第1章 认识海啸(1)

夺命巨浪：海啸灾害的防范自救海啸给人类带来巨大的灾难，但是目前，人类对海啸、地震、火山等突如其来的灾变，只能通过预测、观察来预防或减少它们所造成的损失，不能控制它们的发生。掌握海啸的科学知识对于减轻海啸灾害是非常重要的。

海啸，英文词为“tsunami”，源自日语“津波”，意为港边的波浪，这也显示出日本是一个海啸灾害比较严重的国家。海啸通常由海底地震引起，少量由海底或海岸山崩或滑坡引发，由海底火山喷发引发的几率较低。当海啸波进入近岸浅水区时，由于深度变浅，波速变小，波高突然增大，这种波浪运动所卷起的海涛，波高可达数十米，形成巨大的水墙，瞬时侵入沿海陆地，造成危害。

海啸通常由海底地震引起。地震发生时断层两侧的板块如果产生垂直方向的相对位移，则覆盖的海水也会随之产生垂直方向上的相对位移，这样海水原本的平衡状态就会被破坏，抬升板块上方的海水会变高，势能增加，然后向势能比较低的下沉板块方向流动。也就是说，海底地震会使震中附近的海水突然获得大量势能，在引力的作用下，这个势能会很快转化为动能，使海水具有很高的速度，形成巨浪向四周扩散，从而引发海啸。根据震源的深度，可以将地震分为浅源地震（震源深度小于60千米），中源地震（震源深度在60~300千米之间）和深源地震（震源深度大于300千米）。其中最可能引发海啸的是海底浅源地震。当震源较深时，断层破裂面不易延伸到海底地表，只局限在海底地表以下，则海底地表在垂直方向上不会发生位移，海水在垂直方向上也不会产生位移，这样在地震波的传播过程当中，海水只是充当传播介质的角色，地震波到达之后，海水虽瞬时获得动能，但同时也在瞬间将此动能传播出去，快速恢复平静。地震产生的能量就这样由海水传入海底而消散。同样的，断层破裂面在陆上的地震，除非破裂面延伸到海底地表，否则同理，也不可能引发海啸。

根据地震断层的运动方式可将其分为正断层、逆冲断层和走滑断层。三种运动方式中，逆冲断层在垂直方向上运动最大，正断层其次，走滑断层几乎没有垂直运动。相对的，其引发海啸的能力也是越来越低，对于走滑断层地震来说，断层没有倾斜滑移，海底板块只会发生水平位移，作为流体，海水虽然会随之发生水平位移，但位移量远小于海底板块的位移量，海水原本的平衡状态被打破的很有限，而且这种破坏仅限于水平方向，海水不会增加势能。因此即使发生海啸，规模也不大。综上所述，可见最可能引发海啸的是断层破裂面在海底地表的逆冲断层地震。

虽然断层破裂面在海底地表的逆冲断层和正断层地震会引发灾难性的海啸。但事实上，海啸并不像地震那样发生非常频繁，这就说明，并不是所有的断层破裂面在海底地表的逆冲断层和正断层地震都会引发灾难性的海啸，其中还需要具备一些条件。

以2004年的印度洋海啸为例，印度尼西亚苏门答腊岛近海是印度—澳洲板块和欧亚板块碰撞的地方，在5000千米长的弧形地带，两大板块发生碰撞，平均每年缩短5~6厘米。地震时，长期积累的弹性能量瞬间释放出来，几千千米长、几百千米宽、几千米深的海水瞬间被抬高数米，然后以波动的方式向外传播，这就是印度洋海啸产生的过程。从这个过程可以看出，要想产生海啸，需要具备3个条件：

地震要发生在深海区，地震震级要大和具备开阔并逐渐变浅的海岸条件。

地震要发生在深海区：道理显而易见，地震释放的能量要想转变为巨大水体的波动能量并具有很强的破坏力，地震必须要发生在深海，只有这样，海底上方才会有足够的水体，发生在浅海地区的地震是产生不了海啸的。

地震震级要大：浪高是海啸最重要的特征，海岸上观测到的海啸浪高的以2为底数的对数就是海啸的等级。通常用海啸的等级来表示海啸的规模。

海啸有以下特点：

海啸同风产生的浪或潮是有很大差异的。微风吹过海洋，泛起相对波长较短的波浪。相应产生的水流仅限于浅层水体。即使是台风，它虽然能够在辽阔的海洋卷起高度达30米以上的海浪，但却不能撼动深处的水。海啸则是从深海海底到海面的整个水体的波动，包含惊人的能量。为了更好的了解海啸，先来了解一下海水的波动。

水体表面的振荡和起伏叫做波浪，而在海洋中产生的波浪就叫做海浪。海浪就是海水质点在它的平衡位置附近产生一种周期性的振动运动和能量的传播。开阔大洋中的波浪是由水质点的振动形成，当波浪经过时，水质点便画出一个圆圈；在波峰上，每个质点都稍稍向前移动，然后返回波谷中差不多它们原来的位置，也就是说当海浪不断地向前传播时，海水中的质点只是上下振动，并没有跟着向前传播，除非是风等外力作用下使其发生漂移。

海啸是一种特殊的浅水波，其特殊之处在于它的动力来自海底地震或火山，而非风力，并且海水的深度很大，这些决定了海啸具有长波长、能量大和传播速度快3个特点。

具有超长的波长是海啸最大的特点。1971年美国宇航局（NASA）为了测量海面高程的变化发射了Jasonl号测高卫星（贾森1号卫星），其精度为厘米级。就是这颗卫星，在2004年印度洋海啸发生时成功测量到了海啸波传播时海面变化的数据。从这颗卫星的测量数据可以得知印度洋海啸造成的海面高程最大变化约为0.6米，其波长却高达500千米。500千米的波长，高度差却不到1米，可见印度洋海啸就像庞大的镜子一般水平地向外传播，直至到达浅水海岸才会波浪升高，形成巨浪。

海啸如何分类

大多数海啸都是地震海啸，火山海啸和滑坡海啸很少发生，即使发生，破坏力也比较小。按相对受灾区来讲，海啸可分为远洋海啸和近海海啸两类。

1.远洋海啸

远洋海啸是指横越大洋或从很远处传播来的海啸，也称为越洋海啸。远洋海啸波是一种长波，波长可达几百千米，周期近一个小时。

在源地生成后，在无岛屿群、大片浅滩和浅水陆架阻挡的情况下，一般可传播数千千米而能量衰减很少，因而能使数千千米之遥的地方也遭受海啸灾害。如1960年的智利海啸就使数千千米之外的夏威夷、日本遭受到严重灾害。2004年印度洋海啸也波及了几千千米外的斯里兰卡。

同时由于远洋海啸到达沿岸的时间较长，有几个小时或十几个小时，人们能够有充分的时间进行逃离。

对于远洋海啸，人们成功逃脱的例子并不少见。据泰国《民族报》报道，当2004年印度洋海啸席卷泰国南部时，当地一个渔村的181名村民根据祖辈们留给他们的一条古训：“如果海水退去的速度很快，那么海水再次出现时的速度和流量会和退去时完全一样。”在海啸来临之前成功逃到了高山上的一座庙中，从而躲过了这场劫难。

2.近海海啸

近海海啸，也叫做本地海啸。

地震及海啸发生源地到受灾的沿岸地区相距较近，只有几十千米或一二百千米，所以海啸波抵达海岸的时间也较短，只有几分钟，多者几十分钟，海啸预警时间则更短或根本无预警时间，很难防御，人们没有时间逃脱，因而往往造成极为严重的灾害。

需要注意的是，远洋海啸和近海海啸的分类是相对的，也就是说，同一个海啸对于不同地区其分类可能是不同的。以2004年印度洋海啸为例，地震发生在印度尼西亚苏门答腊岛附近的海域，地震的震中就是海啸波的发源地。对于印度尼西亚的亚齐（受灾最严重的地区）来说，海啸波从发源地到达这里只需要几十分钟，它是个近海海啸；但对于其他地区，如印度、泰国、斯里兰卡、马来西亚等国，海啸波的到达需要好几个小时，它是个远洋海啸。

海啸的危害

1.海啸对海洋生态环境的影响

印度洋海啸不仅严重地危害了印度尼西亚人民的生命财产安全，而且还严重破坏了陆地和海洋生态环境，灾害是转瞬之间就能造成的，但是要恢复则需要长期的努力。

印度尼西亚农业部的有关统计资料指出，频繁的海啸冲毁了印尼境内37000公顷的土地，其中包括一些即将丰收的稻田和杂粮田。海啸造成的危害是长期的，海啸过处，不只是田地庄稼被冲毁，耕地被海啸冲过之后含盐分极高，需要很长一段时间用清水冲刷去盐，但是有些耕地已经很难再恢复了。

印度洋海啸冲入印尼境内的班达亚齐以及沿海其他一些重要城镇2~3千米，甚至有些距离海岸边10多千米以外的地方也遭到了海水侵袭。海水不仅冲毁了农作物，更使得房屋倒塌、家畜死亡，还破坏了大片土壤的表层养分。

大海啸冲击灾区产生的污水严重污染了水源，造成这些地区内的食用水井和城市水源严重盐化，治理之前的一段时间内这些水源全都不能饮用。而工业与家庭污染物质随着海啸的冲击被带到附近的水源与土壤中，又加重了环境的污染。

冲向陆地的大海啸虽然起源于海中，但也会对当地的海洋生态造成重创，珊瑚礁、红树林和海洋鱼类都受到严重的污染。印尼巴厘岛的国际环保组织负责人不久前指出，印度洋海啸对生态造成的破坏极为明显，当地海床的水草和红树林都受到破坏，影响最为严重的是珊瑚礁，这种海洋生物需要几百年的时间才能得到恢复。珊瑚礁为鱼类的繁殖提供了良好的环境，一旦珊瑚礁受损，环印度洋的渔业也必然会受到长远的不利影响。

珊瑚礁和红树林都是鱼类繁殖的良好环境，它们对沿海地区也有重要的保护作用。这里有一个很着名的例子可以解释这一观点。马尔代夫地势较低，受到的海啸危害应该更大、更严重，但它在此次海啸中死亡人数却远远低于泰国的普吉地区，专家们针对这一现象进行了研究，研究发现：这是因为马尔代夫在发展旅游过程中注重红树林的保护，而泰国普吉地区为了推动旅游业发展，铲除了沿海的一些红树林，没有了红树林的保护，因此加重了受灾程度。后来，班达亚齐市在讨论重建规划的过程中对这一点非常重视，在沿海一带的规划中准备开辟出500~2000米宽的红树林新绿化带，以增强对海岸线的保护，并在规划中使居民区远离海滩，以减少沿岸居民受灾的可能性。印度洋地震和海啸也对震中周围的一些岛屿产生了影响。印尼一些地质专家在实地考察后发现，距离震中较近的部分岛屿的地形已经发生了明显的变化，尤其是锡默卢岛出现了北翘南沉的地形变化。而印尼历史上受灾最为严重的米拉务镇到班达亚齐一带的海岸线已经下沉了1米左右，导致部分海滩的消失。这些变化对当地海洋生态产生了负面影响。

2.海啸对海洋生物的影响

海啸灾害对海洋生物也有很大的影响，现在，受灾地区的一些濒危海洋生物，引起了科学家的忧虑，此外，让科学家关心的，还有那些动物赖以生存的栖息地。

一位印度海洋生物学家在安达曼和尼科巴群岛调查生态系统的受灾情况时发现，许多种类的海龟，最年幼的一代已被海啸带走。海龟的产卵季节一般在11月至次年1月之间，但是海啸过后，由于地壳构造运动，位于南安达曼、小安达曼和尼科巴等岛屿群的小岛都下沉了1~3米，几乎所有适合海龟等动物产卵的海滩也都消失不见了。

而主要生活在安达曼群岛的懦艮（俗称美人鱼）和咸水鳄鱼，也受到了不同程度的影响。这种动物最为奇特的特征是长着像鲸一样的裂尾，人们通常将懦艮称为美人鱼。

懦艮不像海豚那样擅长游泳，所以，在海啸发生时，很容易出现溺毙现象。海啸的影响甚至还延伸到了成水鳄鱼栖息的小溪地区，对这些地区造成了严重的破坏。

3.自然屏障毁于人祸

珊瑚礁和红树林面临着严重的生存威胁，海啸袭击只不过是其中的一种，还有其他各种自然的和人为的因素影响着它们的生存。比如，1998年出现的海水异常升温，引发了一种“漂白”的现象，对世界上75%的珊瑚礁都产生了不利影响，海水的异常升温使得珊瑚虫排斥维持它们生存的藻类，珊瑚礁慢慢都变成了白色。如果水温在很长一段时间内持续高温的话，就会造成珊瑚虫的死亡。

除了这些不可避免的自然因素外，各种各样的人为因素也要对珊瑚礁的不利生存环境承担责任。比如，采用爆破手段等不可持续的捕鱼方法过度捕鱼、土壤腐蚀、海洋项目的盲目开发和过度采集珊瑚礁中用于建筑的原料等。

人类为了取暖、建筑等原因肆无忌惮地砍伐森林，尤其是盛产于河流入海口的红树林遭到了大面积的砍伐和破坏。缺少红树林保护的干燥地区吸收大量海水，造成土壤盐分的持续增加，使庄稼或其他植物没有足够的养分而难以存活。

研究发现，一次海啸造成的灾害至少需要4年时间才能使海啸灾区的生态环境得以恢复，然而海啸是频繁发生的，有时不只一年一次。

因此，为了人类的生存，要避免给红树林和珊瑚礁等生态系统带来更大压力，以便让它们在最短的时间内恢复正常功能。

海啸是怎样传播的

海啸的传播是指海上的长浪，从发生地区由内而外，向四面八方传播。