逍遥学能 2014-08-19 17:10
2004年12月26日，罕见的海啸席卷印度洋多个国家（图1），30多万人丧生，数百万人急需食品和居所援助，许多幸存者必须接受心理治疗，一些原始种族如生活在尼科巴和安达曼群岛的处在石器时代的部落更是遭遇灭顶之灾。灾后，全球性的救援行动迅速展开。首先是民间（包括个人、团体和非政府组织）和各国政府慷慨解囊，向灾区提供食品、饮水、药品和医疗及工程救助；其次在联合国主持下讨论了建立全球海啸风险防范体系和完善区域预警系统的可能性。灾害无情，人间有情。海啸使得人类超越空间、文化、宗教、政治上的差异和隔阂而团结在一起。
一 什么是海啸──大海无情
我国史籍中对海啸现象有多种表述方式，如海水翻上、海涛奔上、海水翻潮、海吼、海唑、海沸等(王子今,2005)。比较常见的表述是“海溢”，其明确记载见于汉代。“海啸”一词至迟出现在元代，元人刘埚《隐居通议》卷二九《地理》有“恶溪沸海”中记有“郭学录又言：尝见海啸，其海水拔起如山高。”
英文海啸（Tsunami）一词源自日本语，指港口（tsu）的波浪（nami）。日本的海啸多源自近海的地震，东侧日本海沟一带是地震海啸频发地区。1896年的海啸（浪高90英?）造成2万多人死亡。1960年海啸（由智利海沟地震激发）导致112人丧生。1993年海啸造成的惨景则类似原子弹爆炸。
海啸具有突发性、影响距离远、危害大（表1）的特点。据统计在20世纪，全球因海啸死亡的人数达5万之多，大约每7年发生一次毁灭性的海啸。
表1 印尼海啸波浪到达时间和死亡人数（据《自然》杂志，2005）
印尼
尼科巴
泰国
马来
缅甸
孟加拉
斯里兰卡
印度
马尔代夫
索马里
震后
30m
30m
1h
1h
1h
2h
2h
2h30m
1h
7h15m
死亡
228000
1894
5384
68
59
2
31000
88000
82
150
二 海啸的传播──近岸水墙
海啸可由海底地震、海床上的滑坡或崩塌、海底火山爆发或陨星撞击大洋引起。其中海底地震是引发海啸的主要原因，这些大地震多发生在板块俯冲边界（即大洋板块俯冲的海沟附近）。太平洋是海啸发生频率最高、强度最大的地区，这里地震带交错、火山密布。位于太平洋中央的夏威夷群岛就饱受海啸蹂躏。1946年4月阿拉斯加海岸外的阿鲁提安岛附近地震引发的海啸以时速400英里向南奔袭2000英里外的西鲁湾，浪高达46英?，先是吞没30多英?高的棕榈树，接着扫荡沿岸建筑和生命（近200人死亡）。1960年智利沿海发生地震，形成的海啸向西横扫夏威夷，浪高达35英?（造成61人死亡）。
海啸的性质和潮汐、风成波浪不同。风成波浪一般仅涉及海面以下150米深处海水的运动，而海啸却扰动了海床以上的全部海水，即海啸的速度由水深决定。在广阔的大洋上，海啸前进速度可达每小时950千米，相当于喷气式客机的速度，而波高低得难以察觉，因此一般不对大洋中的船只构成威胁。当海啸波到达近岸浅水区（特别是港湾、河口内）时其速度要变小，海底升高使得波能被压缩，波高可骤增至10米以上，形成一堵“水墙”（图2）。例如1896年日本海啸发生时，在近海作业的渔民丝毫不觉得海啸正从渔船下经过，第二天返航时才发现渔村已被摧毁。
图2 海啸波传播至近岸处波高骤增
三 印尼海啸是如何发生的──挠曲效应
印尼西北部是印澳板块向亚欧板块俯冲处，这个俯冲带叫做巽他岛弧。在巽他西北部，比较年轻的大洋板块（0.4亿年）向苏门答腊离岸处向下斜插，据对珊瑚生长环的研究，这里在1833和1861年曾发生8级以上的地震。在岛弧东部，相对较老的大洋板块（1亿年）向爪哇离岸处向下斜插，这里地震相对较少。
印澳板块的下潜速度相当于手指甲的生长速度，约为6厘米/年。在印澳板块向下牵引下，上覆的大陆板块弯曲拱起（图3）。年复一年，积聚的应变能越来越大，当刚性岩石的弯曲到达一定限度超过板块承受力，大陆板块就会反弹至原位，将长时间积蓄的能量集中释放出来，形成俯冲逆断层型地震（即断层的上部上移）。两个板块上部的海水相应地形成波峰和波谷。2004年12月的地震震中在棉兰西约320千米处，在9小时内自苏门答腊到安达曼群岛弧发生了14次5.7~7.3级余震）。地震产生的一股波浪向东撞击印尼近海（亚齐省），另一股波长约100千米、波高仅数十厘米的波浪以时速800千米在深水中向西运动。向东的波浪到达浅水区，能量受到压缩，波速减至每小时数十千米，波长减至约5千米，而波高则升到数十米。据日本学者现场测定，亚齐的海啸波高曾达到34米。
四 海啸何以危害巨大──杀人浪
这次印度洋地震和海啸灾难的突出特点是：地震强度大、海啸异常凶猛、人口伤亡惨重、经济损失巨大。其原因在于：
首先，印度洋周边国家和地区的沿海地势低平，土地利用强度大，人口密集，灾害潜在损失大。例如印度尼西亚和印度沿海聚落和人口众多，伤亡大。相反，澳大利亚西部海岸沙漠广布，人烟稀少，损失小。
其次，受经济全球化影响，周边国家重经济轻民生。例如为发展旅游业，在海滨修建大型建筑，延迟发布灾害预警信息等。为修建虾塘而砍伐红树林，破坏珊瑚礁等。
第三，普遍缺乏必要的预警机制和科研经费，信息传达不畅，民众和政府灾害意识淡薄。例如日本是灾害风险高的发达国家，由于投入大已经建立了完备的预警系统。而费用达数万美元的警示系统对南亚和东南亚发展中国家来说却是一笔不菲的数目。信息分享和通达渠道不畅，美国和日本等国学者曾预测到海啸的发生，但信息并没有有效地送达有关国家。另外，该地区的海啸一个世纪才发生一次，容易被人们忽视。海啸发生时一些村民甚至聚集在岸边观看涌浪而丧生。
第四，海啸发生时正值当地的雨季（图4），湿热气候阻碍了救灾工作的进行。例如在印度和印尼的亚齐灾区，清洁的饮用水异常短缺，蚊虫肆虐，一些地区出现破伤风和疟疾流行。
五 海啸灾害的防范──预警机制
海啸灾害并非不可防备。首先，大洋浩瀚辽阔，自（海底）地震发生到海啸抵达岸边存在一段或长或短的时间差（表1）。例如，1960年智利发生9.5级地震，震后海啸经过22.5小时、穿越18000千米方才到达日本东北地区。据测定，2004年印度洋海啸在震后3分钟到达科科斯岛，2.5小时到达印度。因此只要在海啸可能路径上设立若干监测点或浮标（图5），即可为防险救灾赢得宝贵时间。
其次，要加强公众宣传，提高灾害防范意识。例如印度南部沿海的一个小村在2004年海啸中，依靠危险意识和低成本的技术（高音喇叭）挽救了7000多村民的生命。保护自然生态也很重要，沿海湿地和红树林能够消减海啸的能量，即使海浪还会冲上岸，但是很多能量早已消失。在沿海地带规划洪水区，减少过度开发，降低潜在风险。在旅游地和旅游旺季，更要提高危机意识。建立警报系统和疏散程序。例如在交通要道设立警示和避难标志，定期开展防灾演习等。尤其要警惕“警报疲劳症”，人们会因为不可靠的警报而失去信心，进一步增加危险性。
第三，建立完善的地震海啸预警和应急管理系统。例如日本建立了由海底计浪器、浮标、卫星、地面接收站等组成的全天候的海啸动态监视和预警系统。日本法律规定，地震发生后，气象厅要在两分钟内报告地震强度，在三分钟内作出海啸预报，并且及时送达政府机构、学校、家庭，向公民发布海外旅行劝告等。在潜在灾害区修建防浪墙，提供应急避难场所及其标志，鼓励公民参加防灾演习等。
第四，加强科学研究，了解海啸的发生机制和过程，提高预报能力。科学家已经尝试利用卫星遥感和全球定位系统等高科技系统实时监测海啸动态（图6）。加强国际合作，建立信息共享机制。日、美等国拥有强大的地震海啸警报中心，环太平洋地区的警报系统也已建立，共有26个国家参加，包括夏威夷、阿拉斯加等中心。太平洋海啸警报系统利用地震台网和验潮站监测海啸。当地震台网确定了引发海啸的地震震中位置，并在某一验潮站上发现海啸发生的信号后，即可迅速计算出震源处的海啸强度，以及海啸波到达各海岸的时间和强度，再把这些情报通过电信手段立即发给有关国家和地区，使其做出相应的防范。
图6 根据各种卫星监测数据提取的三个断面震后不同时间海面变化（2005）
六 我国沿海遭遇海啸危害的可能性
中国大陆以东有一系列岛屿组成的天然地理屏障，可阻挡海啸。不仅印度洋海啸影响不大，就是太平洋地区的海啸对我国大陆沿岸的影响也相对较小。
日本东侧日本海沟一带为地震海啸频发地区，但受日本列岛阻挡难以抵达我国大陆东岸。硫球诸岛之间水道相对开阔，外侧琉球海沟附近地震海啸可能波及我国海域，但是这里属于低应力俯冲带，发生强震的可能性较小（金性春，2005）。
台湾处在岛弧－大陆碰撞边界上，东侧缺失海沟俯冲带。自台湾南端向南延至菲律宾吕宋岛西侧，已过渡到近南北向的马尼拉海沟俯冲带（图7），这一段板块边界对我国影响较大。马尼拉海沟地处菲律宾群岛西侧的南海东缘，南海深海底的大洋型地壳（属亚欧板块）向东俯冲到吕宋岛（属菲律宾海板块）下面，一旦发生海啸，将直接威胁我国的海南、广东、福建和台湾沿海。
参考文献
金性春（2005）谁搅起了印度洋海啸。上海：文汇报，1月2日。
王子今（2005）中国古代对海啸的表述。北京：光明日报，1月18日。
Cummins, P.（2004）Small threat, but WARNING SOUNDED for tsunami research tsunami. AusGEO News75, September.