书城自然海啸防范与自救
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第1章 认识海啸(1)

地球是一个水的星球,水占地球总面积的71%,这71%的水来自于海洋,富饶的海洋是生命起源的摇篮,也是人类生存环境的重要组成部分。正是有了海洋才有了蓝色的地球,才有了人类绿色的家园和生命的环境。

自古以来,湛蓝色的海洋就为人类储备和提供了丰富的资源,被誉为“蓝色的宝库”。海洋矿产资源、海洋生物资源以及海上航运交通都对人类的生存发展以及世界文明的进步产生了重大的影响。

一直以来,人类对海洋的开发利用就非常投入,随着科学技术的不断发展以及陆地资源的不断匮乏,开发利用海洋资源逐渐成为今后世界新的热点。近年来,人类对海洋的认识程度快速提高,开发利用海洋资源取得的成就也是以往任何时期都无法比拟的。海洋丰富的资源以及巨大的经济效益引起了人类越来越多的关注。实践证明,海洋是人类生活和生产不可缺少的领域,是人类社会持续发展的希望。

任何事物都存在对立的一面,海洋也一样。在给人类带来好处的同时,海洋也给人类带来了巨大的灾难。海洋的狂风巨浪,转眼间就会摧毁城镇和村庄,吞噬无数生灵。台风、地震引起海啸掀起的海上大浪能摧毁坚固的海上工程和过往的无数船只,淹没万顷良田,让人们无家可归;海洋环境的改变,引起海水质量下降,海洋资源衰退,海洋生物减少甚至灭绝;海洋污染影响海洋生物的多样性,大量的污染物进入海洋,造成了海洋贝类、蟹等海洋生物的死亡;赤潮产生的贝毒危及人类健康。

人们永远忘不了2004年12月26日这一天,印度洋大海啸给东南亚诸国造成巨大了经济损失和人员伤亡,遇难及失踪人员超过29万人,财产损失不计其数。这次海啸虽然不是历史上规模最大的海啸,但它是有史以来有记录的造成最惨重的损失的地震海啸。

印度洋海啸之所以造成如此严重的后果,是多方面原因造成的。其中一个重要原因是没有预警设施及缺少信息传输。另外一个重要原因是人们对海啸缺乏防范意识。那应该如何提高民众的防范意识呢?

把海啸的基本知识告诉民众,让民众了解海啸产生的原因、海啸的特征及传播过程,告诉民众海啸来临前的防御方法及海啸发生时如何自救。这样,即使灾难发生,也会把损失降到最低。

什么是海啸

海啸的名称最早来自日文,因为日本是一个海啸频发的国家。它指的是一种具有强大破坏力、灾难性的海浪。海啸爆发时常常伴随着巨大的声响,因此在汉语名称中有一个“啸”字。海啸被称为是地球上拥有最强大的自然力的自然性灾难,2004年的印度洋大海啸就曾经造成超过29万人遇难和失踪。

广义上的海啸可分为4种类型:由气象变化引起的风暴潮、火山爆发引起的火山海啸、海底滑坡引起的滑坡海啸和海底地震引起的地震海啸。狭义上的海啸不包括风暴潮。

引发海啸的因素是多方面的,海底地震是最常见的原因,通常情况下,海底50千米以下出现垂直断层,里氏震级大于6.5级的条件下,最易引发破坏性海啸。另外一些原因还有海底火山爆发、水下塌陷和滑坡等大地活动和陨石撞击等特殊原因。除了自然海啸之外,还有人工海啸,主要是海底进行核爆炸引起的。人工海啸现在已经逐渐发展成为研究海啸的一种有效手段。

就像卵石掉进浅池里产生波浪一样,海洋在经历一次震动过后,形成的震荡波在海面上以不断扩大的圆圈,传播到很远的地方。这种在震荡波通常是高达数米的海浪。海啸波长比海洋的最大深度都大,轨道运动在海底附近也不会受到很大的阻滞,无论海洋深度如何,波一样可以传播过去。海啸的传播速度与它移行的水深成正比,传播速度一般为每小时500千米到1000多千米。海啸不会在深海大洋上造成灾害,正在航行的船只甚至很难察觉这种波动。由于深海大洋处的海水比较深,波浪起伏不大,海上起伏不大的波浪非常常见,因此容易被忽略。也因为这个原因,在海啸发生时,越在外海(离海岸越远)反而越安全。一旦海啸的波浪到达岸边的浅水区时,由于深度急剧变浅,波高骤增,形成高达十几米甚至数十米的“水墙”。“水墙”能量极大,如巨大的洪水在陆地上驰骋,越过田野,迅猛地袭击着岸边的村庄和城市。在这种巨大的力量之下,人类就显得微不足道了,往往瞬间就被巨浪吞噬。同时,岸边的建筑物、港口的设施,也在狂涛的洗劫下,被席卷一空。在海啸之后,海滩上往往一片狼藉,到处是人畜尸体和残木破板,惨不忍睹。海啸给人类带来的灾难是非常巨大的。目前,人类对海啸、地震、火山等突如其来的灾变,只能通过观察、预测来预防,减少它们所造成的损失,但不能控制它们的发生。

海啸的巨大危害

在海洋中,受低气压和台风的影响,海面会掀起高达几米的巨浪。这种风浪非常常见,其浪幅有限,由数米到数百米不等,因此冲击岸边的海水量也有限。而海啸就不一样了,海啸在遥远的海面虽然只有数厘米至数米高,但是,由于海面隆起的范围比较大,海啸的宽幅有时可达数百千米,巨大的“水块”会产生极大的破坏力,严重威胁岸上的建筑物,甚至吞噬岸上的生命。调查结果表明,如果海啸高度在2米左右,木制房屋会在瞬间遭到破坏;如果海啸高度达到20米以上,水泥钢筋建筑物也招架不住。

海啸的一个重要特征就是传播速度非常快,地震发生的地方海水越深,海啸的速度就越快。这是因为,海水越深,因海底变动涌动的水量就越多,因而形成海啸之后,在海面上移动的速度就越快。举个例子,如果发生地震的地方,水深为5000米,海啸的速度每小时可达800千米。当移动到水深为10米的地方时,海啸的速度降为每小时40千米。由于前面的波浪减速,后面的波浪推过来发生重叠,因此,到岸边时,海啸的波浪升高。如果沿岸海底地形呈“V”字形,那么海啸掀起的海浪更高。

海啸在遥远的海面移动时,人们很难察觉到,当它以迅猛的速度接近陆地、达到岸边时,会突然形成巨大的水墙。这时候虽然发现了它,但是要想逃跑已经太晚了。因此,一旦有地震发生,要马上离开海岸,到高处安全的地方去。

海啸与风产生的波浪的不同之处

海啸与大风产生的浪或潮是有很大差异的,到底有哪些差异,我们来具体看一下。微风吹过海洋,泛起的波浪相对较短,相应产生的水流仅限于浅层水体。在辽阔的海洋,猛烈的大风能够在辽阔的海洋卷起高度3米以上的海浪,但也不能撼动深处的水。每天会出现两次的潮汐,其产生的海流虽然也能够跟海啸一样能深入海洋底部,但其形成原因是太阳或月亮的引力,具有规律性,而且一般不形成或只具有较小的危害,人们甚至还能利用规律性潮汐的能量进行发电。而海啸并不是引力引发的,它在深海中引起海流变化,在深海的以非常快的速度传播,能够超过700千米/小时,可轻松与波音747飞机保持同步。在深水中,海啸并不危险,在开阔的海洋中,海洋的深度和宽广能容纳大量的海水,所以低于几米的一次单个波浪其长度可超过750千米,这种作用产生的海表倾斜如此之细微,以致这种波浪通常在深水中不经意间就过去了。通常情况下,海啸是静悄悄地、不知不觉地通过海洋的,但海啸一旦到达海岸边的浅水区域,瞬间就会变成灾难性的巨浪。因此海啸不仅具有巨大的毁灭性力量,而且不容易预防。即使在深海处设置监测点,也无法准确地预报海啸。

海啸波的组成

海啸是由一系列海浪组成的,从海啸的第一个浪头到达岸边到整个海啸结束,持续时间能够达到好几个小时。一般情况下,海啸的波长为几十至几百千米,周期为2~200分钟,常见者大多数为2~40分钟。在海啸开始形成时,它的波高并不大,仅为1~2米右。在其传播过程中会一直保持这一高度,但是在快到达海湾或者岸边的浅水区时,波高会突然增加数倍或者数十倍,携带巨大的能量和强烈的破坏力,形成一种破坏性极强的巨浪。

历史上,最大的海啸的波幅曾高达51.8米,于1964年在美国阿拉斯加的瓦耳迪兹港发生。海洋激浪与海啸相似,但高度更大。1958年7月9日,阿拉斯加的利鲁雅湾因地震引起的岸边滑坡冲入海底,造成的激浪高达525米,有两艘小艇被激浪抛到海岸附近一座海拔500米的山顶上。

下面来介绍和海啸有关的名词。

波高:波浪的顶峰与谷底的垂直距离。

波长:相邻两个波顶峰或波谷底之间的距离。

周期:波浪传播过程中相邻两个波谷底或波顶峰通过某一垂直断面的时间差。

海啸形成的波浪特点:在大海中传播时,波高常常在1~2米。但它的周期和波长却很长,波长短的为几十千米,最长的波长可达五六百千米,周期可达几十分钟,因而在大洋中不容易被人察觉。

总之,海啸波是以波长长、传播速度快、在浅水水域形成巨浪为特征的波浪。

最为常见的地震海啸

在所有引发海啸的因素中,地震海啸是最为常见的。历史上的绝大多数海啸,都属于地震海啸。所谓地震海啸,更具体一点来说,是地震引起海底隆起和下陷导致海啸发生。由于海底突然变形,使从海底到海面的海水整体发生大的涌动,从而形成海啸袭击沿岸地区。

2004年,印度尼西亚苏门答腊岛西北部的西南方印度洋深海发生了历史上有地震记录以来的第二大地震海啸。这次强烈地震,在几秒的时间里,海底突然出现了一个千千米长、百千米宽、十几米深的大裂缝。海水剧烈震荡,产生的能量相当于100万颗1945年投在日本广岛的原子弹的能量!这次海啸是地震引发的。

海啸的危害

海啸对生态环境的影响

印度洋海啸不仅严重地危害了印度尼西亚的人民生命财产安全,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,需要很长一段时期用清水冲刷去盐,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。

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。这里有一个很著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珊瑚礁的保护,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的产生都是负面影响。

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,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(nuògèn)(俗称美人鱼)和成水鳄鱼,也受到了不同程度的影响。懦艮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咸水鳄鱼栖息的小溪地区,对这些地区造成了严重的破坏。

本地海啸与遥海啸

海啸一般有两种类型:一是本地海啸,二是遥海啸。

本地海啸从源地到岸边距离不到100千米,海啸波传播速度很快,到达沿岸的时间只需要几分钟,或几十分钟而已。速度快到接到海啸波预警之后都来不及防御,从而造成极大的灾害。

遥海啸,指的是从大洋深处或横越大洋传播而来的海啸波。遥海啸波是一种波长可以长达几百千米的长波,周期能够达到几个小时。这种长波在传播过程中几乎能够保持能量不减,所以,在传播到几千千米以外仍能造成很大的灾害。但是因为这种海啸发生距离较远,海啸波的速度远远快于海啸的传播速度,因此,可以相当准确地预测它的到来时间,这样就很容易警告和疏散可能受到影响的人们。1755年里斯本地震海啸属于本地海啸,而1960年智利发生地震后,又在夏威夷引发的海啸则属于遥海啸。