海啸 （具有破坏力的自然灾害）

简介

海啸主要受海底地形、海岸线几何形状及波浪特性的控制。其传播速度快，波长极长，一旦从深海到达了岸边，前进受到了阻挡，其全部的巨大能量，将变为巨大的破坏力量。海啸按成因可分为地震海啸、火山海啸、滑坡海啸三类，按发生的地理位置分类可分为越洋海啸和本地海啸两种。截至2020年，全球累计观测到超过2500起海啸源事件，其中确定的地震海啸事件高达766次。这些海啸事件70%分布在太平洋，地震是最主要的成因。而日本列岛及附近海域的地震又占太平洋地震海啸的60%左右，日本是全球发生地震海啸受害最深的国家。

命名

“海啸”一词最早源于一个日语词语“津波（つなみ）”，主要是由于日本的海港经常受到海啸的袭击，由日语单词“つ”（意思是“港口”）和“なみ”（意思是“浪”）组成，海意思是“港口的波浪”（“津”即“港”）。“海啸”在许多西方语言中称为“tsunami”，其于1897年进入英语词汇以后，在英语和其他语言中的使用率越来越高，甚至超出了在日文中的使用频率。有的人管海啸叫“潮汐波”，或者“浪潮”，其实并不十分恰当。因为潮汐的涨落是由于月亮、太阳和地球附近其他行星的引力作用于地球洋面而产生的。潮汐的形成过程和海啸的形成过程可以说是毫无相同之处。有人将海啸一词翻译成地震海浪，这也不完全正确，因为并非所有的海啸都是由海底地震引起的，火山爆发等其他原因也会引起海啸。

定义

海啸就是由海底地震、火山爆发、海底滑坡产生的一种具有强大破坏性的海浪，海啸的波速高达每小时700至800千米，在几小时内就能横过大洋；波长可达数百公里，可以传播几千公里而能量损失很小。在茫茫的大洋里波高不足一米，但当到达海岸浅水地带时，波长减短而波高急剧增高，可达数十米，形成含有巨大能量的“水墙”。

成因

海啸是一种巨大的海浪，海底大规模的、突然的上下变动，包括海底火山喷发、海底或海岸滑坡、崩塌、滑塌、陨星或彗星的撞击以及海底地震都会激发海啸。

地震海啸的成因

地震与海啸不存在直接因果关系，多数地震不引发海啸。地震海啸的成因，是地震产生的地震波的振动和地震同时的断层错动，触发已存在且不稳定的滑坡体和崩塌体突然滑动和崩塌，然后由滑坡和崩塌引起海水扰动而激发海啸。因此，若震中附近存在不稳定海底滑坡和崩塌体，只要发生地震，不论震级大小与震源深浅，也不论震源类型（倾滑或走滑）都可引起海底滑坡和崩塌，进而引发海啸。若震中附近不存在不稳定海底滑坡和崩塌体，再大震级的地震，即使是倾滑型地震也不能引发海啸。

滑坡海啸的成因

海底滑坡作为一种海底沉积物的运动形式，是将海底沉积物由大陆坡输运到深海的主要地质过程之一。这些沉积物首先从陆地（主要为河流挟带）和大陆架（通过洋流和风暴等海上天气过程）沉积到大陆坡的上部，这些沉积物由于大陆坡的不稳定性将周期性地以坍塌、滑坡等形式向深海移动，从而推动前方的水体，造成海底滑坡，从而引起破坏性海啸。

火山海啸的成因

火山地震

火山地震是与火山活动有着密切联系的一种区别于构造地震的特殊地震，其往往伴随火山爆发过程前后，主要由岩浆活动、火山口塌陷、内部气体等因素触发，其相比于构造地震直接产生较大的水体位移场从而触发海啸，且一般与滑坡等其他机制共同作用触发海啸。

火山结构失稳

火山结构失稳造成海啸的机制与滑坡类似，由于火山活动或者海水侵蚀等内部或外界条件的影响导致火山口或者火山侧翼等结构被破坏，在重力的作用下进入水体，从而造成海啸。

水下爆炸

当海底火山爆发或者火山口爆发陷落入水后，高温的岩浆和气体与水发生反应，迅速膨胀或爆炸从而对水体产生扰动形成海啸。

火山碎屑流

伴随火山喷发喷出的大量火山岩、气体、火山灰和碎片等物质可以非常迅速地随侧翼山坡流下，形成火山碎屑流，当火山碎屑流

进入海洋就可能触发海啸灾害。

气压波

火山气压波触发的海啸也被称为气象海啸，当火山爆发时释放足够的能量激发大气，从而产生重力波、兰姆波等一系列大气波。这些波可以直接越过陆地、岛屿等“障碍”，向远场传播，再通过和水气耦合，将能量释放到水中，从形成海啸波。

分类

按成因分类

海啸按成因可分为地震海啸、火山海啸、滑坡海啸三类。

地震海啸

地震海啸是由海底地震引发的海啸，是发生次数最多，造成破坏最大的海啸类型。海底地震发生时，地壳的大规模升降运动造成水体位移，然后在重力作用下海水被拉回，从而产生海啸。其机制有两种形式：“下降型”海啸和“隆起型”海啸。

“下降型”海啸

“下降型”海啸是海底地形突然下降，上覆海水急剧跌落，由此产生巨大的压缩波向周围传播，从而形成涌浪，随后涌浪向四周传播到达海岸而形成海啸。在海岸表现出异常的退潮现象。

“隆起型”海啸

“隆起型”海啸是海底地形急剧上升，海水随着海底隆起区一起被抬升，又在重力作用下，海水从隆起区向四周扩散，形成涌浪。这种类型的海啸在海岸表现为异常的涨潮现象。

火山海啸

火山海啸是指在时空上均与火山爆发有着关联的海啸。火山如果在海洋的地下爆发，会使海水体积突然增大并且被抬升，然后下降，形成波浪。当能量足够大时，就会在海岸形成破坏力极大的海啸。火山海啸周期较短，远距离传播的损耗较大。

滑坡海啸

滑坡海啸指由海底滑坡引起的海啸。海底滑坡指较浅或较深的海洋地区的滑坡，海底大量不稳定泥浆和沙土聚集在大陆架和深海交汇处的斜坡上，产生“滑移”，以及由于海底蕴藏的气体喷发，导致浅层沉积海底坍塌，出现水下“崩移”，都会产生海底滑坡。

按发生的地理位置分类

海啸按发生的地理位置分类可分为越洋海啸和本地海啸两种。

越洋海啸

越洋海啸也称为遥海啸，是从大洋远处传播而来的，由于大洋水较深，海啸波可传播数千公里而能量衰减极小，但一旦靠近到岸边便会波高陡涨，造成灾害。因此遥海啸不仅直接给地震发生所在地区和邻国带来灾害，因此可能造成数千公里之遥的地方也遭受海啸灾害，这类海啸能有效预警。

本地海啸

本地海啸或称为局域海啸或近海海啸，海啸生成源与其造成的危害同属一地，所以海啸波到达沿岸的时间很短，有时只有几分钟或几十分钟，往往无法预警，危害严重。近海海啸发生前都有较强的地震发生，全球很多伤亡惨重的海啸灾害，都属于近海海底地震引起的本地海啸。

海啸强度等级划分

国际海啸强度等级

国际上目前通用的是渡边伟夫海啸等级表，用于判定某次海啸发生的级别。

注：上表数据来源

中国海啸强度等级

根据沿岸某区域最大海啸波幅的平均大小，以及海啸可能导致的宏观影响，将海啸强度分为6个级别，分别对应Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、V和Ⅵ级。

海啸强度等级计算

最早的被日常的用来衡量海啸强度等级方案是用于地中海的“西伯格-安布拉塞斯等级”（Sieberg-Ambraseys scale）和用于太平洋的“今村-饭田强度分级”（Imamura-Iida intensity scale）。后来，索洛维耶夫，修改了“今村-饭田强度分级”，根据如下公式计算海啸强度/级：

H_av是沿最近的海岸的平均海浪高度。这个分级方案也被称为“索洛维耶夫-今村海啸强度等级”（Soloviev-Imamura tsunami intensity scale），并被用于NGDC/NOAA所编撰的全球海啸目录中。新西伯利亚海啸实验室（Novosibirsk Tsunami Laboratory）也使用这个分级作为海啸强度的主要参数。

海啸波的物理学特征

波长

海啸的波长平均长达几百千米而海洋平均深度仅为几千米，海啸的传播速度受海水深度的影响，遵循浅水波的运动规律。海啸的传播速度随着海水深度的减小而逐渐变慢。当海啸在太平洋中传播时，由于海水深度基本不变，所以波速基本不变，波长也基本保持不变；而当海啸在由深海向大陆架传播时，由于水深逐渐变浅，所以波速逐渐变慢，波长也就逐渐变短了。

波速

海啸的传播速度与水厚度的平方根有关。海啸在大洋中的传播速度每小时可达700至900千米，这正是越洋波音747飞机的速度。

能量

这种波长极长、速度极快的海啸波，一旦从深海到达了岸边，前进受到了阻挡，其全部的巨大能量，将变为巨大的破坏力量，摧毁一切可以摧毁的东西，造成巨大的灾难。

波高

海啸波的波前的传播速度为：v=

注：全球地震海啸事件分布图中黄线-板块边界；红色圆点-地震海啸事件；PA-太平洋板块；NA-北美洲板块；SA-南美洲板块；CA-加勒比板块；CO-科科斯板块；NZ-纳兹卡板块；AN-南极洲板块；AU-澳大利亚板块；PS-菲律宾海板块；SU-巽他板块；YA-扬子板块；AM-阿穆尔板块；EU-欧亚板块；IN-印度板块；AR-阿拉伯板块；SO-索马里板块；AF-非洲板块。

影响

海啸灾害的形式

直接灾害

海啸主要受海底地形、海岸线几何形状及波浪特性的控制，呼啸的海浪冰墙每隔数分钟或数十分钟就重复一次，摧毁堤岸，淹没陆地，夺走生命财产，破坏力极大。海啸发生时，震荡波在海面上以不断扩大的圆圈，传播到很远的地方。它以每小时600至1000公里的高速，在1万至2万公里的路程，掀起10至40米高的拍岸巨浪，吞没所波及的一切，如岸边的人们、村庄、港口设施、船只和建筑物；洪水泛滥，海啸波浪的沿岸传播、对结构的冲击以及穿过结构形成稳定的海啸浸水状态。同时，动摇基础引起桥梁、海堤和建筑物倒塌。

间接灾害

海啸间接造成的危害有，引起建筑物、船舶、油库和加油站起火；污水、石油和危险化学品造成环境污染；次生传染病流行，导致多人患病和死亡。海啸幸存者面临的最主要公共卫生问题是洪水使饮用水和食品受到污染；流离失所使他们容易受到昆虫、酷热和其他环境危险因素的伤害。受灾地区被污染的水和食品，以及灾民点和医疗保健的缺乏，道路交通和通讯中断，可能会加重当地原有的传染病、感染症流行。

海啸监测与预警

海啸监测

海啸监测主要由地震监测和水位监测组成。地震监测定位在海洋中潜在的可能引起海啸的地震，如果地震发生的区域和地震震级符合判定的海啸发生准则，就会对相关的地区发布临近海啸灾害预警报，如果布设在海洋的水位监测仪器也同时观测到海啸，则警报会发布到整个地区。

地震监测

要进行地震海啸的预警工作，必须首先获得地震信息。世界很多国家都建有地震监测网络，其中，覆盖范围最大的是美国建立的全球地震网络。全球地震网络与多个海啸预警系统合作，为海啸预警提供及时准确的海底地震信息。

在地震发生的前后，对地震活动及其主要前兆现象进行监测和数据收集。地震监测系统由固定台网和流动台网组成。固定台网由一定数量的、建立在固定地点的地震台和一个专门负责地震业务管理的部门组成，实行对目标区域地震活动情况的长期监测。流动台网是为了满足地震预报研究和地震学的需要，或者在某处区域内发生地震以后，为了监视地震区域以及相邻区域内的地震情况，临时建立的地震台和地震处理中心。

水位监测

传统的水位监测系统主要由验潮站构成，是在选定的地点，设置验潮仪或水尺，记录水位升降变化，进而研究潮汐性质和掌握该区域潮汛变化规律的观测站。此外，海啸浮标也被广泛应用于海啸业务化预警，利用海浮标数据可推算出震源信息，并利用海啸数据库得到海啸预警，具有较快的预警速度和较高的预报精度。国际上水位监测的主要手段是潮位站和浮标。联合国教科文组织下属的政府间海洋学委员会联合各国潮位站组成了水位监测网络，为海啸预警提供及时的近岸水位信息。

海啸前兆

地震是海啸最明显的前兆，地震引发的海啸登陆之前，会有一些非常明显的宏观前兆现象，常见的海啸登陆宏观前兆现象大致有四种：一是海水异常的暴退或暴涨；二是离海岸不远的浅海区，海面突然变成白色，其前方出现一道长长的明亮的水墙；三是位于浅海区的船只突然剧烈地上下颠簸；四是突然从海上传来异常的巨大响声。其他的海啸前兆还有大批鱼虾等海生物在浅滩出现；海水冒泡，并突然开始快速倒等异常现象。

海啸预警

预警原理

预警机制通过各种不同的地震监测系统获取地壳运动的信息，并通过电脑模拟出海啸可能形成的地点及移动方向。通过模拟运算的结果，结合海潮感应器对海潮流动数据的实时更新，预警系统可以提前向可能遭受海啸袭击的国家通报海啸的规模、移动速度、可能袭击的区域以及预计到达的时间，使当地政府能够提前采取预防措施，减少海啸造成的人员伤亡和经济损失。

预警系统

国际海啸预警系统由地震与海监测系统、海啸预警中心和信息发布统构成，由太平洋海啸预警中心和美国、澳大利亚、加拿大、智利、中国、日本、法国、俄罗斯、朝鲜、墨西哥、新西兰等26个国家和国际组织构成，太平洋海啸预警中心是国际海啸预警系统的运行中心。该系统的主要任务是测定发生在太平洋海域及其周边地区能够产生海啸的地震位置及其大小，如果地震的位置和大小达到了产生海啸标准，就要向各成员国发布海啸预警信息。

海啸警报级别

中国海啸警报级别

海啸警报级别分为Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ四级，分别表示特别严重、严重、较重、一般，颜色依次为红色、橙色、黄色和蓝色。

注：上表数据来源

日本海啸警报级别

注：上表数据来源

海啸逃生

• 如果在海滩或靠近大海的地方感觉强烈地震或长时间的震动时，需要立即离开海岸，远离海边低洼地，快速到高地等安全处避难，千万别等到海啸警报拉响了才行动。更不要去看海啸，如果和海浪靠得太近，危险来临时就会无法逃脱。

• 海啸来临前同样不要待在同大海相邻的江河附近。近海地震引发的海啸往往在警报响起前袭来。外海海底地震引发的海啸让人有足够的时间撤离到高处，而人类有震感的近海地震往往只留给人们几分钟时间疏散。

• 如果收到海啸警报，没有感觉到震动也要立即离开海岸，快速到高地等安全处避难。通过收音机或电视等掌握信息，在没有解除海啸警报之前，勿靠近海岸。

• 一旦落入水中，尽可能寻找可用于救生的漂浮物，尽可能地保留身体的能量，沉着冷静，等待救援。

• 海岸线附近有不少坚固的高层饭店，如果海啸到来时来不及转移到高地，可以暂时到这些建筑的高层躲避。

历史记录

依据美国国家海洋和大气局的国家环境信息中心数据库分析，截至2020年，全球累计观测到超过2500起海啸源事件，其中确定的地震海啸事件高达766次。这些海啸事件70%分布在太平洋，15%分布在地中海，9%分布在加勒比海和大西洋，6%分布在印度洋。在诸多引发海啸的因素中，地震是最主要的因素，同时全球的海啸发生区也基本与大洋活跃地震带一致。而日本列岛及附近海域的地震又占太平洋地震海啸的60%左右，日本是全球发生地震海啸受害最深的国家。

相关文化

电影文化

《大海啸》

《大海啸》是由Horst Hächler执导，玛丽亚·雪儿、克里夫·罗伯逊等主演的影片，于1959年11月05日上映，讲述日本本洲岛、夏威夷岛、贝尔特巴拉达海岸等地方相继发生了破坏力极强、一次比一次猛烈的海啸，全世界陷入极度恐慌中，各地海洋科学家正当冒着生命危险准备收集相关数据时，一场空前的大海啸却提前发生了，并以极快的速度向他们袭来。

《海啸奇迹》

《海啸奇迹》 是由J·A·巴亚纳执导怕，娜奥米·沃茨、伊万·麦克格雷格等主演的灾难片，于2012年10月11日在西班牙上映，该影片取材于2004年印度洋海啸时发生的一桩真实事件。

《海啸》

《海啸》是由温妮菲尔德·厄兰瑟执导，Kristian Kiehling、安雅·克瑙尔等主演的灾难片，于2005年8月28日上映，讲述的是一个四口之家去一个阳光明媚的小岛旅行，却在旅途中遇到了一场巨大的海啸，他们设法逃离危险、求得生存的故事。

海啸英雄

蒂莉·史密斯

2004年印度洋海啸发生当天，蒂莉·史密斯在泰国普吉岛浅滩上玩耍时，发现远处海水突然变得不平静，她马上觉得非常不安并注意到，远处的海水开始出现泡沫，水流的速度也在加快，且急速退后足有500米，这让她联想到老师在自然课上讲述的有关海啸发生前的征兆。在她的呼喊下周围的人纷纷逃离，不久，巨浪就像山一样压了过来。事后人们才知道普吉岛是这次海啸的重灾区，而蒂莉他们所在地是唯一没有伤亡的海滩。

马尼

2004年印度洋海啸发生当天，印度南部维拉伯蒂讷姆村一位名叫马尼的渔民和400多位渔民刚靠岸，就发现海上涌起大浪，可当时海风并不大，也不是潮汐，凭借经验马尼立刻从这异乎寻常的现象中预感到危机。他扔下满载鱼虾的船，和几位渔民一路狂奔来到村里的广播室，让播音员马上播发海啸即将到来的警报。通过这个连接了15个自然村的广播网络，让7000多位村民在这次海啸中无一人伤亡。

重要事件

海啸的国际性组织

1968年，建立国际海啸信息中心，其任务是研究海啸，收集和发布海啸信息，并出版《海啸通讯》。之后，于1982年在檀香山建立海啸协会，也是一个研究海啸的国际性组织，该协会出版《海啸危害之科学》，每三年组织一次海啸座谈会。

世界海啸意识日

2015年12月，联合国大会将每年的11月5日定为“世界海啸意识日”。“世界海啸意识日”的概念源于日本。由于反复遭受海啸的痛苦经历，多年来，日本在海啸预警、公共行动以及改善灾后重建以减少未来影响等重要领域，积累了丰富的专门知识。联合国减少灾害风险办公室与联合国系统内的其他机构合作，推动“世界海啸意识日”的纪念。

注释

在流体力学中，重力波是在液体介质内或两种介质界面间的一种波，其恢复力来自于重力或浮力。

兰姆波是考虑地球旋转作用，在静力平衡大气中还可以产生一种只沿水平方向传播的特殊声波。

水气耦合是指海洋水和大气之间相互作用的一种模式。