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今天是世界海嘯意識日。海嘯襲來(lái)時(shí)，往往會(huì )給陸地建筑和財產(chǎn)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(gè)“暴脾氣”又尤為重要。

01 大海的多樣“暴脾氣”：海嘯分為哪些類(lèi)型？

海嘯本質(zhì)是一種波速高達700到800千米每小時(shí)、波長(cháng)可達數百公里的大型海洋長(cháng)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(méi)水，而后海水突然席卷而來(lái)、沖向陸地。典型案例：1960年的智利地震海嘯，大海表現為異常的退潮現象。

海進(jìn)型海嘯：表現為海平面的突然升高，形成幾十米高的水墻，涌向濱海陸地，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為異常的漲潮現象。

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(shí)，海底地形急劇升降變動(dòng)引起海水強烈擾動(dòng)，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級強烈地震并觸發(fā)海嘯，給當地造成了重大的人員傷亡和財產(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40米，沖走了爪哇和蘇門(mén)答臘島一百多個(gè)村莊。

滑坡海嘯：指沿?；蚺R海地區山體滑坡，導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(jué)。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(wàn)立方米（體積相當于1萬(wàn)個(gè)奧運會(huì )泳池）的物質(zhì)滑落大海，導致巖石和冰雪崩塌，引發(fā)了高達200米的巨大海嘯，產(chǎn)生了影響全球并持續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衛星拍攝的湯加洪阿哈阿帕伊島衛星圖片（左）和2022年1月17日“高分一號”衛星拍攝的該島火山噴發(fā)后的衛星圖片，橘色曲線(xiàn)為按照地理坐標標注出的島嶼原先輪廓。（圖片來(lái)源：新華社）

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

越洋海嘯：指發(fā)生地方遠，橫越大洋或從很遠處傳播來(lái)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)生源地到受災的濱海地區相距較近的海嘯，因其預警時(shí)間短，往往造成更為嚴重的災害。

02?大海的“暴脾氣”破了什么“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(gè)方面。

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

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、石油和危險化學(xué)品污染，以及引起流行病爆發(fā)和傳播，給海港、城鎮和村莊帶來(lái)巨大的殺傷力。

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

03?“整頓”大海的“暴脾氣”：關(guān)于海嘯的預警

為了減少海嘯帶來(lái)的損失，提高公眾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(xué)家發(fā)明了一種海嘯預警裝置，通過(guò)放置在海底的壓力傳感儀測量壓力數據，然后通過(guò)海面上的浮標將測得的有關(guān)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(fā)出或者緊隨其后。不過(guò)，大部分海嘯預警的范圍往往比地震預警的范圍大得多，這是因為相比地震，海嘯的能量衰減并不明顯，往往能長(cháng)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?wèn)|部的洛亞蒂群島附近1000公里內的海岸發(fā)出海嘯警報。

作為一個(gè)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，我國即成為國際海嘯協(xié)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(gè)海嘯預警中心。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(shí)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。

04化“暴脾氣”為“元氣”：我們能利用海嘯做什么？

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

2005年，由中國科學(xué)院廣州能源研究所海洋能實(shí)驗室自主研發(fā)并建設的汕尾市的波浪能電站，通過(guò)低頻共振器排成的周期陣列，將波浪運動(dòng)的機械能轉化為電能，建成世界上首座獨立穩定的波浪能系統，實(shí)現了將波浪能到電能的穩定轉化。當然，雖然有了這類(lèi)波浪能電站，但由于海嘯的不穩定性，目前這項技術(shù)的大規模使用，還在技術(shù)研制中，還需要克服技術(shù)、經(jīng)濟和環(huán)境等多方面的挑戰。

2024年9月。集美大學(xué)海洋裝備與機械工程學(xué)院楊紹輝教授團隊的科研項目——“集大4號”可自航混流氣動(dòng)式波浪能發(fā)電平臺成功下水（圖片來(lái)源：新華社）

05?一場(chǎng)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(jiàn)，這其中最為典型的就是對竹葉狀灰巖產(chǎn)生機理的認識發(fā)現。

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

竹葉狀灰巖（圖片來(lái)源：抖音視頻截圖）

竹葉狀灰巖作為一種觀(guān)賞石，廣泛存在于世界各地，受到世界人民的喜愛(ài)，但是關(guān)于其成因及其廣闊的分布范圍，一直眾說(shuō)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)現原來(lái)這些所謂的竹葉狀都是海嘯導致的風(fēng)暴流侵蝕改造已固結或半固結灰巖而成，一場(chǎng)地質(zhì)歷史中的懸案因為海嘯而真相大白。

展望

近年來(lái)，隨著(zhù)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(lái)源：國家突發(fā)事件預警信息發(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，對我國臺灣東部地區造成了一定的影響。因此，繼續研發(fā)更先進(jìn)的海嘯探測和監測儀器，更好地進(jìn)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(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、碩士生導師

出品：科普中國

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