审核专家：王宗辰

国家海洋环境预报中心（自然资源部海啸预警中心） 助理研究员

这本来是无比平静的一个清晨，距苏门答腊岛160千米的深海爆发了一场罕见的9.1级地震，在岸边的游客发现远处的海面突然升起一道高得吓人的水墙，像火车头一样向他们飞奔过来，这就是海啸。

这使得近百年没有经历过海啸的当地人，从此留下了对海洋最难忘的黑暗记忆。

海啸是由海底地震、火山爆发、海底滑坡或天气变化引起的超级大浪。它们在海里跑得比飞机更快，最快超过每小时九百公里，在近10个小时内就能传遍整个印度洋；波长有时可达150-200公里，长时间奔袭都不会明显衰减。

虽然在深海中，海啸的波高看起来平平无奇，仅仅只有0.1-5米左右，但只要靠近岸边浅水区，它们就会变得异常凶猛，波长变短而波高暴涨，形成一道遮天蔽日的“水墙”，并且受到海底地形、海岸线形状和波浪特性的影响，不停地冲击海岸线，甚至越过防波堤，摧毁建筑物，淹没土地。

说到海啸，小编先想到的是一场毁灭性的海啸活动——2004年印度尼西亚海啸。

这场重创印度洋沿海国家的海啸过程，背后又有哪些科学原理呢？

2004年印度洋海啸影响示意图

来源丨维基百科

1

印尼为什么海啸灾害总是很严重？

2004年12月26日，印度尼西亚苏门答腊岛以北安达曼海海底发生9.1级地震，从而引发巨大海啸，造成印度洋周边国家死亡人数超过22万人，其中印度尼西亚死亡人数超过16万人。

2018年9月28日，印度尼西亚中苏拉威西省发生强烈地震和海啸，灾难造成超过2000人死亡，另有超过2500人重伤，并造成了近7万间房屋损毁，数万人被迫撤离家园。

2004年印度洋海啸某地前后对比图

来源丨江苏海监

我们不难发现，印度尼西亚两次海啸灾害的发生都是起源于地震，进而诱发了海啸。从板块构造学说的角度来看，印度尼西亚地处印澳板块和亚欧板块的消亡边界，板块碰撞挤压，火山地震繁发，是世界上地震灾害最频发的地区，每年大小地震数超过上千次。

六大板块和火山地震带分布图

来源丨人教版高中地理

其次，海啸对近岸地区的破坏尤为严重。

印度尼西亚是世界上最大的群岛国家，岛屿数量超过1.7万个，海岸线漫长，人口也大多分布在各岛屿的沿海地区。所以就算有全球海啸预警系统，对于印度尼西亚这种距离海啸生成地很近的国家来说，也很难有反应时间。

2

海啸和风暴潮的区别是什么？

对于中国沿海城市来说，人们对于海啸的熟知度可能远远比不上风暴。每当夏秋时分，台风带来的风暴潮都会对我国东南沿海造成不同程度的损失。

那么，都是靠岸时掀起了巨浪，海啸和风暴潮有什么区别呢？

风暴潮

来源丨国家减灾网

首先是起源和触发机制的不同。

海啸主要是由海底地震、火山爆发或发生在海洋表面以下的大型山体滑坡产生。当海底发生地震时，大量的水会发生垂直位移，产生了一系列强大的波浪，向四面八方辐射开来。

相比之下，正常的风暴（如台风或旋风）是因为大气层的干扰，因此伴随风暴潮来临的总是强风、大雨和雷暴，其中暴风雨的能量来自于温差、湿度和大气压力。

其次是波浪的形成和破坏性潜力不同。

海啸的波长特别长，可以达到几百公里，它们在宽阔的海洋中长距离奔袭，在接近海岸时便达到了惊人的高度。

来源丨网络

相比之下，风暴波是由风的能量转移到海洋表面而产生的相对短波长的波，它们的破坏力一般只限于紧邻海岸的地方。

来源丨甘肃大众科普网

另外，风暴潮与海啸在波形上也有着明显的不同。风暴潮一般只有1～2个峰值，波高不是骤然增大，而是有一个渐次上升的过程。

地震海啸却有多个峰值，且连续排列几个大波，尤其是第二和第三个波峰高度最大，静缓上升的情况极为少见，绝大多数是喧嚣汹涌地撞击海岸，在近岸处形成轩然大波。

来源丨甘肃省科协

第三是速度和距离的不同。

海啸可以以难以置信的速度穿越海洋，通常超过每小时700公里（每小时435英里），它们跨越整个洋盆，在到达另一处大陆的海岸线之前可能已经旅行了数千公里。而受风向和大气条件的影响，风暴通常以较慢的速度移动，并且它们距离更短，更有可能只影响附近的海岸线。

3

海啸的传播速度与什么有关？

在观察2004年的印度洋海啸传播时间图时，我们不难发现，一些直线距离更靠近震源的陆地反而受到海啸的侵蚀时间较晚，这是为什么呢？

来源丨小球大世界

关于海啸的传播时间，其实受到了两种因素的影响。

首先是水深。海啸在深海的传播过程可以近似看做浅水波（波长远大于水深），传播速度与水深的平方根成正比，因此水越深，海啸传播速度越快。

如果海啸传播过程中途径海域的水深相对较浅，则传播速度也会变慢。这就会导致，虽然有些陆地距离海啸源的直线距离看起来更近，反而海啸来临的速度更慢。

来源丨知乎

其次是海底特征。海啸的速度和行为会受到海床特征的显著影响，包括其形状和地形。陡峭的海床往往会将达到的海啸波反射回去，相反，当波浪遇到水下山脊或浅水区时波浪的速率减缓5到20倍，波列受到挤压，导致海啸波波幅增大。它是海啸到达海岸时释放出的巨大破坏力的原因，但也是延缓海啸到达时间的因素。

海啸传播速度和波长的量级

来源丨环境百科

临近暑假，正是海边游玩的好季节。虽然中国沿海发生海啸的概率很小，但是如果你在海边感觉到了地震，还是要立即动身转移。

另外，假如你观察到潮汐突然反常涨落，比如海水快速退去，此时也应该马上离开海岸，因为很有可能海啸即将到来。

转载内容仅代表作者观点

不代表中科院物理所立场

如需转载请联系原公众号

来源：数字北京科学中心

编辑：万象