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今天是世界海嘯意識日。海嘯襲來時，往往會給陸地建筑和財(cái)產(chǎn)造成巨大的危害，因此應(yīng)對海嘯十分重要，而要應(yīng)對海嘯，先了解一下大海的這個“暴脾氣”又尤為重要。

01 大海的多樣“暴脾氣”：海嘯分為哪些類型？

海嘯本質(zhì)是一種波速高達(dá)700到800千米每小時、波長可達(dá)數(shù)百公里的大型海洋長波，其傳播速度極快，可以傳播幾千公里，而能量損失很小。

按表現(xiàn)形式，海嘯可分為海退型海嘯和海進(jìn)型海嘯。

海退型海嘯：指濱海、島嶼或海灣的海水反常退潮或河流沒水，而后海水突然席卷而來、沖向陸地。典型案例：1960年的智利地震海嘯，大海表現(xiàn)為異常的退潮現(xiàn)象。

海進(jìn)型海嘯：表現(xiàn)為海平面的突然升高，形成幾十米高的水墻，涌向?yàn)I海陸地，而后海水又驟然退去。典型案例：1983年5月26日，中日本海7.7級地震引起的海嘯，海嘯波在海岸首先表現(xiàn)為異常的漲潮現(xiàn)象。

按照形成原因，海嘯可分為地震海嘯、火山海嘯、滑坡海嘯。

地震海嘯：指在海底發(fā)生地震時，海底地形急劇升降變動引起海水強(qiáng)烈擾動，產(chǎn)生“下降型”和“隆起型”海嘯。典型案例：2011年3月日本東北部海域發(fā)生9.0級強(qiáng)烈地震并觸發(fā)海嘯，給當(dāng)?shù)卦斐闪酥卮蟮娜藛T傷亡和財(cái)產(chǎn)損失。

火山海嘯：指因火山爆發(fā)所引起的海嘯。典型案例：1883年印度尼西亞火山島喀拉喀托火山爆發(fā)引發(fā)的大海嘯，海浪高達(dá)40米，沖走了爪哇和蘇門答臘島一百多個村莊。

滑坡海嘯：指沿海或臨海地區(qū)山體滑坡，導(dǎo)致沉積物墜入大海引發(fā)的海嘯。相比于地震海嘯和火山海嘯，滑坡海嘯造成的海嘯波高更高，能量更大，且更難以發(fā)覺。典型案例：2023年9月16日，格陵蘭島迪克森峽灣山體坍塌，導(dǎo)致約2500萬立方米（體積相當(dāng)于1萬個奧運(yùn)會泳池）的物質(zhì)滑落大海，導(dǎo)致巖石和冰雪崩塌，引發(fā)了高達(dá)200米的巨大海嘯，產(chǎn)生了影響全球并持續(xù)9天的地震信號。

2022年南太平洋島國湯加火山近日劇烈噴發(fā)引發(fā)海嘯，圖為2021年4月11日Worldview02衛(wèi)星拍攝的湯加洪阿哈阿帕伊島衛(wèi)星圖片（左）和2022年1月17日“高分一號”衛(wèi)星拍攝的該島火山噴發(fā)后的衛(wèi)星圖片，橘色曲線為按照地理坐標(biāo)標(biāo)注出的島嶼原先輪廓。（圖片來源：新華社）

按照海嘯產(chǎn)生距離遠(yuǎn)近，海嘯又可分為越洋海嘯和本地海嘯兩類。

越洋海嘯：指發(fā)生地方遠(yuǎn)，橫越大洋或從很遠(yuǎn)處傳播來的海嘯，典型案例：2004年底發(fā)生在印度尼西亞的大海嘯波及到幾千公里外的斯里蘭卡。

本地海嘯：指從地震及海嘯發(fā)生源地到受災(zāi)的濱海地區(qū)相距較近的海嘯，因其預(yù)警時間短，往往造成更為嚴(yán)重的災(zāi)害。

02?大海的“暴脾氣”破了什么“防”？淺談海嘯的危害

海嘯對內(nèi)陸地區(qū)和沿海地區(qū)的危害主要體現(xiàn)在直接危害和間接危害兩個方面。

海嘯的直接危害：引起洪水泛濫，沖擊船只和海港設(shè)施建筑物，動搖橋梁、海堤和建筑物基礎(chǔ)而致其倒塌。

海嘯的間接危害：引起建筑物、船舶、油庫和加油站起火，觸發(fā)污水、石油和危險(xiǎn)化學(xué)品污染，以及引起流行病爆發(fā)和傳播，給海港、城鎮(zhèn)和村莊帶來巨大的殺傷力。

2018年12月23日，在印度尼西亞萬丹省板底蘭，海嘯過后一片狼藉（圖片來源：新華社）

03?“整頓”大海的“暴脾氣”：關(guān)于海嘯的預(yù)警

為了減少海嘯帶來的損失，提高公眾對海嘯的認(rèn)識和應(yīng)急能力，各國都建立了有效的預(yù)警系統(tǒng)和防護(hù)措施。

1997年，美國科學(xué)家發(fā)明了一種海嘯預(yù)警裝置，通過放置在海底的壓力傳感儀測量壓力數(shù)據(jù)，然后通過海面上的浮標(biāo)將測得的有關(guān)數(shù)據(jù)傳送到衛(wèi)星上，形成海嘯深海評估和報(bào)告系統(tǒng)。

針對地震型海嘯，預(yù)警系統(tǒng)通常與地震預(yù)警一同發(fā)出或者緊隨其后。不過，大部分海嘯預(yù)警的范圍往往比地震預(yù)警的范圍大得多，這是因?yàn)橄啾鹊卣?，海嘯的能量衰減并不明顯，往往能長距離奔襲。例如，2023年美國國家海嘯預(yù)警中心針對西南太平洋新喀里多尼亞東部的洛亞蒂群島附近1000公里內(nèi)的海岸發(fā)出海嘯警報(bào)。

作為一個擁有巨大海疆的國家，海嘯不是我國主要的海洋災(zāi)害，遭遇海嘯襲擊的紀(jì)錄也比較少，但我國也擁有強(qiáng)大的海嘯預(yù)報(bào)分析能力。早在1983年，我國即成為國際海嘯協(xié)調(diào)組成員國，目前擁有國家海洋局海嘯預(yù)警中心和南中國海區(qū)域海嘯預(yù)警中心兩個海嘯預(yù)警中心。2014年，由國家海洋局牽頭，我國科學(xué)家自主研發(fā)的海嘯預(yù)警浮標(biāo)可在30秒~5分鐘內(nèi)完成對太平洋、西北太平洋及南海的海嘯數(shù)值預(yù)報(bào)，可更準(zhǔn)確、更及時地捕捉到海底深淵信息，大幅提升了中國對海嘯災(zāi)害的應(yīng)急處置和反應(yīng)能力。

04化“暴脾氣”為“元?dú)狻保何覀兡芾煤[做什么？

作為一種擁有巨大能量和破壞力的海洋動力作用，馴服和征服海嘯一直是各國科學(xué)家的夢想，這其中最具可行性和操作性的就是利用海嘯產(chǎn)生的海水規(guī)律性振蕩來發(fā)電，將海嘯波的能量將其轉(zhuǎn)化為電能——當(dāng)海嘯波沖擊特定裝置時，這些裝置即會捕獲和收集波浪動能，并將波浪能其轉(zhuǎn)化為機(jī)械能，再通過液壓或氣壓等方式轉(zhuǎn)化為電能。

2005年，由中國科學(xué)院廣州能源研究所海洋能實(shí)驗(yàn)室自主研發(fā)并建設(shè)的汕尾市的波浪能電站，通過低頻共振器排成的周期陣列，將波浪運(yùn)動的機(jī)械能轉(zhuǎn)化為電能，建成世界上首座獨(dú)立穩(wěn)定的波浪能系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)了將波浪能到電能的穩(wěn)定轉(zhuǎn)化。當(dāng)然，雖然有了這類波浪能電站，但由于海嘯的不穩(wěn)定性，目前這項(xiàng)技術(shù)的大規(guī)模使用，還在技術(shù)研制中，還需要克服技術(shù)、經(jīng)濟(jì)和環(huán)境等多方面的挑戰(zhàn)。

2024年9月。集美大學(xué)海洋裝備與機(jī)械工程學(xué)院楊紹輝教授團(tuán)隊(duì)的科研項(xiàng)目——“集大4號”可自航混流氣動式波浪能發(fā)電平臺成功下水（圖片來源：新華社）

05?一場地質(zhì)歷史“懸案”，因海嘯而真相大白？

海嘯與海底地震相伴相生，在地質(zhì)歷史和地層記錄并不少見，這其中最為典型的就是對竹葉狀灰?guī)r產(chǎn)生機(jī)理的認(rèn)識發(fā)現(xiàn)。

竹葉狀灰?guī)r是石灰?guī)r的一種，因其巖石截面常有礫石而呈竹葉狀，故被稱為竹葉狀灰?guī)r。竹葉狀灰?guī)r在在我國華北地臺寒武系和奧陶系大量出現(xiàn)，典型產(chǎn)區(qū)有山東蒼山、平邑、張夏等地?；?guī)r中礫屑大小不一，一般長0.3厘米～10厘米，多為泥晶方解石，膠結(jié)物和填充物多為微晶或細(xì)晶方解石，礫石常伴有交錯層理、干裂、波痕等構(gòu)造。

竹葉狀灰?guī)r（圖片來源：抖音視頻截圖）

竹葉狀灰?guī)r作為一種觀賞石，廣泛存在于世界各地，受到世界人民的喜愛，但是關(guān)于其成因及其廣闊的分布范圍，一直眾說紛紜，莫衷一是，直至1985年美國科學(xué)家Michael D. Wilson在一次海嘯之后的混亂的沉積序列中受到啟發(fā)，發(fā)現(xiàn)原來這些所謂的竹葉狀都是海嘯導(dǎo)致的風(fēng)暴流侵蝕改造已固結(jié)或半固結(jié)灰?guī)r而成，一場地質(zhì)歷史中的懸案因?yàn)楹[而真相大白。

展望

近年來，隨著氣候變暖和極端氣候頻發(fā)，海嘯對我國沿海和南海，特別是臺灣島的危害進(jìn)一步加劇，需要引起足夠注意。

圖片來源：國家突發(fā)事件預(yù)警信息發(fā)布網(wǎng)截圖

2024年4月3日，臺灣省花蓮縣海域發(fā)生的地震觸發(fā)了我國第一次海嘯Ⅰ級紅色警報(bào)，對我國臺灣東部地區(qū)造成了一定的影響。因此，繼續(xù)研發(fā)更先進(jìn)的海嘯探測和監(jiān)測儀器，更好地進(jìn)行海嘯預(yù)警，是守護(hù)我國海域的安寧和人民安全的題中應(yīng)有之義。

作者：劉漢斌 地質(zhì)博士，地質(zhì)高級工程師

審核：劉幫軍 河北工程大學(xué)地球科學(xué)與工程學(xué)院副教授、碩士生導(dǎo)師

出品：科普中國

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