我国地震海啸危险性初步探讨

概述了地震海啸的特征及其成因、国内外历史上发生地震海啸的情况,结合我国沿海的地震、构造、海底地貌等特点,分析了我国沿海发生地震海啸的可能性。最后简要叙述了卫星技术在地震海啸监测中的应用。     

实时GNSS地震仪系统实现及精度分析

高频GNSS数据实时精密单点定位(RTPPP)可实时获得地表瞬时动态形变和地震波信号,为地震参数快速确定、地震快速响应及海啸预警提供实时的观测资料.本文构建了实时GNSS地震仪系统,主要包括RTPPP和实时探测两部分.利用RTPPP 方法处理了模拟的震动实验平台实验数据和2010年Baja California地震的数据,并与惯导(IMU)、事后PPP和差分相对定位结果比较,定量评估了实时GNSS地震仪系统的精度.结果表明,该系统可实现水平方向优于1cm,高程方向优于3cm的实时定位,且对Baja California地震的实时探测结果与南加州地震数据中心公布的结果相一致.     

渤海海域历史上发生过地震诱发海啸吗?

历史文献中有许多关于渤海"海溢"的记录,但"海溢"是否就是现代意义上的海啸还存在疑问,而且渤海海域基本不存在发生重大海啸的海沟型地震构造背景,因此,渤海地区是否发生过海啸的争论从未停止.本文在分析历史地震和古籍资料的基础上,通过数值模拟分析历史地震引发海啸的可能性,结合对渤海沿岸海啸堆积物的地质调查,认为渤海海域历史上基本没有发生过破坏性海啸事件,即使存在过海啸,到岸浪高也不会高于0.5 m,而且仅限于东营—潍坊一带.     

南海潜在海啸传播过程的数值模拟：初始海啸衰减的影响

准确预估南海海啸风险是有效防灾减灾的前提.前人一般把弹性半无限空间背景下解算出来的海底位错直接等同于初始海啸分布,继而开展海啸传播过程研究.由于断层破裂并非瞬时完成,破裂过程会导致初始海啸波高小于海底位错量,即初始海啸衰减.本文基于高精度地形和高密度网格,求解非线性浅水方程,分别针对马尼拉断裂带的南段、中段和北段,构建南海海啸传播数值模型,试图定量考察初始海啸衰减作用对南海海啸的影响.模拟结果表明一定幅度的初始波高衰减将导致几乎相同幅度的海啸波高衰减,相应的偏差可以忽略.在保守的初始海啸衰减幅度（10%）下,模拟结果显示我国东南沿海、越南东部沿海和巴拉望岛为海啸危险区.另外,模型显示科里奥利力导致的波高变化幅度小于5 cm且其分布样式符合预期,这进一步佐证了数值模型的可靠性,也表明在实际南海海啸模拟中可以忽略科里奥利力进而提高计算效率.结合前人的沉积学认识和本文的数值模拟结果,本文认为南澳岛、西沙东岛和越南绥和周边曾同时遭受海啸侵袭,产生海啸的断裂带最有可能是马尼拉断裂带南段.后续有必要加强南澳岛、西沙东岛和越南东部的沉积学研究,识别更早的海啸事件,以期有力约束南海下次海啸事件的发生年份.

     

单层模型对GNSS海啸电离层扰动探测的影响分析

本文全面分析了电离层单层模型高度以及投影函数对GNSS海啸电离层扰动探测的影响.利用GNSS计算的电离层扰动绝对空间分布位置随单层高度变化而变化,但对同颗卫星而言,其相对空间分布位置随单层高度变化较小.采用投影函数将倾斜方向的电离层扰动转化到垂直方向上,可以消除海啸传播方向垂直平面外的不一致性;由于电离层扰动存在水平梯度,不能消除海啸传播方向垂直平面上的不一致性.为了减弱单层模型参数对GNSS海啸电离层扰动探测的影响,在数据处理时,除了选择最大电子密度高度作为单层模型高度,还应当对每颗卫星单独进行分析.

     

On the evolution and run-up of breaking solitary waves on a mild sloping beach

This paper presents new laboratory experiments carried out in a supertank (300 m × 5 m × 5.2 m) of breaking solitary waves evolution on a 1:60 plane beach. The measured data are employed to re-examine existing formulae that include breaking criterion, amplitude evolution and run-up height. The properties of shoreline motion, underwater particle velocity and scale effect on run-up height are briefly discussed. Based on our analyses, it is evidently found that there exist five zones during a wave amplitude evolution course on the present mild slope. A simple formula which is capable of predicting maximum run-up height for a breaking solitary wave on a uniform beach with a wide range of beach slope (1:15–1:60) is also proposed. The calculated results from the present model agree favorably with available laboratory data, indicating that our method is compatible with other predictive models.     

1604年泉州海外大地震及其海啸影响分析

由于史料记载的模糊和局限性, 1604年泉州海外8级大地震是否引发地震海啸灾难, 一直是有争议的。 该文从这次地震历史资料的辨别、 考证和分析研究认为, 泉州海外大地震并未引发地震海啸产生的显著灾害。 在相关的史料与台湾海峡发震构造的分析基础上, 通过潜在海啸源的鉴别以及海啸源参数的确定, 对泉州滨海断裂和台湾海峡浅滩南缘海啸源进行数值模拟计算。 在计算过程中, 利用了1994年台湾海峡浅滩南缘地震的海啸波验潮站资料, 对计算模型和方法进行了检验。 1604年泉州海外大地震的潜在海啸源(滨海断裂)的数值计算结果表明, 海啸波对泉州湾沿岸的增减水效应不足以造成灾难性的影响, 因此也为1604年泉州海外大地震未引发灾难性的海啸提供了新的证据。     

Numerical simulation of waves generated by landslides using a multiple-fluid Navier–Stokes model

This work reports on the application and experimental validation, for idealized geometries, of a multiple-fluid Navier–Stokes model of waves generated by rigid and deforming slides, with the purpose of improving predictive simulations of landslide tsunamis. In such simulations, the computational domain is divided into water, air, and slide regions, all treated as Newtonian fluids. For rigid slides, a penalty method allows for parts of the fluid domain to behave as a solid. With the latter method, the coupling between a rigid slide and water is implicitly computed (rather than specifying a known slide kinematics). Two different Volume of Fluid algorithms are tested for tracking interfaces between actual fluid regions. The simulated kinematics of a semi-elliptical block, moving down a water covered plane slope, is first compared to an earlier analytical solution. Results for the vertical fall of a rectangular block in water are then compared to earlier experimental results. Finally, more realistic simulations of two- and three-dimensional wedges sliding down an incline are compared to earlier experiments. Overall, in all cases, solid block velocities and free surface deformations are accurately reproduced in the model, provided that a sufficiently resolved discretization is used. The potential of the model is then illustrated on more complex scenarios involving waves caused by multi-block or deformable slides.     

南海地震与海啸

地震海啸的形成要具备3个条件:一是有深海盆地,可以容纳巨量海水;二是海底地形隆起与拗陷反差强烈;三是存在倾滑型活断层,可发生6级以上倾滑型的地震。查南海及其周边地形地貌,北西南三面都有宽阔的大陆架,中部又是平坦的深海平原,都不具备发生地震海啸的条件,惟独东侧马尼拉海沟才具备产生地震海啸的条件。南海地壳属于大洋型地壳与大陆型地壳之间的过度类型。其断裂构造非常发育,不同地段具有明显差异。北部为拉张型,南部为挤压型,西部为剪切型,东部为俯冲型,中部是扩张型。按断裂展布方向可分为NE向、NW向、EW向、SN向4组;按断裂切割深度,可分为岩石圈断裂、地壳断裂、基底断裂和盖层断裂。这些断裂多数为活动断裂,而东缘俯冲型断裂又是发震断裂。从地震分布、震源机制解分析,南海北、西、南以及中部都不具备引发地震海啸的条件,只有台南—菲律宾地震带东西两侧的贝尼奥夫带发生的倾滑型或具倾滑分量的走滑型6级以上地震,才有可能引发海啸,并可能对南海及我国东南沿海诸省以及港澳地区产生影响。