠大,且震源較淺,提供足夠的能量。一般來說,震源在海底50千米以内、裡氏震級6.5以上的海底地震才有可能引發大的海嘯。地震發生時,斷層的存在使得海底發生大面積的陷落或擡起,進而帶動海水形成較大波浪,如同一塊巨石投入水中,形成的震蕩波在海面上以不斷擴大的圓圈,傳播到很遠的距離。

海底的位移或斷層位錯須在豎向有一定規模。海洋中經常發生大地震,但并不是所有的深海大地震都會産生海嘯,隻有那些海底發生激烈的垂直方向的位移的地震才産生海嘯。一般地說,垂直差異運動越大,相對速度越大,面積越大,海嘯等級越大。

總的來說,震級大于6.5級且發生垂向滑移的淺源海底地震容易引發海嘯。

海嘯有何危害?

海嘯可分為兩種:一類是危害極大的近海海嘯,其生成源地距海岸200公裡以内;另一類是遠道而來的遠洋海嘯。海嘯的破壞力非常巨大,相關資料顯示,海嘯高達2米時,木制房屋會瞬間遭到破壞;海嘯高達20米以上,鋼筋水泥建築物也難以招架。海嘯災害僅在二十一世紀以來已導緻全球超過25萬人死亡失蹤。

為何遠海中地震造成的海浪,在距離很遠的岸邊會形成如此高的“水牆”?波浪的能量損失與其波長成反比,當海嘯波遠距離移動時,損失的能量十分有限。而一旦其接近海岸,水深變淺,傳播速度驟然降低,前進受阻,波高便會大增,加上後面高速海水的推擠疊加,海浪就像公路上的卡車發生了連續追尾一樣,變成驚濤駭浪,撲向陸地。

日本能登半島地震,多地釋出海嘯預警,海嘯是如何形成的?

2004年印度洋海嘯影響示意圖。網絡資料圖

海嘯引起的損害和破壞主要分為三個方面,海嘯波沖擊造成的洪澇容易讓人們受困其中,因為溺水或身體遭受撞擊而受傷甚至身亡;海嘯波湧入迅速淹沒土地,對建築物、船隻、車輛造成破壞,由此形成的各類殘骸會成為危險的流動體,繼續撞擊形成連鎖反應,造成巨大破壞;海水侵蝕造成的進水、排水、儲水等設施的破壞也會引起污水和化學污染,例如因石油洩漏、港口停靠船隻受損、沿海儲油罐或煉油廠設施破裂而引起大火,核電站放射性物質發生洩漏而造成次生災害等。

世界上影響範圍最大、最嚴重的一次海嘯災難發生在1960年5月,位于智利中南部的海底發生了強烈的地震,引發了巨大的海嘯,導緻數萬人死亡和失蹤,沿岸的碼頭全部癱瘓,200萬人無家可歸。

而2004年12月26日的印度洋海嘯成為史上第二強震及海嘯,僅次于1960年的智利大海嘯,印度洋大地震和海嘯造成20多萬人死亡。此次地震引發的海嘯甚至危及遠在索馬裡的海岸居民。

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2004年印度洋海嘯某地前後對比圖。來源:江蘇海監

而2011年的3·11東日本大地震造成的巨大海嘯導緻福島核電站發生核洩漏重大事故,是全球海嘯預警及防災減災曆史中的一次裡程碑事件,它造成的全球性影響持續至今。

日本能登半島地震,多地釋出海嘯預警,海嘯是如何形成的?

2011年,福島第一核電站發生氫氣爆炸。網絡資料圖

海嘯有何征兆?

地震是海嘯發生的最早信号,地震引發的海嘯登陸前會有一些明顯的征兆。一是海水異常的暴退或暴漲,海平面顯著下降或者有巨浪襲來,都應快速撤離;二是離海岸不遠的淺海區,海面會突然變成白色,其前方出現一道長長的明亮的水牆;三是海嘯發生前異常退潮時,許多海洋生物如魚蝦等往往會留在淺灘上,這個時候千萬不要去撿魚蝦或看熱鬧,應迅速離開海岸,向陸地高處轉移。

大陸近海是否有地震海嘯風險?

大陸地震海嘯發生的頻率極低。對于遠海海嘯,日本列島、菲律賓群島等構成一條“島鍊”,屏蔽了大陸大部分的海岸線免受遠洋海嘯的侵擾;大陸大陸沿海有着平坦且延伸極遠的淺水大陸架,海嘯波到達這個地帶時能量會大量損耗,等抵達海岸時已成強弩之末。而對于最危險的近海海嘯,大陸擁有較為穩定的海床和海岸線上數千個島嶼礁灘構成的天然防波堤所屏蔽。

日本能登半島地震,多地釋出海嘯預警,海嘯是如何形成的?

中國鄰近海域海水深度示意圖。來源:中國國家地理微信公衆号

但這也不意味着,面對海嘯的威脅我們可以“高枕無憂”。大陸台灣東部較易受越洋海嘯之影響,此外也有穩定性較差的深海斜坡,存在發生近海海嘯的可能;南中國海區域位于環太平洋地震帶的邊緣,馬尼拉海溝以及蘇祿海和蘇拉威西海所處的西太平洋島弧帶,是國際公認的海嘯潛在發生源地,其引發的區域海嘯對南海周邊各國威脅極大。

據曆史海嘯資料統計,南中國海區域在曆史上曾發生過四十多次海嘯。1897年蘇祿海北部發生強烈地震海嘯,據報道造成100餘人死亡;1976年蘇拉威西海發生8.0級地震海嘯,造成菲律賓近8000人死亡或失蹤。根據數值模拟,若馬尼拉海溝北段發生8.5級地震海嘯,海嘯波将會嚴重影響菲律賓、越南、馬來西亞、文萊,以及大陸華南沿海地區。

出品:南方都市報、N視訊

整合:許樂

美編:蔡沐晗

資料來源:中國地震局、中國科技網、中國國家地理、科普中國、國家海洋預報台等