世界海嘯意識日｜如何應對大海的“暴脾氣”？

今天是世界海嘯意識日。海嘯襲來時，往往會給陸地建築和財產造成巨大的危害，因此應對海嘯十分重要，而要應對海嘯，先了解一下大海的這個“暴脾氣”又尤爲重要。

大海的多樣“暴脾氣”：海嘯分爲哪些類型？

海嘯本質是一種波速高達700到800千米每小時、波長可達數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。

按表現形式，海嘯可分爲海退型海嘯和海進型海嘯。

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，而後海水突然席捲而來、衝向陸地。典型案例：1960年的智利地震海嘯，大海表現爲異常的退潮現象。

海進型海嘯：表現爲海平面的突然升高，形成幾十米高的水牆，涌向濱海陸地，而後海水又驟然退去。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爲異常的漲潮現象。

按照形成原因，海嘯可分爲地震海嘯、火山海嘯、滑坡海嘯。

地震海嘯：指在海底發生地震時，海底地形急劇升降變動引起海水強烈擾動，產生“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生9.0級強烈地震並觸發海嘯，給當地造成了重大的人員傷亡和財產損失。

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

滑坡海嘯：指沿海或臨海地區山體滑坡，導致沉積物墜入大海引發的海嘯。相比於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，導致約2500萬立方米(體積相當於1萬個奧運會泳池)的物質滑落大海，導致岩石和冰雪崩塌，引發了高達200米的巨大海嘯，產生了影響全球並持續9天的地震信號。

按照海嘯產生距離遠近，海嘯又可分爲越洋海嘯和本地海嘯兩類。

越洋海嘯：指發生地方遠，橫越大洋或從很遠處傳播來的海嘯，典型案例：2004年底發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：指從地震及海嘯發生源地到受災的濱海地區相距較近的海嘯，因其預警時間短，往往造成更爲嚴重的災害。

大海的“暴脾氣”破了什麼“防”？淺談海嘯的危害

海嘯對內陸地區和沿海地區的危害主要體現在直接危害和間接危害兩個方面。

海嘯的直接危害：引起洪水氾濫，衝擊船隻和海港設施建築物，動搖橋樑、海堤和建築物基礎而致其倒塌。

海嘯的間接危害：引起建築物、船舶、油庫和加油站起火，觸發污水、石油和危險化學品污染，以及引起流行病爆發和傳播，給海港、城鎮和村莊帶來巨大的殺傷力。

“整頓”大海的“暴脾氣”：關於海嘯的預警

爲了減少海嘯帶來的損失，提高公衆對海嘯的認識和應急能力，各國都建立了有效的預警系統和防護措施。

1997年，美國科學家發明了一種海嘯預警裝置，通過放置在海底的壓力傳感儀測量壓力數據，然後通過海面上的浮標將測得的有關數據傳送到衛星上，形成海嘯深海評估和報告系統。

針對地震型海嘯，預警系統通常與地震預警一同發出或者緊隨其後。不過，大部分海嘯預警的範圍往往比地震預警的範圍大得多，這是因爲相比地震，海嘯的能量衰減並不明顯，往往能長距離奔襲。例如，2023年美國國家海嘯預警中心針對西南太平洋新喀里多尼亞東部的洛亞蒂羣島附近1000公里內的海岸發出海嘯警報。

作爲一個擁有巨大海疆的國家，海嘯不是我國主要的海洋災害，遭遇海嘯襲擊的紀錄也比較少，但我國也擁有強大的海嘯預報分析能力。早在1983年，我國即成爲國際海嘯協調組成員國，目前擁有國家海洋局海嘯預警中心和南中國海區域海嘯預警中心兩個海嘯預警中心。2014年，由國家海洋局牽頭，我國科學家自主研發的海嘯預警浮標可在30秒~5分鐘內完成對太平洋、西北太平洋及南海的海嘯數值預報，可更準確、更及時地捕捉到海底深淵信息，大幅提升了中國對海嘯災害的應急處置和反應能力。

化“暴脾氣”爲“元氣”：我們能利用海嘯做什麼？

作爲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家的夢想，這其中最具可行性和操作性的就是利用海嘯產生的海水規律性振盪來發電，將海嘯波的能量轉化爲電能——當海嘯波衝擊特定裝置時，這些裝置即會捕獲和收集波浪動能，並將波浪能其轉化爲機械能，再通過液壓或氣壓等方式轉化爲電能。

2005年，由中國科學院廣州能源研究所海洋能實驗室自主研發並建設的汕尾市的波浪能電站，通過低頻共振器排成的週期陣列，將波浪運動的機械能轉化爲電能，建成世界上首座獨立穩定的波浪能系統，實現了將波浪能到電能的穩定轉化。當然，雖然有了這類波浪能電站，但由於海嘯的不穩定性，目前這項技術的大規模使用，還在技術研製中，還需要克服技術、經濟和環境等多方面的挑戰。

一場地質歷史“懸案”，因海嘯而真相大白？

海嘯與海底地震相伴相生，在地質歷史和地層記錄並不少見，這其中最爲典型的就是對竹葉狀灰巖產生機理的認識發現。

竹葉狀灰巖是石灰岩的一種，因其岩石截面常有礫石而呈竹葉狀，故被稱爲竹葉狀灰巖。竹葉狀灰巖在我國華北地區寒武系和奧陶系大量出現，典型產區有山東蒼山、平邑、張夏等地。灰巖中礫屑大小不一，一般長0.3釐米～10釐米，多爲泥晶方解石，膠結物和填充物多爲微晶或細晶方解石，礫石常伴有交錯層理、乾裂、波痕等構造。

竹葉狀灰巖作爲一種觀賞石，廣泛存在於世界各地，受到世界人民的喜愛，但是關於其成因及其廣闊的分佈範圍，一直衆說紛紜，莫衷一是，直至1985年美國科學家Michael D. Wilson在一次海嘯之後的混亂的沉積序列中受到啓發，發現原來這些所謂的竹葉狀都是海嘯導致的風暴流侵蝕改造已固結或半固結灰巖而成，一場地質歷史中的懸案因爲海嘯而真相大白。

展望

近年來，隨着氣候變暖和極端氣候頻發，海嘯對我國沿海和南海，特別是臺灣島的危害進一步加劇，需要引起足夠注意。

2024年4月3日，臺灣省花蓮縣海域發生的地震觸發了我國第一次海嘯Ⅰ級紅色警報，對我國臺灣東部地區造成了一定的影響。因此，繼續研發更先進的海嘯探測和監測儀器，更好地進行海嘯預警，是守護我國海域的安寧和人民安全的題中應有之義。

作者：劉漢斌 地質博士，地質高級工程師

審覈：劉幫軍 河北工程大學地球科學與工程學院副教授、碩士生導師