 《三思科学》电子杂志
2005年第1期
2005年1月15日
目 录
封面
编者的话
[碧声]我的2004·私人科学笔记
封面故事
[柯南]津波之乱
海啸专题
[柯南]人类的灾难
[陶世龙]印尼海啸之后的思考
新闻
[胡耀明]中生代哺乳动物吞食小恐龙
[春上莱茵早]惠更斯:昙花一现为哪般
[趣趣多]别翻白眼珠了，怪吓人的！
[三思新闻编辑]12月科学新闻 ◇点击此处展开/关闭树状目录
求知
[萧楠]星际旅行的发动机
三、反物质发动机
四、离子发动机
[碧声]对抗白色瘟疫
译述
[G.Ferry]多萝西·霍奇金传(六)
博物
[佳肴]窃蛋龙
观点
[何祚庥]人类无须敬畏大自然
[方舟子]“敬畏自然”就是反科学
[柯南]敬畏自然是非理性的态度
[柯南]“敬畏自然”是号召人类面对
未来不作为
历义
[方舟子]进化·达尔文(一)
版权声明·订阅与投稿须知
三思科学杂志社
本期责编 碧声
三思科学网站
©2005,All Rights Reserved.
|
 |
这便是所谓海啸，能在顷刻之间害人。以前只是传闻，却终未见过此种骇人之事，此次才目击了。——源氏物语·须磨
津波之乱
 柯南
封面：海啸前后，印尼苏门答腊亚齐省海边地区，拼合图片。左上部分摄于2003年1月10日的照片，右下部分摄于2004年12月29日。点击图片放大。
19世纪日本的浮世绘大师葛饰北斋有一幅著名的版画《神奈川冲波里》。画面上波浪滔天，相比之下远处的富士山也显得十分渺小。这幅画经常被后世的人们用来描述海啸这种自然灾害。的确，海啸给人们留下的最深刻的印象就是巨大的波浪。有时候人们错误地把海啸当作潮汐或者风吹动的产物，但事实上，海啸最初产生于海岸之外的海底。
《神奈川冲波里》。点击图片放大 | |
海啸是一系列的波浪，通常由海底垂直方向上的某些变化产生，例如地震引起的岩层滑移、海底山脉的崩塌和海底火山爆发等等。海啸作为一种自然灾害，有很长的历史，早在古希腊时代就有海啸的记载（在有人类之前，当然也是有海啸的）。
向一盆平静的水中扔一粒纽扣，水面会形成以纽扣为中心向外传播的许多同心波浪。这可以非常粗略地和海啸相类比，只不过大海这盆水十分辽阔，形成的波浪也更具破坏力。例如，在海底发生的一次地震让一个岩层把另一个岩层“挤”了出来。如果这发生在陆地上，那么结果不过是多了一座小山。但是海底充满了海水，岩石的运动带动了海水，其结果是让海水产生了波。这是自然界产生的最奇特的机械波，与一盆水中的波相比，海啸的波长（也就是两个相邻波峰之间的距离）可以超过100公里。它向外传播的速度可以达到700公里以上，也就是说，它的速度可以追上普通民用飞机。
海啸示意图 | |
在深海的传播过程中，即便是经验丰富的船员也未必能发现海啸，因为海啸在深海中不会发作。它就像一个非常缓的波浪，给人们的感觉是水面稍微倾斜了一下。但是当海啸波骤然进入沿岸的浅水区域之后，它的威力就开始显现出来。海啸的波浪一下子变得高达数十米。你可以想象，在这样快速而高大的浪面前，海边的居民是多么地不堪一击。
今天英语中“海啸”一词，来自日语“津波”（tsunami）一词，意思是港口的波浪。这也显示出了日本是一个经常遭受海啸袭击的国家。日本列岛处于亚洲和太平洋板块的交界处，在它的东海岸附近经常会发生海底地震，因此也就时常面临海啸的威胁。同样，在北美洲和南美洲面向太平洋的区域，也是海底地震的多发区，在这些地方海啸也时有发生。
海啸主要是由海底的地震引起的。如果能够准确的预报地震，那么在一定程度上也就能预报海啸。但是迄今为止，对于地震的预报仍然处于一种探索阶段：这一次地震可能预报对了，但是下一次可能就没有料到。或者大概知道在某地会发生大致什么级别的地震，但是发生的准确时间却没人知道。另外，对于海啸波活动的具体机制，科学家也还在探索中。这同样也是一个困难的问题。例如，当一列波在深海中传播，科学家可以用数学模型很好的描述和模拟它们，但是要用数学模型描述海啸波的源头——也就是海底地震发生的地方，以及海啸波进入海岸后的情形，则困难的多。
2004印度洋大海啸示意图，动画GIF | |
尽管海啸是一种古老的自然灾害，人类有组织地对海啸发出预警却只是从20世纪才开始的。1920年代，夏威夷群岛开始有意识地躲避海啸带来的破坏，例如把船只从可能遭海啸袭击的港口移走。由于夏威夷群岛位于太平洋的中部，来自环太平洋沿岸各地的海啸都有可能传播到这里。1946年，发生在阿留申群岛附近的海底地震引发的海啸，袭击了夏威夷。这次海啸造成了150人死亡。此后，对海啸的预警便加强了。到了1948年，美国建立了太平洋海啸预警中心，并于1965年加入了环太平洋的国际海啸预警网络。
对于海底地震发生所在地附近的地区，海啸可能不过是一转眼的事情，但是对于远方的海岛和沿岸城市，在地震发生后迅速的发出海啸的警报，提醒人们撤离海边，是非常有必要的。但是如何准确和及时地发出海啸警报，同样是一件困难的事。一般而言，超过6.5级（在地震过后迅速确定震中和震级已经不是一个技术障碍了）的海底地震将会启动国际海啸预警网络。但是究竟一个6.5级的地震会带来什么样的海啸，就很难说了。有时候，假警报也是存在的。据估计，在夏威夷，一次假警报撤退就会带来6千万美元的损失。同时，假警报如同“狼来了”的故事，也会降低人们对于海啸警报的信任程度。
目前，美国海洋和大气局运行着一套叫做“深海海啸评估和报告系统”的设备，对海啸进行实时的追踪。这套系统的核心是一个自动化的浮标。浮标的下部装有传感器，它获得的数据能够通过卫星传给地面的实验室。这样，科学家就能实时地掌握海啸和海底地震发生时候的数据。这样的浮标观测站主要布置在阿留申群岛、华盛顿州附近的海域，以及东太平洋靠近赤道的地方。
还有一些更新的探测海啸的方法。例如，美国海洋和大气局环境实验室的戈丁（Oleg Godin）在去年5月的《地球物理研究》杂志上提出，可以观测到海啸波的“影子”，从而对海啸发出早期预警。海啸波的“影子”是一种独特的现象。曾经有飞行员在1940年代的夏威夷海面上发现了海面上颜色较暗的区域，而这条暗带则与来自阿留申群岛附近的海啸有关。科学家认为，尽管海啸波在深海传播的时候，并不掀起巨浪，但是海啸波对海水表面的扰动可能造成这种暗带（海水表面的光滑程度不同）。这样，就有可能通过卫星或者雷达，对“潜伏”在深海中的海啸进行预警。
海啸前后，印尼苏门答腊亚齐省海边地区。本期封面图片据此拼合。点击图片放大。点击此处观看灾后的详细图片。 | |
在过去，人们主要关注环太平洋地区海啸的发生。但是印度洋也可能发生海啸。去年年中，在国际会议上，科学家曾经提议在印度洋建立类似太平洋的海啸预警机制，因为印度洋沿岸国家遭到海啸袭击的可能性也很大。但是建立这样一个系统并非一朝一夕就能实现，再加上印度洋沿岸国家长期没有遭到大的海啸袭击，警惕性不像太平洋沿岸国家那么高，印度洋最终成为了海啸的牺牲品。
注：此文发表于《生命世界》杂志2005年第1期，其它报刊请勿转载
Space Imaging: Tsunami Gallery
|
|
