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[科技] 台湾地震，为什么会有海啸预警？

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用户桂林龙哥 发表于 2024-4-6 19:38:00 | 只看该作者 打印 上一主题 下一主题
 
中国地震台网正式测定：04月03日07时58分在台湾花莲县海域（北纬23.81度，东经121.74度）发生7.3级地震，震源深度12千米（图1）。台当局气象部门称，这起强震是台湾“9·21集集地震”发生后最大范围的地震（1999年9月21日凌晨，台湾南投县集集镇发生震级里氏为7.6级的地震）。
图1 台湾花莲县海域震源位置（图源中国地震台网）

自然资源部海啸预警中心通过综合分析发现，地震可能会在震源周围引发局地海啸，预计对我国台湾沿岸局部区域造成灾害性影响。据国家突发事件预警信息发布网的信息，自然资源部海啸预警中心发布海啸Ⅰ级警报（红色），随后转为海啸Ⅱ级警报（橙色），当日上午根据监测解除通报。
为什么有些地震能引发海啸？所有海底地震都能引发海啸吗？海啸预警中心如何实现对海啸的监测？
01
海啸形成的根本原因是垂直方向扰动

地震发生后，地震波会从震源处向四周传播。地震波能量在传播过程中会受到地形和地质构造等因素的影响，导致不同地区震感出现差异。
当震源为海底地震时，海底地形会因受地震能量发生升降，从而引起海水的强烈扰动，进而形成海啸。根据海底地壳变形的区别，地震导致的海啸可以分为两类：一是隆起型海啸。当地震使得海底地壳上升后，局部海水会发生抬升并发生聚集。在海水从能量中心向周围发散时便会产生能量（图2.1）；二是下降型海啸。当地震使得海底地壳下陷后，海水会大规模下涌。当海水遇到阻力后，会返回海面形成波浪向四周扩散（图2.2）。
台湾地震，为什么会有海啸预警？ 第1张图片

图2.1 隆起型海啸示意图（图源网络）

台湾地震，为什么会有海啸预警？ 第2张图片

图2.2 下降型海啸示意图（图源网络）

02
不是所有海底地震都能引发海啸

1964年3月28日，阿拉斯加发生9.2级地震。地震造成了海岸线变动和大面积海底运动，阿拉斯加南部的瓦尔迪兹港湾发生大海啸。在瓦尔迪兹入海口，海啸波高达30多米，至波峰倒卷时巨浪高达50多米。海啸波及美洲的太平洋沿岸、夏威夷和日本。
1960年5月22日的9.5级智利大地震是观测所能记录到的规模最大的地震。其引起的海啸穿越整个太平洋，是迄今最大规模的越洋海啸。
灾难性海啸（图3）通常是震源在海底地下50千米以内，震级在6.5级以上的海底地震引起的。地震是海啸的主要成因，但并非所有地震都能引发海啸。
台湾地震，为什么会有海啸预警？ 第3张图片

图3 海啸袭来（图源网络）

能引发海啸的地震主要有几个特点：首先震级需要足够大，能量足够强；其次震源深度较浅，使得释放的能量更多造成海啸运动；能有足够多的水深存储海啸能量；震源错动方向以垂直方向为主，能引起海床剧烈的上升或下降等等。地震海啸多发生在构造差异大的海沟、岛弧、年轻的地壳褶皱带等区域。
中国地震台网中心研究员孙士宏在接受采访时表示：“一般情况下，7.3级地震不会产生高度达两米以上的灾难性海啸。相关部门发布海啸预警主要是警示沿海居民，做到以防万一，引起大家的警惕。”
03
海啸预警离不开集成系统

为了实现海啸预警，我们能想到的最直观的办法是测定海啸波数据。太平洋海啸预警中心利用DART（Deep-ocean Assessment and Reporting of Tsunamis）浮标对海啸波进行检测(图4)，根据最先监测到的数据推算海啸波来源及强度，进而数值模拟。然而当测点站位开始记录海啸波数据时，便意味着海啸已经发生并开始传播了，这对减灾工作时非常不利的。
台湾地震，为什么会有海啸预警？ 第4张图片

图4 DART（图源NOAA官网）

海啸波和地震波因为速度差异故存在到时差异，理论上离震源越远则用于预警的时间会提前更多。因此倘若能根据地震波数据推算地震震源性质，进而推算海啸波强度，那就可以争取更多的逃生时间。然而地震波数据反演不够准确的问题曾是造成2011年东日本海啸产生巨大灾难的原因之一。同时在确定震源参数后，需要利用数值模拟推算海啸波强度和不同区域传播到时等信息。
地震监测、海啸预报、水位监测、数据统计、数据制图、信息发布等众多功能集一身的海啸预警系统能有效降低受灾风险。2013年，我国建立中国海啸预警中心;2019年，南中国海区域海啸预警中心于11月5日世界海啸意识日正式运行，其主要任务是针对潜在破坏力较大的海啸及时发布预警。目前我国已有多项海啸预警专利，包括海啸监测方法及设备等。


小结


此次连续多次地震造成台湾全岛震感强烈，不少居民表示这是继“9·21地震”后，台湾近20年震感最强烈的地震。所幸海啸预警已被解除，希望灾区同胞一切平安！


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标签：日本夏威夷台湾床台湾地震
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