海啸及太平洋海啸警报系统

一、前 言 海啸是许多海洋国家滨海地区的猛烈海洋自然灾害之一、我国历代文献中也称为“海溢”、“海侵”等。其在滨海区域的表现形式是海水陡涨,瞬时侵入滨海陆地,吞没良田和城镇村庄,然后海水又骤然退去,或先退后涨,有时反复多次,造成生命财产的重大损失。局地海啸在海啸波到达前,还经常有强烈地震。我国也是一个多风暴潮灾的国家,历代都把风暴及海底地震引起的潮位异常变化,混称为海啸、海溢、海侵或大海潮等等。近二十多年来,我国学者在学术上把风暴原因引起的潮位异常统称为风暴潮,而把海底地震引起的潮位异常则称为海啸。 日本称海啸为“津波”,意为港湾中的浪。西文大多取津波的译音─Tsunami。在英文文献中,曾经用“潮浪─Tidal Waves”一词,这是极不恰当的,因为海啸并非由潮汐或潮汐力所引起。鉴于人为的海上核爆炸也能引起局部区域海啸,为了区别,在许多文献中也用“地震海浪─Seismic Sea Wave”一词。加拿大学者 Murty T.S.引用 Van Dorn W.G.1968年提出的定义:海啸是指在海洋中形成的自由洋面大尺度短暂扰动重力波系。他还认为     

基于海啸感应电磁场的海啸监测研究与应用现状

早期的海啸监测系统主要依赖地震监测网或海底压力计阵列网,但都存在诸如建设和维护成本高、监测范围有限等问题。对海啸的实际观测和模拟发现,广泛分布的海底电缆能够反映海啸运动产生的感应电磁场,由此发展出了更为便捷和经济的海啸感应电磁场监测方法。本文介绍了海啸感应电磁场的理论推导过程、不同海啸速度模型,以及对不同海底地形类型的海啸感应电磁场解析解的研究进展。对比分析海啸感应电磁场的电压、扰动磁场、矢量电磁场三种海啸电磁监测方法的优缺点后认为,矢量电磁场监测具有测量海啸传播方向的优势,利用矢量电磁测量结合现有的海啸监测系统能更快更准更实时地预警海啸。     

海啸时如何求生

海啸是因为海底地震、火山爆发、山体滑坡、陨石坠落等作用产生的巨大海浪袭击陆地而产生的灾难,其中以海底地震造成的海啸最为常见。当海底地震发生时,海底地层发生断裂,部分地层出现突然上升或者下沉,造成从海底到海面的整个水层发生运动。由于在海上形成波长非常长,达数百千米的海浪,所以对船只不会造成危险,甚至船员感受不到。而长波一旦遇到海岸线,其高度会猛然攀升,激起数十米的巨浪,冲到海岸上,给对人类生命和财产造成严重威胁。海啸的危险在于:     

海啸的早期预报

2004年12月26日南亚的灾难性地震和海啸之后给我们提出了一个问题:如何找到在海底展开早期海啸预报系统的位置。要解决这个问题,需要在海底安装海底构造运动的网络监控系统,首先必须开展水文和地球物理研究工作。2005年2月初,英国皇家海军“斯科特”船队的水文调查船完成了这些     

海啸预警与第四纪古海啸沉积记录研究进展

海啸对人类的生命和财产安全构成巨大的威胁,2004年12月26日苏门答腊特大海啸的发生,引起了国际社会对海啸预警问题的重视,并进一步认识到古海啸沉积研究的重要性.介绍了国际上对海啸预警和古海啸沉积研究的进展,重点综述古海啸沉积的研究现状、研究方法与识别标志.最近20年来,研究者们着重对滨岸、浅海或陆地上的现代海啸沉积和古海啸堆积物进行研究,而对深水区域的古海啸记录研究很少.笔者认为在海啸多发海域的深水区进行长柱状沉积物取样,通过沉积学和地球化学分析研究,把古海啸沉积从海底正常沉积中识别出来,再结合定年,有助于恢复古海啸史,明确长期的灾害风险.     

海啸离中国有多远

海啸主要是宙海底以下或近海底地震伴生的扰动新激起的，移行于海洋上的具有超常波长和周期的系列巨渡。海底火山喷发、海岸山体滑坡也能生成海啸，但这类海啸源相对稀少。此外，小行星溅落地球时海洋可以形成宦型海啸，水下核爆炸也可以引起人造海啸，并已用于海啸的研究。     

滑坡海啸的预测模型及其应用

对3个典型的滑坡海啸强度的预测模型进行了介绍,并将其与海底边坡稳定性分析相结合,提出了滑坡海啸的预测方法。采用滑坡海啸预测方法计算了岙山原油码头潜在滑坡区滑坡海啸的强度,结果表明,若该地区发生滑坡,局部海岸将会产生波高为2~3 m的海啸,与当时观测到结果相吻合,因而该预测方法是具有一定准确性的较好预测海啸强度的方法。     

大地震后的海底调查

1993年7月12日晚10点多钟,日本北海道奥尻岛以北的日本海发生了7.8级的大地震。地震海啸使日本沿海受灾,地震使海底地形发生了大规模的变动。 地震发生在海底,海水深度3500米,海底的水压为350个大气压强。日本就震后的海底变动进行了现场实地考察。     

日本南海海槽地震海啸对我国东海沿岸影响

本文利用数值模拟技术重现了1707年宝永地震海啸的传播过程,定量分析了我国东海沿岸海啸时空分布特征。计算结果表明,地震发生2.5小时后海啸波传至东海陆架,震后6小时浙江沿海地区遭到海啸的袭击,沿岸最大海啸波高为0.8米。通过海啸波在东海大陆架传播时海底地形与波幅的关系,研究分析了东海陆架缓变地形下海啸放大效应,为及时判断沿海可能的海啸强度和受灾程度提供了便捷的估算方法。此外,本文还评估了南海海槽发生极端地震时,中国东海沿岸的海啸危险性,为东海区域针对日本南海海槽进行海啸预警和减灾评估提供定量科学的参考。     

把脉大地震与海啸预言

关于海南岛发生地震并引发海啸的预言,从2007年底时开始在网络上默默流传,最近“5·12”汶川大地震的发生才使异常敏感的人们开始热议此事。     

日本“3·11”海啸引起的乐清湾共振研究

本文基于TELEMAC-2D模型建立太平洋区域海啸传播模型,模拟2011年日本“3·11”海啸事件下海啸波的传播。使用实测数据对该模型进行验证,在模型验证良好的基础上分析日本“3·11”海啸事件对乐清湾的影响。通过频谱分析得到“3·11”海啸激发的乐清湾内240、180和103 min这3个主导模态的幅值及其相位。通过白噪声实验对乐清湾的固有共振特征进行估算,进一步支持了乐清湾在上述3个模态发生共振这一结论。白噪声实验还表明,海啸等海洋灾害发生时会在乐清湾湾顶及湾口处产生较大的增水,该结论对乐清湾内海洋灾害风险防范具有指导意义。     

国际海啸沉积研究进展与展望

海啸是沿海地区人类面临的重要自然灾害,对海啸沉积的专门研究开始于20世纪80年代末,海啸沉积研究异常活跃,特别是20世纪90年代以来,海啸沉积研究成为国际沉积学领域热点之一。扼要总结了近20年来国际海啸沉积研究的主要特点,综述了海啸沉积研究涉及的古海啸诊断证据、海啸沉积与风暴沉积的区别、海啸沉积分布与海啸爬高之间的关系、海啸沉积多样性以及海啸沉积的保存与发生频率等科学问题,简要讨论了今后海啸沉积研究应重视的若干问题。     

超低空无人机航磁在海缆探测中的应用实验

为解决近岸海底电缆“最后一公里”高精度探测和定位的技术难题,在构建近岸海底电缆磁异常正演模型,分析正演曲线特性的基础上,引入超低空无人机航磁技术,对阳江风电场密集分布的近岸海底电缆进行探测,验证不同飞行高度对电缆探测效果的影响;计算平面磁异常总梯度模能够减弱局部异常之间的叠加和干扰作用,推断海底电缆走向。实验结果证明：采用观测高度为10 m的超低空旋翼无人机航磁探测,在近岸区域获得了预期探测效果;实验采用平面磁异常总梯度模的计算方法,有效提高了海底电缆的平面解析能力。     

1605年琼州大地震陆陷成海和可能的海啸

海啸通常分近海海啸和远洋海啸.近海海啸发生在近岸数十千米或一二百千米以内的海底,而远洋海啸是从数百千米至数千千米外的远洋或横越大洋传播过来的海啸[1].据我国研究者统计,我国有记载以来共记录了26次地震海啸,其中造成损失的破坏性海啸至少有8~9次[2].20世纪80年代以前国外较多研究者和国内研究者大都主要研究和论述近海地震海啸和远洋传播的地震海啸及给海岸带带来的灾害和影响[3,4].虽然我国地震工作者早在20世纪70年代末就已经在文献中论述过琼州大地震极震区一些海岸陆陷成海[5,6],其后又有多人对这次大地震陆陷成海进行过进一步深入研究[7~21],但都未明确与海啸之联系.     

2017年9月8日墨西哥沿岸Mw8.2级地震海啸观测数据分析与模拟

2017年9月8日4时49分（UTC）,墨西哥瓦哈卡州沿岸海域（15.21°N,93.64°W）发生M_w8.2级地震,震源深度30 km。强震在该海域引发海啸,海啸对震源附近数百千米范围内造成了严重影响。位于太平洋上的多个海啸监测网络捕捉到了海啸信号并详细记录了此次海啸的传播过程。本文选用了近场2个DART浮标和6个验潮站的水位数据,通过潮汐调和分析和滤波分离出海啸信号,对近场海啸特征值进行了统计分析,并采用小波变换分析方法进一步分析了海啸的波频特征。基于Okada弹性位错理论断层模型计算得到了强震引发的海底形变分布,并采用MOST海啸模式对本次海啸事件近场传播特征进行了模拟,模拟结果与观测吻合较好。最后,基于实测和模拟结果,详细分析了此次地震海啸的近场分布特征,发现除受海啸源的强度和几何分布特征影响外,近岸海啸波还主要受地形特征控制,在与特定地形相互作用后波幅产生放大效应,会进一步加剧海啸造成的灾害。     

基于海底压力测量的海啸预警方法研究

海啸是一种具有极大破坏力的海洋灾害,及时准确的海啸预报可大幅降低人民生财产损失。文中介绍了一种新的海啸灾害预警方法。该方法针对海啸预警需求,分析海啸波和海洋中的其他波动特性,以海底高精度压力测量为核心并消除噪声信号影响,可实现深海远距离海啸实时预警。以该方法为基础研制的海啸监测仪可实时监测并识别海啸波,从根本上降低海啸预警误报、漏报的概率,提高海啸预警系统的性能,及时为决策者提供信息,有效降低海啸灾害带来的损失。     

1994年发生在台湾海峡的一次地震海啸的数值模拟

建立了一个地震海啸数值模式,模式包含越洋海啸传播部分和近岸海啸变形部分,在越洋海啸传播部分中采用线性浅水方程,使用蛙跃格式求解,并且选择合适的空间步长与时间步长,使差分格式中产生的数值频散与包辛尼斯克方程中的物理频散一致,这样在不影响海啸数值计算精度的前提下,节省了计算机的机时与内存.在近岸海啸变形部分的计算中,考虑了非线性对流项与海底摩擦项.同时该模式采用了多重网格嵌套技术,提高了所关心地区的计算精度.利用这个地震海啸模式模拟了1994年发生在台湾海峡的一次地震海啸,结果与观测记录较吻合.这个模型已用于我国沿海核电站可能最大地震海啸的数值计算.     

天文潮与海啸耦合数学模型研究——以东中国海温州湾为例

在COMCOT海啸数学模型中加入潮汐边界条件,建立了东中国海天文潮与海啸耦合数学模型。在琉球海沟内侧设计震级为7.6级的海底地震,根据地震板块的错动方向不同,设计正波先行与负波先行两种海啸波,通过调整海啸波发生时间,使海啸波波峰遭遇温州湾天文高潮位。将天文潮与海啸耦合模型计算结果与线性叠加计算结果进行比较,结果表明:无论正波先行还是负波先行,天文潮与海啸耦合计算相比线性叠加的结果,海啸波的到达时间均有所提前;而从海啸波波高来看,线性叠加的计算结果则比耦合计算结果偏高。     

美国海洋大气局着手研制新式海啸报警系统

海啸是由于海底地震所引起的一种潮波,常常给沿海的居民带来巨大的生命财产损失。为了保障沿海居民生命财产的安全,在美国的夏威夷建立了太平洋海啸警报中心,负责监测和发布海啸警报。南美洲的太平洋沿岸国家是受海啸威胁较大的地区,特别是智利。根据美国海洋大气局官员的估计,利用目前所用的海啸报警系统,要想把海啸警报从夏威夷的太平洋海啸警报中心传到智利约需一个小吋的时间。前不久,美     

中国历代灾害性海潮的特点、成因及防治措施

本文以《中国历代灾害性海潮史料》为基础,对中国历代灾害性海潮的特点进行了初步研究,探讨了中国历代灾害性海潮随时间演进的月际和年际发生特征、主要发生类型、危害性及主要危害区域、分形性质。在此基础上,还初步探讨了灾害性海潮的成灾原因及相关防治措施。