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海啸等级与海啸预警
孟
慧
付燕玲
饶扬誉
(中国地震局地震研究所,武汉
430071
)
海啸是一种具有强大
破坏力的海浪。水下地震、火山爆发或水下塌陷和滑坡等大地活
动都可能引起海啸。
p>
海啸不同于因风所引起的波浪,它是一批具有很长波长和周期的海
浪。
海啸波在大洋中移行时,波长可达数十或数百千米,周期
为
2-200 min
,波高仅为
1
m
左右。因此,在深海中,海啸往往静悄悄地通过海洋;然而,当海啸波进入大陆架后,
因
深度急剧变浅,波高骤增,波峰倒卷,汹涌澎湃,它卷起的海涛,波高可达数十米,形
成
能量极大的“水墙”
,速度常快,破坏力大,冲上陆地后所向
披靡。
1
海啸等级
国际上表示海啸大小较多采
用渡边伟夫海啸等级(表
1
)
,用于判
定某次海啸发生能量
的量级。
表
1
渡边伟夫海啸等级表
等级
-
1
0
1
2
3
4
海啸波高
(m)
<0.5
1
2
4-6
10-20
≥30
海啸能量
(10
10
焦耳
)
0.06
0.25
1
4
16
64
损失程度
能量损失
轻微损失
损失房屋
船只
人员伤亡,房屋倒塌
≤400
千米岸段严重受损,人员伤亡大、房屋损毁严重
≥500
千米岸段严重受损,人员伤亡巨大,建筑物尽毁
这是一个粗略的海啸等级表。由于实时计算海啸能量比较困难,在进行海啸预警时,
< br>[1]
多采用索洛维约夫
-
今村
海啸等级
Mt
:
Mt=a
log
H+b
log
R
+D
(
1
)
p>
式中,
H
表示最大海啸波振幅(
m
)
,由验潮仪测量在距离海啸中心
R
处测得,
a
,
b
,
D
为常数。通常,<
/p>
a
、
b
取
1
,
D
取
5.85
。当
H
表示波峰
到波谷的高度差
Hc
(≈
2H
)时,
D
取
5.55<
/p>
。这样,海啸级别通常能够和地震矩震级相匹配。
根据对公元
358
年至今全球发生的近
5000
次破坏性地震海啸的统计,
约有
85
%的地震
海啸分布在太平洋中的岛弧—海沟地
带,原因是环太平洋地震带浅源大地震最多,深海沟
分布也最广,故地震海啸多发生在这
一海域。其他
15
%主要分布在大西洋的加勒比海,印
度洋中的阿拉伯海以及地中海等地。
2
海啸预警
海啸预警的物理基础在于地
震波传播速度比海啸的传播速度快,而接收到地震波后人
类发布信息的电磁波速度更快。
海啸波传播速度算式如下:
?
?
gh
(
2
)
p>
?
:海啸的速度(
m/s
< br>),
h
:海的深度(
m
),
g
:重力加速度(
m/s
2
)
在太平洋,典型的水深大约是
4000m
,所以海啸的传播
p>
速度大约是
200ms
-1
或
700km/hr
。由于波浪的能量损失与它的波长
成反比,高速度及远距离运行的海啸所损失的
能量非常有限。
表
2
20
世纪以来记录到的特大地震海啸的波高
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