何以海中海嘯、陸地受災？| 活力地球2

據央視新聞客戶端消息，2025年7月30日7時24分（北京時間），堪察加東岸遠海海域（52.4°N，160.2°E）發生8.7級地震，震源深度為10千米（震源參數修訂）。地震引發太平洋越洋海嘯，其中，俄羅斯、美國、日本以及我國均監測到海嘯波，預計未來本次事件不會對我國沿岸造成災害性影響（圖源：自然資源部海嘯預警中心）。本文即為您分享陳颙院士與張尉的科普著作《活力地球2》中的部分“海嘯”相關內容。

當深海海底發生特大地震或大型火山噴發時，如果海底出現大規模的升降（水平運動例外），其上幾千米厚、幾百平方千米的海水也將發生整體性的升降，攜帶的能量之大，怎樣想象也不為過。巨大體積的海水向四面八方傳播，這就是——

海 嘯

Tsunami

生嘯三條件

海嘯的生成需要滿足三個條件：深海、海底大地震和開闊逐漸變淺的海岸條件。

深海

地震、火山等（以下簡稱地震）釋放的能量要變為巨大水體的波動能量，水體必須足夠大，因此地震必須發生在深海，只有在深海，海底上面才有巨大的水體，而發生在淺海的地震等產生不了海嘯。

海底大地震

要產生非常長波長的海嘯波，要求海底有大面積的上升或下降，這個面積是產生長波長的決定因素，面積的尺度決定著海嘯波的波長。只有震級接近8 級的大地震才能產生大面積的海底運動，或者巨大的海底火山噴發或極大規模的海底滑坡。

20 世紀，全球發生的8 級或8 級以上的地震只有25 次，而發生在深海的就要少得多，這種巨型的海底升降，多年才發生一次，這也是海嘯發生的次數遠少于地震和火山噴發的原因。太平洋海嘯預警中心（The Pacific Tsunami Warning Center，PTWC）發布海嘯警報的必要條件是：深海底地震的震源深度<60 km，同時地震的震級>7.5 級，這個規定十分謹慎，反映了人對海嘯生成的認識。

逐漸變淺的海岸

只有在水淺的地方才能“追尾”，岸邊的懸崖地形會把海嘯波反射回去。所以，海岸必須開闊，具備逐漸變淺的條件，這時，可形成海嘯災害。

海嘯的產生過程。（a）俯沖板塊向上覆板塊下方俯沖運動；（b）兩個板塊緊密接觸，俯沖造成上覆板塊緩慢變形，不斷積蓄彈性能量；（c）能量積蓄到達極限，緊密接觸的兩個板塊突然滑動，上覆板塊“彈”起了巨大的水柱，水柱的尺寸相當于海嘯波的波長；（d）水柱向兩側傳播，形成海嘯，原生的海嘯分裂成為兩個波，一個向深海傳播，一個向附近的海岸傳播。向海岸傳播的海嘯，受到岸邊的海底地形等影響，在岸邊與海底發生相互作用，速度減慢，波長變小，振幅變得很大（可達幾十米），在岸邊造成很大的破壞（圖源：修改自USGS）

▋海嘯的幾個特點

1. 海嘯的波長達幾百千米，而平常的海浪波長只有幾米；

2004 年12 月26 日，蘇門答臘島近海發生9 級大地震并引發海嘯，在地震海嘯產生后2 小時，Jason-1 號測高衛星恰好沿著129 軌道由南向北穿過印度洋，海嘯波也正好在印度洋傳播。這顆測高衛星在天上飛了二十幾年，從來沒有逮到過海嘯，這次剛好測量到了海嘯波傳播時的海面變化。測高衛星可以測得衛星正下方約5 km 直徑區域的海面高度變化，精度為厘米級。衛星的測量結果顯示：海嘯的波長為500 km，海嘯波造成的海面高程最大變化約為0.6 m。波長竟達500 km 的海嘯波，此時的海面就像一面大鏡子，海嘯波往外傳播過程中，海面風平浪靜。

2. 海嘯波在海洋中傳播速度和飛機一樣快；

印度尼西亞蘇門答臘地震產生的海嘯實際傳播的時間。圖中白色方塊中的數字表示海嘯波傳播到該地所需要的時間（單位：h）（圖源：USGS）。 “淺水波”的特點是：深水傳播速度快，淺水速度慢。在深海，海嘯的波長很長，雖然速度快，但波高不足1 m，不會造成破壞。2004 年印度尼西亞地震產生的海嘯波傳到斯里蘭卡和印度需2 ～ 3 小時，這與噴氣式飛機的速度是一樣快的，與淺水波計算結果一致。請注意，盡管印度尼西亞與越南不遠，但由于陸地的阻擋，海嘯波要繞地球一圈后才能到達越南沿海，需要12 ～ 16 小時。也就是說，海嘯波繞地球一圈需要的時間連24 小時都不用，大多數飛機都做不到這一點。

3.海嘯產生于海洋，造成的災害卻在陸地（海岸附近）；

海嘯發生機制示意圖。當海嘯波傳播到近海淺水水域時，海水深度急劇變淺，速度減慢。由于近海先到達的海水波速已減慢，后面的海水還在持續向前涌，動能就會轉化為勢能，造成波高急劇增加，最大可抬升到幾十米。可想而知，前進一旦受到阻擋，其全部的前進能量就將變成巨大的破壞力量，就像成千上萬輛汽車發生了不斷的追尾事故。幾十米高的“水墻”高速沖向海岸，摧毀一切可以摧毀的東西，造成巨大的災難。

4. 海嘯災害不是每年都有，多年才發生一次；

地震震級、海嘯等級和海嘯浪高的關系

海嘯的浪高是海嘯最重要的特征。我們經常把在海岸上觀測到的海嘯浪高的對數作為海嘯大小的度量，叫作海嘯的等級（magnitude）。表中為各種不同震級的地震產生的海嘯高度，這是從全球近百年資料得到的經驗關系。目前知道的海嘯的最高浪高達30 m 以上，是1960 年智利大地震引起的，它對應5 級海嘯，從上表可以看出，只有7 級以上的海底大地震才能產生海嘯災害，小地震產生不了海嘯。

5.災害巨大。2004年印度洋海嘯，約30萬人喪生。

2004 年12 月26 日的印度尼西亞蘇門答臘地震。班達亞齊是印度尼西亞亞齊省的首府，是一個海濱城市，距12 月26 日大地震震中約250 km，對于這個地方而言，屬于本地海嘯。10 m高的海浪席卷了災區村莊和海濱度假區，其海嘯災害十分嚴重。美國DigitalGlobe公司發布了一系列衛星遙感照片，圖為快鳥衛星拍攝的地震海嘯前后對比遙感圖像，清楚地表明了特大地震和海嘯災害最重的地區之一的班達亞齊的破壞情況。海岸已經縮小，部分海岸消失，海邊建筑完全被地震和水災所摧毀，露出了泥土和巖石（圖源：DigitalGlobe）

▋海嘯預警

目前，人類對海嘯等突如其來的災變，只能通過觀察、預測來預防或減少它們所造成的損失，但還不能阻止其發生。

Tsunami

建立海嘯預警系統的科學依據

第一，地震波比海嘯波跑得快。地震波大約每小時傳播30000 km（每秒約6 ～8 km），而海嘯波每小時傳播幾百千米。如果智利發生地震并引起了海嘯，地震波傳到上海用不了一個小時，其海嘯波傳到上海則需要23 個小時。這樣，根據地震臺上接收的地震波，人們不但可以知道智利發生了大地震，還可以知道直到二十幾個小時后海嘯波才會到達。

第二，海嘯波在海洋中傳播時，其波長很長，會引起大面積海水的升高（臺風也會造成海面出現大波浪，但面積遠遠不及海嘯），如果在大洋中建立一系列的觀測海水水面的工作站（如DART），就能夠知道有沒有發生海嘯，其傳播的方向如何等關鍵問題。

海嘯監測系統DART示意圖。它由四部分組成：海底壓力計、浮標系統、衛星和預警中心（圖源：NOAA）

海嘯預警是個復雜的問題，有的地震會造成海嘯，而大部分海洋中的地震不產生海嘯。1948 年，檀香山收到了海嘯警報，采取了緊急行動，全部居民撤離了沿岸，結果根本沒有海嘯發生，緊急行動付出了3000 萬美元的經濟代價。太平洋海嘯預警中心一共發布20 次海嘯警報，其中15 次是虛假警報，虛報的比例為75% 。目前，預警系統仍在不斷進行升級和完善。同時，人們意識到，預警系統不是萬能的，本地海嘯的預警比遠洋海嘯要困難得多。因此，為了最大限度減輕災害，除預警系統外，一定不要忽視災害的預防和救援。

本文摘編自《活力地球（第二版）》（陳颙，張尉著. 北京 : 科學出版社, 2025. 6）一書“第七章 活力水圈：海中海嘯、陸地受災”，有刪減修改，標題為編者所加。

ISBN 978-7-03-081906-2

責任編輯：韓 鵬 崔 妍

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太陽系里只有一個地方愿意“收留”我們人類，那就是地球。地球是房東，我們是房客。如果把 46億年的地球歷史濃縮為一天，有文字記載的人類歷史不過是這一天里短暫的最后幾秒。作為“房東”，地球過去不知接待過多少“房客”，從古老的菌藻類到蕨類、裸子類、被子類植物，從無脊椎動物、兩棲動物、爬行動物到哺乳類動物。人類在地球“一天”的末尾出現后，創造出燦爛輝煌的文明，對地球產生了深遠影響。與此同時，正值“中年”且充滿活力的地球，也時刻影響著人類的生存與發展。地球與人類相互作用、彼此影響，關系錯綜復雜。

本書作為一部科普版的簡易“地球百科全書”，將以獨特視角深入剖析地球與人類的關系。書中涵蓋多門學科知識，語言通俗易懂、生動活潑，兼具思想性、科學性和趣味性，適合青少年、社會公眾以及科技人員閱讀。

（本文編輯：劉四旦）

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