石大災(zāi)害及防治對策講義06海嘯災(zāi)害

第六章海嘯災(zāi)害第一節(jié)海嘯概述地震引起海水沖擊大陸，這種現(xiàn)象叫做海嘯。海嘯是一種海洋災(zāi)害，由一系列波浪組成，但與一般海浪不同。平常說的海浪只在海表面附近起伏，涉及的深度不大，浪高隨水深衰減很快。而海嘯是海水從海底到海表的整體波動(dòng)，具有周期超長、波長及波高超大等特點(diǎn)。海嘯傳播速度很快，且隨海區(qū)深度的增大而增大，在4000m水深的大洋中，速度可達(dá)713km/h。兩個(gè)相鄰的浪頭之間的距離可長達(dá)500km——650km，能傳播幾千千米而能量損失很小。海嘯周期為2min——200min，最常見的是2min——40min。海嘯波高在大洋中較小，約1m左右，常被風(fēng)浪或涌浪覆蓋，當(dāng)傳到海岸時(shí)，波長變短，波速降低，波高增大，可達(dá)10m——15m，甚至20m——30m，最高可以達(dá)到70m。從海嘯的第一個(gè)浪頭到達(dá)岸邊到整個(gè)海嘯結(jié)束，持續(xù)時(shí)間可長達(dá)幾個(gè)小時(shí)。當(dāng)較強(qiáng)的海嘯波進(jìn)入大陸架后，由于深度變淺，波高突然增大，掀起的狂濤駭浪形成“水墻”，攜帶著巨大的能量，能使重達(dá)數(shù)噸的巖石混雜著船只、廢墟等向內(nèi)陸前進(jìn)數(shù)千米，甚至?xí)刂牒５暮恿髂媪鞫希赝镜貏莸屯莸牡貐^(qū)都將被淹沒。第二節(jié)海嘯的分類1.按形成原因分類（1）地震海嘯由于地震引發(fā)的海嘯，稱為地震海嘯。2004年12月26日發(fā)生在印度洋的海嘯就是地震海嘯。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(qiáng)烈擾動(dòng)，引發(fā)海嘯。其機(jī)制有兩種形式：“下降型”海嘯和“隆起型”海嘯?！跋陆敌汀焙[。某些構(gòu)造地震引起海底地殼大范圍的急劇下降，海水首先向突然錯(cuò)動(dòng)下陷的空間涌去，并在其上方出現(xiàn)海水大規(guī)模積聚。當(dāng)涌進(jìn)的海水在海底遇到阻力后，即返回海面產(chǎn)生壓縮波，形成長波大浪，并向四周傳播與擴(kuò)散。這種下降型的海底地殼運(yùn)動(dòng)形成的海嘯在海岸首先表現(xiàn)為異常的退潮現(xiàn)象。1965年5月22日發(fā)生在智利的地震海嘯、2004年12月26日發(fā)生在印度洋的海嘯都屬于這種類型。“隆起型”海嘯。某些構(gòu)造地震引起海底地殼大范圍的急劇上升，海水也隨著隆起區(qū)一起抬升，并在其上方出現(xiàn)海水大規(guī)模積聚。在重力作用下，海水必須保持一個(gè)等勢面以達(dá)到相對平衡，于是海水從波源區(qū)向四周擴(kuò)散，形成洶涌巨浪。這種隆起型的海底地殼運(yùn)動(dòng)形成的海嘯在海岸首先表現(xiàn)為異常的漲潮現(xiàn)象。1983年5月26日的日本海7.7級地震引起的海嘯就屬于這種類型。（2）氣象海嘯由于氣象風(fēng)暴因素引發(fā)的海嘯，稱為氣象海嘯。這種海嘯是由大氣壓急劇變化引起的。通常在強(qiáng)大的天氣系統(tǒng)（熱帶風(fēng)暴、臺風(fēng)、溫帶氣旋、冷鋒等）經(jīng)過海面時(shí)，大氣壓每降低1hpa，相應(yīng)的海平面就要上升13mm，在系統(tǒng)中心會(huì)出現(xiàn)洋面狂漲現(xiàn)象。隨著天氣系統(tǒng)的移動(dòng)，上升的海面急劇回落，引起猛烈的海嘯。氣象海嘯比地震海嘯在量級、范圍、災(zāi)害程度上要小得多。氣象海嘯與地鎮(zhèn)震海嘯在波形上也有著明顯不同。氣象海嘯一般只有1——2個(gè)峰值，波高不是驟然增大，而是有一個(gè)漸次上升的過程。地震海嘯卻有多個(gè)峰值，且連續(xù)排列幾個(gè)大波，尤以第二和第三個(gè)波峰最大，靜緩上升的情況極為少見，絕大多數(shù)是喧囂洶涌的撞擊海岸，在近岸處形成軒然大波。（3）火山海嘯火山爆發(fā)引起的海嘯稱為火山海嘯。1883年，印尼喀拉喀托火山突然噴發(fā)，碎巖片、熔巖漿、火山灰向高空飛濺，滾滾的濃煙直沖數(shù)十千米的高空。不久，巨大的火山噴發(fā)物從天而降，激起一個(gè)30多米高的巨浪，以音速涌向爪哇島和蘇門答臘島。巨浪猶如發(fā)瘋的野獸，張著血盆大口，片刻間就吞食了3萬多人的生命?；鹕絿姲l(fā)物隨高空氣流飄移，造成印度洋和大西洋零星小海嘯不斷發(fā)生。（4）滑坡海嘯由于海底滑坡引起的海嘯，稱為滑坡海嘯。（5）核爆海嘯由水下核爆炸引起的海嘯，稱為核爆海嘯。1954年夏天，美國在比基尼島上進(jìn)行核試驗(yàn)，當(dāng)核彈爆炸時(shí)，在距爆炸地點(diǎn)500m的海域驟然激起一個(gè)60m高的巨浪，該波浪傳播1500m后波高仍在15m以上，引起了海嘯。另外，海岸的崩塌也會(huì)引起海嘯。歷史上，阿拉斯加利圖亞冰川上的一塊巨大冰塊塌陷墜海，激起50m高的海浪，引發(fā)海嘯。2.按發(fā)生的地理位置進(jìn)行分類（1）遠(yuǎn)洋海嘯橫越大洋或從遠(yuǎn)洋傳播來的海嘯，稱為遠(yuǎn)洋海嘯。這種海嘯生成后，可在大洋中傳播數(shù)千千米而能量衰減很少，因此使數(shù)千千米以外的沿海地區(qū)也遭海嘯災(zāi)害。例如，1960年在智利發(fā)生的8.7級特大地震引發(fā)的海嘯，在智利沿岸波高達(dá)20.4m，海嘯波橫貫太平洋傳到夏威夷希魯時(shí)，波高尚超過11m，在日本沿岸波高仍有6.1m。（2）近海海嘯也稱本地海嘯或局地海嘯。海嘯生成源與其造成的危害同屬一地，所以海嘯波到達(dá)沿岸的時(shí)間很短，有時(shí)只有幾分鐘或幾十分鐘，往往無法預(yù)警，危害嚴(yán)重。近海海嘯發(fā)生前都有較強(qiáng)地震發(fā)生，全球很多傷亡慘重的海嘯災(zāi)害，都屬于近海海底地震引發(fā)的特大海嘯。例如，1869年日本沿岸8.0級地震引發(fā)的特大海嘯，淹死2.6萬人多人。第三節(jié)海嘯的成因地震波的起因較為復(fù)雜，通常由以下幾種原因造成。。1.地震引起的地殼板塊運(yùn)動(dòng)通常，由震源在海底下50千米以內(nèi)、里氏震級6.5以上的海底地震才能引起海嘯，而且必須是具有垂直運(yùn)動(dòng)的逆沖構(gòu)造性地震。其特點(diǎn)是斷層面上部地殼向上移動(dòng)，下部下降，以垂直運(yùn)動(dòng)為主。上部在抬升過程中把海水向上抬，同時(shí)又在逆沖方向推動(dòng)海水作水平運(yùn)動(dòng)。在一次震動(dòng)之后，震蕩波在海面上以不斷擴(kuò)大的圓圈，傳播到很遠(yuǎn)的距離，正象卵石掉進(jìn)淺池里產(chǎn)生的波一樣。海嘯波長比海洋的最大深度還要大，軌道運(yùn)動(dòng)在海底附近也沒受多大阻滯，因此，不管海洋深度如何，波都可以傳播過去。海嘯在海洋里的傳播速度大約500——1000km/h，當(dāng)海嘯波進(jìn)入大陸架后，由于深度變淺，波高突然增大，這種波浪運(yùn)動(dòng)所卷起的海浪，最高可達(dá)數(shù)十米，就像巨大的“水墻”，形成破壞力極強(qiáng)的海嘯。2.海底滑坡或海底塌陷海底地滑引發(fā)海嘯產(chǎn)生的原因有兩種：（1）當(dāng)海底大量不穩(wěn)定泥漿和沙土聚集在大陸架和深海交匯處的斜坡上，產(chǎn)生滑移，引發(fā)海嘯。（2）海底蘊(yùn)藏的氣體噴發(fā)導(dǎo)致淺層沉積海底坍塌，出現(xiàn)水下崩移，引發(fā)海嘯。研究海嘯成因的英國南安普敦大學(xué)海洋中心高級研究員道格·馬森認(rèn)為，海底產(chǎn)生海嘯的原因在20世紀(jì)80年代初開始得到認(rèn)識。這是因?yàn)榭茖W(xué)家發(fā)現(xiàn)，大約7500年以前，一塊相當(dāng)于冰島國土面積的不穩(wěn)定海底滑行800km，來到挪威西北部海岸。這次海底滑坡認(rèn)為是世界歷史上最大規(guī)模的地質(zhì)運(yùn)動(dòng)之一。這次海底地滑引發(fā)海嘯，產(chǎn)生了10——20m高的海浪，不僅襲擊了挪威海岸，而且波及到蘇格蘭東部沿岸。3.火山噴發(fā)火山噴發(fā)的沖擊波發(fā)生在海底時(shí)，往往也引發(fā)海嘯。據(jù)記載，公元前15世紀(jì)地中海中，希臘東南有一個(gè)錫拉島，由于桑托林火山發(fā)生了極為猛烈噴發(fā)，并引起海嘯，其巨浪高達(dá)90多米，幾乎整個(gè)島嶼被拋向空中，隨后墜入海底，并波及到300km之外的北非尼羅河河谷。巨大的海嘯使錫拉島上的米若阿文化毀于一旦。此外，巖石墜海、氣象風(fēng)暴、水下核爆炸、彗星、行星等天體撞擊地球也是海嘯的重要成因。第四節(jié)海嘯災(zāi)害2004年12月26日印度洋大海嘯中的遇難人數(shù)達(dá)到29萬余人，讓人類再次感受到海嘯的巨大危害和恐怖。人們發(fā)現(xiàn)，雖然海嘯在遙遠(yuǎn)的海面只有數(shù)厘米至數(shù)米高，但由于海面隆起的范圍大，有時(shí)海嘯的寬幅達(dá)數(shù)百千米，這種巨大的“水塊”產(chǎn)生的破壞力非常巨大，嚴(yán)重危害岸上的建筑物和人的生命。從有關(guān)數(shù)據(jù)來看，海嘯高達(dá)2m，木制房屋瞬間遭到破壞；海嘯高達(dá)20m以上，鋼筋水泥建筑物也難以招架。地震海嘯傳到海岸時(shí)，波高極高，流速很大，從海面到海底幾乎是一致的，能驟然形成“水墻”，猛烈沖擊岸邊。若波谷最先到達(dá)，則水位驟落，有時(shí)能裸露出多年未見的海底，接著在十幾分鐘內(nèi)又猛漲，升高達(dá)幾十米，洶涌向岸上襲來，伴有巨大響聲，濺出的水沫可達(dá)50m以上。海嘯可使堤岸決口，艦艇船舶沉沒，可以毀壞港口建筑物和沿海居民點(diǎn)，造成屋毀人亡的巨大損失。20世紀(jì)記錄到的特大地震海嘯的波高：1946年4月1日阿留申群島35m.1964年3月28日阿拉斯加灣70m1994年6月3日印尼東爪哇60m1998年8月17日巴布亞新幾內(nèi)亞49m1896年日本三陸地震發(fā)生后20——30分鐘引起海嘯，激起20多米高的巨浪，卷倒房屋1.4萬多幢，損失船舶3萬余艘，死亡2.7萬余人。1923年9月1日，日本東京橫濱附近的海底發(fā)生大地震，震動(dòng)激起的巨浪沖到岸上，在他退回海中的時(shí)候，卷走了868所房屋，在海上還有8000艘船舶被浪濤所吞沒。1960年5月22日智利發(fā)生了地震海嘯，沿海500km內(nèi)平均波高10m，最大波高為25m，海嘯以707km的時(shí)速，14小時(shí)56分傳到夏威夷群島，波高9m，使夏威夷希洛灣內(nèi)護(hù)岸砌壁上約10噸重的巨大玄武巖塊翻轉(zhuǎn)，拋到100m以外，希洛灣附近的橫跨盧庫河上的剛質(zhì)鐵路橋也被海嘯推離橋墩200多米。21小時(shí)后傳到日本沿岸，波高8.1m。中國吳淞口外中浚驗(yàn)潮站記錄到波高為15——25cm，周期為45——60秒。1983年5月27日中午，日本東北地區(qū)發(fā)生7.7級大地震，震中在秋田海面，震源在海面下40km處。地震發(fā)生7分鐘后即引起第一次海嘯，傳播速度為140m/s，之后間隔10分鐘又出現(xiàn)第二次和第三次海嘯，造成死傷179人，毀房1300多幢，沉船700多艘。我國上海地區(qū)與1696年發(fā)生過一次特大風(fēng)暴潮災(zāi)。按古書《松郡志》記載：“康熙三十五年六月初一日，大風(fēng)暴雨如注，時(shí)方狀亢旱，頃刻溝渠皆溢，歡呼載道。二更余，呼海嘯，颶風(fēng)皆大作，潮挾風(fēng)威，聲勢洶涌，沖入沿海一帶地方幾數(shù)百里。寶山縱亙六里，橫亙十八里，水面高于城丈許，嘉定、崇明及吳淞、川沙、拓林八、九團(tuán)等處，漂沒千丈，灶戶一萬八千戶，淹死者共十萬余人。黑夜驚濤猝至，成人不服相顧，奔竄無路，至天明水退，而積尸如山，殘不忍言?！蔽覀儜?yīng)該關(guān)注海嘯，研究海嘯，以減少海嘯造成的各種損失，保障艦船航行和沿海地區(qū)人民生命財(cái)產(chǎn)的安全。第五節(jié)減輕海嘯災(zāi)害海嘯的威力巨大，造成的危害及影響嚴(yán)重，迫切需要應(yīng)用已有的科學(xué)技術(shù)來減輕海嘯造成的人員傷亡和經(jīng)濟(jì)損失。地震波沿地殼傳播的速度遠(yuǎn)比地震海嘯波運(yùn)行速度快，所以海嘯是可以提前預(yù)報(bào)的。利用海嘯監(jiān)測網(wǎng)獲取的地震波記錄，在短時(shí)間內(nèi)就能發(fā)出海嘯警報(bào)，贏得人員提前撤離和財(cái)產(chǎn)轉(zhuǎn)移的時(shí)間，減少災(zāi)害損失。1.我國海嘯預(yù)警現(xiàn)狀我國是開展海洋災(zāi)害監(jiān)測、預(yù)報(bào)警報(bào)、沿海和海上防災(zāi)救助比較早的國家。新中國建立的初期，為適應(yīng)近岸漁業(yè)捕撈和交通事業(yè)的需要．即由當(dāng)時(shí)的軍委氣象局首先召開發(fā)布海上大風(fēng)、海霧預(yù)報(bào)。1965年國家海洋局成立，并著手建立海洋災(zāi)害預(yù)報(bào)警報(bào)服務(wù)工作，到現(xiàn)在已近30年。特別是最近10年，已經(jīng)形成了從中央到地方、從陸地到海域、從近海到遠(yuǎn)海大多數(shù)部門交叉的國家海洋災(zāi)害預(yù)報(bào)警報(bào)體系，已經(jīng)產(chǎn)生了明顯的社會(huì)效果。海洋減災(zāi)系統(tǒng)包括海洋監(jiān)測系統(tǒng)、通訊系統(tǒng)、預(yù)報(bào)警報(bào)系統(tǒng)和海上救助系統(tǒng)。（1）海洋監(jiān)測系統(tǒng)。監(jiān)測系統(tǒng)包括沿海海洋觀測站、海洋自動(dòng)觀測浮標(biāo)、海洋調(diào)查船、商船和漁船輔助觀測、海洋水文氣象標(biāo)準(zhǔn)斷面測量、雷達(dá)測冰站、航空遙感監(jiān)測飛機(jī)、衛(wèi)星資料接收處理系統(tǒng)等。沿海海洋站網(wǎng)由標(biāo)準(zhǔn)站、基本站和輔助站組成，目前在全國沿海有各類潮汐和河口水位站近300個(gè)，分屬于水利、海洋、海軍、交通和地質(zhì)礦產(chǎn)部門。將按代表性較好，管理標(biāo)準(zhǔn)化的l04個(gè)驗(yàn)潮站(水位站)聯(lián)成網(wǎng)絡(luò)。海洋資料浮標(biāo)從70年代開始研制、引進(jìn)，目前有浮標(biāo)近20個(gè)，海上浮標(biāo)布放站位12個(gè)，其中包括常年站位3個(gè)。海洋水文氣象標(biāo)準(zhǔn)斷面測量已堅(jiān)持20多年，從1991年開始執(zhí)行共有13個(gè)斷面123個(gè)測站按季或雙季的定期觀測，該測站工作量約為80年代初高峰時(shí)期的15％。商船、漁船、海上油氣平臺輔助觀測，目前約有213艘船執(zhí)行每日3至4次的海上氣象水溫觀測和發(fā)報(bào)。另外，已建測冰雷達(dá)1個(gè)，專用海上監(jiān)測飛機(jī)2架，建立了從國家海洋預(yù)報(bào)中心到海區(qū)預(yù)報(bào)區(qū)臺的衛(wèi)星資料接收處理系統(tǒng)。（2）海洋通信系統(tǒng)。包括監(jiān)測站網(wǎng)專用通信傳輸網(wǎng)絡(luò)和使用國家公眾通信網(wǎng)的傳輸通信。組成了由國家中心、海區(qū)中心、中心海洋站、各觀測站點(diǎn)四級相連接的自動(dòng)化通訊網(wǎng)絡(luò)。國家中心至海區(qū)中心的傳輸已使用衛(wèi)星中速電路。預(yù)報(bào)警報(bào)的分發(fā)系統(tǒng)是多種手段的混合系統(tǒng)。（3）海洋災(zāi)害預(yù)報(bào)警報(bào)系統(tǒng)。目前已基本形成了國家海洋預(yù)報(bào)中心——四個(gè)海區(qū)預(yù)報(bào)區(qū)臺——中心海洋站（或海洋站）的三級海洋預(yù)報(bào)警報(bào)系統(tǒng)。經(jīng)過幾十年的建設(shè)，已經(jīng)具有一定規(guī)模，基本上能較準(zhǔn)確地對海洋災(zāi)害的發(fā)生、發(fā)展、變化趨勢作出可信的預(yù)報(bào)預(yù)警。（4）海上救助系統(tǒng)。當(dāng)?shù)氐拿穹罊C(jī)構(gòu)根據(jù)預(yù)先已經(jīng)制定的海嘯災(zāi)害防御規(guī)劃方案，組織人員撤離危險(xiǎn)區(qū)和組織重要物資等的搶救。海嘯波對航行或漂泊于外海的船只沒有影響，因此要組織停港船舶和停留在港灣的船舶向外海疏散。2．地震海嘯避難方法如果震源位于海底，海底就會(huì)振動(dòng)，發(fā)生斷層隆起和沉降等現(xiàn)象，由此產(chǎn)生海水劇烈的上下運(yùn)動(dòng)，然后逐漸變成大的波浪，向四面擴(kuò)展。這在深海不大明顯，越接近海岸波浪越兇猛，這就是海嘯。它—瞬間就會(huì)沖破堤壩、毀壞船舶和民房，成為可怕的災(zāi)害。若發(fā)生于漲潮時(shí)，水位上升將更為迅猛。另外，在淺而狹窄的海灣，海嘯帶來的災(zāi)害更大。一般說來，在地震后30分鐘左右發(fā)生海嘯。若有發(fā)生的可能性，會(huì)發(fā)出海嘯警報(bào)。但是，出于情況不同，在發(fā)出