為什么說海嘯來臨時，船要奔向深海？

審核專家：王宗辰

國家海洋環(huán)境預報中心（自然資源部海嘯預警中心） 助理研究員

這本來是無比平靜的一個清晨，距蘇門答臘島160千米的深海爆發(fā)了一場罕見的9.1級地震，在岸邊的游客發(fā)現(xiàn)遠處的海面突然升起一道高得嚇人的水墻，像火車頭一樣向他們飛奔過來，這就是海嘯。

這使得近百年沒有經歷過海嘯的當地人，從此留下了對海洋最難忘的黑暗記憶。

海嘯是由海底地震、火山爆發(fā)、海底滑坡或天氣變化引起的超級大浪。它們在海里跑得比飛機更快，每小時七八百公里，在近10個小時內就能傳遍整個大洋；波長有時有1500公里，長時間奔襲都不會明顯衰減。

雖然在深海中，海嘯的波高看起來平平無奇，僅僅只有0.1-5米左右，但只要靠近岸邊淺水區(qū)，它們就會變得異常兇猛，波長變短而波高暴漲，形成一道遮天蔽日的“水墻”，并且受到海底地形、海岸線形狀和波浪特性的影響，不停地沖擊海岸線，甚至越過防波堤，摧毀建筑物，淹沒土地。

在小球大世界《海嘯爆發(fā)！印度洋的“咆哮”》的專家講座中，我們就深入了解了一場毀滅性的海嘯活動——2004年印度尼西亞海嘯。

這場重創(chuàng)印度洋沿海國家的海嘯過程，背后又有哪些科學原理呢？

2004年印度洋海嘯影響示意圖

來源丨維基百科

1 印尼為什么海嘯災害總是很嚴重？

2004年12月26日，印度尼西亞蘇門答臘島以北安達曼海海底發(fā)生9.1級地震，從而引發(fā)巨大海嘯，造成印度洋周邊國家死亡人數超過22萬人，其中印度尼西亞死亡人數超過16萬人。

2018年9月28日，印度尼西亞中蘇拉威西省發(fā)生強烈地震和海嘯，災難造成超過2000人死亡，另有超過2500人重傷，并造成了近7萬間房屋損毀，數萬人被迫撤離家園。

2004年印度洋海嘯某地前后對比圖

來源丨江蘇海監(jiān)

我們不難發(fā)現(xiàn)，印度尼西亞兩次海嘯災害的發(fā)生都是起源于地震，進而誘發(fā)了海嘯。從板塊構造學說的角度來看，印度尼西亞地處印澳板塊和亞歐板塊的消亡邊界，板塊碰撞擠壓，火山地震繁發(fā)，是世界上地震災害最頻發(fā)的地區(qū)，每年大小地震數超過上千次。

六大板塊和火山地震帶分布圖

來源丨人教版高中地理

其次，海嘯對近岸地區(qū)的破壞尤為嚴重。

印度尼西亞是世界上最大的群島國家，島嶼數量超過1.7萬個，海岸線漫長，人口也大多分布在各島嶼的沿海地區(qū)。所以就算有全球海嘯預警系統(tǒng)，對于印度尼西亞這種距離海嘯生成地很近的國家來說，也很難有反應時間。

2 海嘯和風暴潮的區(qū)別是什么？

對于中國沿海城市來說，人們對于海嘯的熟知度可能遠遠比不上風暴。每當夏秋時分，臺風帶來的風暴潮都會對我國東南沿海造成不同程度的損失。

那么，都是靠岸時掀起了巨浪，海嘯和風暴潮有什么區(qū)別呢？

風暴潮

來源丨國家減災網

首先是起源和觸發(fā)機制的不同。

海嘯主要是由海底地震、火山爆發(fā)或發(fā)生在海洋表面以下的大型山體滑坡產生。當海底發(fā)生地震時，大量的水會發(fā)生垂直位移，產生了一系列強大的波浪，向四面八方輻射開來。

相比之下，正常的風暴（如臺風或旋風）是因為大氣層的干擾，因此伴隨風暴潮來臨的總是強風、大雨和雷暴，其中暴風雨的能量來自于溫差、濕度和大氣壓力。

其次是波浪的形成和破壞性潛力不同。

海嘯的波長特別長，可以達到幾百公里，它們在寬闊的海洋中長距離奔襲，在接近海岸時便達到了驚人的高度。

來源丨網絡

相比之下，風暴波是由風的能量轉移到海洋表面而產生的相對短波長的波，它們的破壞力一般只限于緊鄰海岸的地方。

來源丨甘肅大眾科普網

另外，風暴潮與海嘯在波形上也有著明顯的不同。風暴潮一般只有1～2個峰值，波高不是驟然增大，而是有一個漸次上升的過程。

地震海嘯卻有多個峰值，且連續(xù)排列幾個大波，尤其是第二和第三個波峰高度最大，靜緩上升的情況極為少見，絕大多數是喧囂洶涌地撞擊海岸，在近岸處形成軒然大波。

來源丨甘肅省科協(xié)

第三是速度和距離的不同。

海嘯可以以難以置信的速度穿越海洋，通常超過每小時700公里（每小時435英里），它們跨越整個洋盆，在到達另一處大陸的海岸線之前可能已經旅行了數千公里。而受風向和大氣條件的影響，風暴通常以較慢的速度移動，并且它們距離更短，更有可能只影響附近的海岸線。

3 海嘯的傳播速度與什么有關？

在觀察2004年的印度洋海嘯傳播時間圖時，我們不難發(fā)現(xiàn)，一些直線距離更靠近震源的陸地反而受到海嘯的侵蝕時間較晚，這是為什么呢？

來源丨小球大世界

關于海嘯的傳播時間，其實受到了兩種因素的影響。

首先是水深。海嘯在深海的傳播過程可以近似看做淺水波（波長遠大于水深），傳播速度與水深的平方根成正比，因此水越深，海嘯傳播速度越快。

如果海嘯傳播過程中途徑海域的水深相對較淺，則傳播速度也會變慢。這就會導致，雖然有些陸地距離海嘯源的直線距離看起來更近，反而海嘯來臨的速度更慢。

來源丨知乎

其次是海底特征。海嘯的速度和行為會受到海床特征的顯著影響，包括其形狀和地形。陡峭的海床往往會將達到的海嘯波反射回去，相反，當波浪遇到水下山脊或淺水區(qū)時波浪的速率減緩5到20倍，波列受到擠壓，導致海嘯波波幅增大。它是海嘯到達海岸時釋放出的巨大破壞力的原因，但也是延緩海嘯到達時間的因素。

海嘯傳播速度和波長的量級

來源丨環(huán)境百科

臨近暑假，正是海邊游玩的好季節(jié)。雖然中國沿海發(fā)生海嘯的概率很小，但是如果你在海邊感覺到了地震，還是要立即動身轉移。

另外，假如你觀察到潮汐突然反常漲落，比如海水快速退去，此時也應該馬上離開海岸，因為很有可能海嘯即將到來。

想了解更多有關海嘯的知識，一起來關注小球大世界的最近講座吧！