海啸揭秘

	海啸揭秘

2004年12月26日，印度尼西亚苏门答腊岛附近海域发生了一场巨大的、连地球都要为之颤抖的水下地震。这次地震高达里氏9.0级，是自1964年以来最强烈的地震。随后几天里还发生了数十次5.0级以上的余震。但是，这次毁灭性的地震所带来的最惨烈、最具破坏性的后果是它引发了海啸。死亡人数已经超过220,000人，许多社区都遭受了极其惨重的财产损失。

DigitalGlobe供图 苏门答腊岛的班达亚齐海岸在2004年海啸前后的情况对比。

DigitalGlobe供图 班达亚齐北部海岸在2004年海啸前后的情况对比。

这场海啸所造成的破坏远远超过了近代以来的其他任何海啸，但从科学角度来看，事件的发展过程依旧遵循了典型海啸的基本顺序。在本文中，我们将考察海啸的起因、推动海啸的物理过程以及海啸袭击所造成的影响。我们还将探讨为了避免再次发生像2004年最后几天内所发生的海啸这样的灾难，科学家们在监视和预测海啸方面所做的全球范围的努力。

2004年海啸视频 从斯里兰卡一家旅馆的露台拍摄的视频 海啸袭击马来西亚的槟城海滨海岸的视频 从斯里兰卡一个度假村的露台拍摄的视频

波的解析

“海啸”一词来源于日语单词tsu（海港）和nami（波）。海啸是海洋里的一个或一系列波，它们的长度可以达到数百公里，高度可以达到10米。这些“水墙”以不低于商用喷气式飞机的速度推进。2004年12月26日发生的巨大海啸在75分钟内推进了600公里。也就是说，其速度为480公里/小时。这些水墙能够对沿海地带造成巨大破坏。

DigitalGlobe供图 2004年12月26日，海啸袭击了斯里兰卡。

为了理解海啸，首先让我们对波进行一般性的考察。大多数人都很熟悉海滩上的波或当地水上公园波浪池中的波。波由波峰（波的最高点）和波谷（波的最低点）组成。波可以用两种方法进行测量：

• 波高是波峰和波谷之间的距离。
• 波长是两个连续的波峰之间的水平距离。

美国海军供图 简正波的解析

波的频率是通过两个连续的波通过同一点所需的时间测量的。这称为波的周期。

海啸和简正波具有完全相同的部分并且可以用相同的方法测量，但是两者之间存在许多差异。下图显示了其中一些差异。

典型的海啸波 与由风形成的典型波之比较
波的特征	由风形成的波	海啸波
波速	8-100公里/小时	800-1,000公里/小时
波的周期 （两个连续的波通过空间中同一点所需的时间）	相隔5到20秒	相隔10分钟到2小时
波长 （两个波之间的水平距离）	相隔100-200米	相隔100-500公里

主要差异是大小、速度和来源。下面让我们来了解一下简正波是如何产生的。

海洋中的波是由许多因素（地心引力、水下活动、大气压）产生的，但是波的最常见的来源是风。

DigitalGlobe供图 2004年班达亚齐洪水

DigitalGlobe供图 2004年海啸前后的班达亚齐大清真寺

当风吹过平静的水面时，空气分子在被风携带掠过水面的过程中抓住水分子。空气和水之间的摩擦力使水面伸展开来，并且在水中产生了被称为毛细波的波纹。毛细波以圈状移动。在水面垂直下方也继续着相同的圈状运动，尽管运动强度随着水深的增加而减弱。随着波的前进，越来越多的水分子聚集在一起，增加了波的大小和动量。我们需要了解的有关波的最重要的特征是：它们并不代表水的运动，相反，它们表现了穿过水体的能量运动。

在简正波中，风是能量的来源。风波的大小和速度取决于风的强度。

海啸的产生

海啸的最常见起因是水下地震。只有明白了板块构造理论，才能更好地理解水下地震。板块构造理论提出，岩石圈（地球的顶层）是由一系列巨大的板块组成。这些板块构成了陆地和海底。它们坐落在位于其下方的、被称为软流圈的粘性层上。

请设想将一个馅饼切成八块。馅饼的外壳相当于岩石圈，下面的又热又粘的馅就相当于软流圈。在地球上，这些板块在不停地运动，这表现为它们以每年 2.5 - 5 厘米的速度彼此交错移动。在断层线（即相当于馅饼被切开的位置）两边，这一移动现象最为剧烈。这些运动能够引起地震和火山爆发，而当它们在海底发生时，就成为海啸的两个可能的来源。

­海啸的形成

当两个板块在称为板块边界的地区发生碰撞时，较重的板块就会滑到较轻的板块下面。这称为俯冲。水下俯冲通常会以海底深海沟的形式留下巨大的“手印”。

在一些发生俯冲现象的情况下，与较轻板块相连的海底的一部分可能由于来自下沉板块的压力而突然“折断”。这会导致地震。地震的震源是地球内部首先发生断裂、岩石破裂和最早生成地震波的位置。震中是位于震源正上方的海底位置。

当这部分板块突然断裂并且以巨大的力量向上发射数吨重的岩石时，这种力量的能量将被转移到水中。能量将向上推动水体，使其高于正常的海平面。这就是海啸的起源。2004年12月26日在印度洋引起海啸的地震是里氏9.0级地震——这是有史以来最大的地震之一。

海啸事件能够导致海啸的自然事件被称为海啸事件。除了地震和火山爆发以外，还有两个较小的事件也会引发海啸：海底滑坡和海底火山爆发。通常，这些事件伴随着大地震一同发生，增加了海啸的总体威力或者产生了额外的海啸。它们与地震有着相同的原理，都是通过向上猛烈释放能量来影响上层水域。