中国地震台网正式测定,北京时间7月30日7时24分,在俄罗斯堪察加东岸远海(北纬52.40度,东经160.20度)发生8.7级地震,震源深度10-18公里。这是全球2011年东日本大地震后的最大地震。
最大海啸波预报图(图片来源:自然资源部海啸预警中心)
地震在环太平洋地区引发了广泛的越洋海啸,从日本到美国西海岸均已拉响警报。我国自然资源部海啸预警中心根据监测分析,在7月30日上午针对上海、浙江、台湾等多地也发布了海啸黄色预警。
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?
海啸形成的根本原因
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; 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。
隆起型海啸示意图
下降型海啸示意图
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。
海啸袭来
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。
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, 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,这对减灾工作是非常不利的。
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
截至7月30日下午18时,上海、浙江两地的黄色警报已经解除,而台湾多地的预警仍在继续。
虽然不是所有的海底地震都会引起海啸,但是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 。 自然资源部海啸预警中心指出,所有海啸预警都须认真对待,海啸的破坏力与沿岸地形有很大关系,相隔几公里就可能产生完全不同的影响。在收到预警的区域,人们 应当一直呆在安全区域内,直到政府部门发布解除警报的信号为止
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