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院士详解海啸预警
2011-03-21 | 编辑: | 【 】【打印】【关闭

海啸预警,技术上讲是最容易实现的,它的原理是利用地震波走得比海啸波快。在地幔内,地震P波速度在8公里/秒以上,S波速度也在4公里/秒以上;而在深海中,海啸波的传播速度也只有每小时800公里,随着海水深度的减小,海啸波速与海水深度平方根成比例的减小。也就是说,地震波不用二十分钟,就可以传遍全球;而1960年智利大地震的海啸波传到日本,则需要22个小时以上的时间。大地震发生后,地震台网可以在十余分钟内接收到地震波,并判断出地震的位置和大小。如果估计该地震会激发海啸,人们有充分的时间在全球发出预警,除了十分靠近震中的地方外,一般还是有少则十几分钟,多则几小时到十几小时的准备时间。

海啸预警的难点在于减少虚报。大地震才会激发海啸,但并非所有大地震都会激发海啸。只有发生在海里或海岸附近的浅源大地震、特别是正断层或逆断层地震,才会激发海啸。对陆上的大地震大家都很熟悉,例如汶川地震引起了地表巨大变形,垂直错动可达数米,还伴随有许多滑坡山崩,地貌改观。发生在海里的浅源地震,断裂如果直接出露到海底,引起海底这样的变形,就会搅动海水、引发海啸;如果引起海底大规模滑坡,也可以引起海啸。地震学家虽然可以迅速地比较准确的测定地震的水平位置和地震震级大小,但对深度不是定得非常准,更难以判定地震断层是否穿透到了海底、错动多少、海底是否有滑坡。因此,往往只能从最坏的准备出发,对发生在海洋的浅源大地震均发布海啸警报。

减少海啸虚报不能仅依靠地震学,而需要利用连接在海上浮标的海底压力测量装置在外海进行观测。该设施能在海底侦测到海水深度(压力)的微小变化,如果在浮标位置海啸预警的时间的确观测到了海啸波,那么就可以根据其大小确认或修订海啸预警;但如果没有观测到海啸波,那说明该地震或震源较深、或对海底地形影响不大,没有激发出海啸,可以撤销警报。这些浮标离震源越近,离接受预警的海岸越远,我们就可以越早的修订预警。虽然我国有优异的地震台网,沿海也有验潮站记录到达的海水变动,但我国在外海的观测浮标目前据说只进口了一个,这方面无疑是一个欠缺。在外海建立一定数量的包括海底压力计的海洋综合观测设施,不但对于海啸研究,而且对于我国捍卫国家利益,了解和开发蓝色国土,都有着重要的意义。

我国大陆周围有岛链与太平洋、印度洋隔离,还有广阔的大陆坡,它们会使海啸波传播中消耗和损失能量,因此海啸波传到我国海岸时往往已经是强弩之末,不会造成灾害。但是我国台湾岛面临大洋,海啸危险不可轻视。我国南海靠近马尼拉海沟,它是欧亚板块向菲律宾板块下俯冲的场所。这种板块边界,是容易发生特大地震的部位。2004年苏门答腊大地震是澳大利亚板块向欧亚板块俯冲的结果,这次仙台地震是太平洋板块向欧亚板块俯冲的结果。我们过去估算过,马尼拉地震如果以8级为上限,其海啸在我国广东福建沿海产生浪高1米多的海啸的可能性通俗的可以说成千年一遇,并不太危险。但一是在局部海岸有可能成倍放大浪高(例如大家熟悉的钱塘江大潮),二是有些地质学家认为马尼拉海沟也存在9级大地震的危险。因此我国台湾、广东、福建对海啸预警的工作应该加强,以十分把握应对千分之一的可能。

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