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第10章 如何预防海啸(1)

地震海啸预报,在人类当前的认知程度和科技水平下还不可能实现。但地震海啸预警却是可行的,尽管不太准确。

海啸预报

引起海啸的原因很多,最常见的是由地震而引发的海啸,但目前仍无法准确地预报。

(1)海底地震无法预报。到目前为止,地震学家只知道地震环太平洋成环带状分布,沿地中海成东西向带状排列,而对于在上述地震带中将于何时、何地发生多大震级的地震还是无法预测的。

(2)地震与海啸不存在直接的因果关系。海底发生地震不一定都会引起海啸,据统计,海底发生6级以上的地震15000次,仅引发100次海啸。据作者研究,地震不直接引发海啸,地震的强烈震动和断裂突然错动,引起巨大体积的海底滑坡和崩塌,才能间接引发海啸。所以首先要查明未来可能发生海底地震的地段,哪些地段孕育、存在海底滑坡体和崩塌体,它们的成熟程度如何,但是就目前科技水平和条件,要想查明全球地震海啸带哪些地段孕育、存在海底滑坡体和崩塌体,并且要鉴别它们的成熟程度,很难办到。这也就是为什么设在夏威夷美国太平洋海啸预警中心,从1948年开始到1996年,一共发布20次海啸预警,但是,只有5次是真警报,另外的15次是误报,实际上并没有发生海啸。

基于上述两种理由,目前还不能准确地预报地震海啸。地震海啸无法预报,其他原因引发的海啸也难以预报。

海啸预警

从发生地震到地震引发海啸、从发生海啸到传至海岸,人类可以充分利用已知的地震发生时间与已预测到的海啸行程的时间差进行预防。尤其是对于远洋海啸或距离海啸发生源远的沿岸地区,更有可利用的预防活动时间,但这必须以准确及时的预警为前提。如1960年智利地震海啸传播到日本要经过23个小时,传到夏威夷需13个小时,这样就可以利用海啸监测网获得信息,在短时间内作出预警,为该地区赢得时间。

海啸预警系统

美国是除日本之外遭受海啸威胁最严重的国家。阿拉斯加州1964年发生地震和海啸,导致132人死亡。此后,美国迅速建立了海啸预警系统。目前,美国有两个海啸预警中心:一个是阿拉斯加海啸预警中心,另一个就是太平洋海啸预警中心。太平洋海啸预警中心在1965年成立,包括中国、日本、澳大利亚等环绕太平洋的26个国家都参与其中。所有加入太平洋海啸预警系统的成员,都通过全球通讯网与太平洋海啸预警中心相连,通过卫星24小时不间断进行数据传输。

太平洋海啸预警中心前身是1948年在夏威夷最早成立的海啸警报中心。太平洋海啸多,海啸预警系统较完善。美国在原有的海啸警报重心的基础上于1965年成立了太平洋海啸警报中心,机构设立在檀香山。后来这一机构逐渐发展成太平洋沿岸国家联合组成的国际性海啸警报机构,由美国国家海洋大气局的气象局主管。太平洋海啸预警中心在地震发生后,收集太平洋海盆的地震波和海潮监测站探测到的信息,交换各国情报,评估可能引发海啸的地震,并从檀香山分部向参与该系统的26个国家发布预警信息。

根据已知的地震位置、震源和发生时间及其可能受震目标之间的大洋深度,以及海啸传播速度,则可以预测出海啸到达的时间。2004年的印度洋大海啸在地震发生后90分钟登陆,如果印度洋也有一个预警系统,人们就可以利用这宝贵的90分钟时间进行撤离。在这样大的灾难降临时,哪怕能提前1分钟预警,也可以挽救成千上万人的生命。2004年印度洋大海啸后,陆续有印度、印度尼西亚加入了太平洋海啸警报中心。此外,日本、澳大利亚和中国除了加入了太平洋海啸预警中心外,还建立了自己的一套海啸预警系统。

海啸预警发布过程

海啸预警系统是侦测海啸并警告以避免在海滨人员死亡的系统,包含两部分:一部分是侦测系统,另一部分是通信系统和海边预警系统。

1.侦测系统的检测

当某地发生大地震,地震仪器触发警报,并立即分析地震记录,将数据发送到太平洋海啸预警中心。根据收到的地震台站的报告,或者根据自己的地震台站触发记录的结果,太平洋海啸预警中心的工作人员将上网查询来自美国国家地震信息中心的有关此次地震的邮件。如果美国国家地震信息中心的地震信息系统还没有发送电子邮件报告,太平洋海啸预警中心的地球物理学家便会登录到美国国家地震信息中心系统,使用国家地震台网的数据进行定位。太平洋海啸预警中心设置了警报阈值,大约6.5级或者更大的地震时会激活预警系统。

2.海啸预警的发布

地震的位置和大小确定后,就要准备发布海啸预警信息。如果地震是在太平洋海域内或其附近,震级达到6.5级或更大,但小于或等于7.5级(在阿留申群岛是大于7.0级),那么就要向预警系统的各成员国发布海啸信息公告。当地震震级大于7.5级(在阿留申群岛是大于7.0级),就要向预警系统的各成员国发布海啸预警公告,通知他们海啸可能已经形成,要求他们将预警信息转发给公众,以采取必要防范措施。

如果地震足够大,能够引发海啸,并且发生在海啸可能产生的地区,太平洋海啸预警中心会检查震中附近的潮汐台站自动发来的潮汐数据,看是否有海啸产生的迹象。如果这些数据显示海啸已经形成,并对太平洋部分或所有地区的人们构成威胁,预警中心将发布海啸预警公告,该海啸预警公告也可能升级为整个太平洋范围的海啸预警公告。海啸预警发布机构需要预先制定详细的应急预案,将危险地区人们疏散。如果潮汐数据表明是一个微不足道的海啸,或者海啸还没有形成,太平洋海啸预警中心将发布消息,取消其先前发出的海啸预警。

3.经验预警

海啸科普知识告知人们,海啸来临之际常发生海水突然退潮的现象。在海啸频发地带,生活在海边的人们与长年在海中作业的渔民,都有这种常识。

2004年12月26日,苏门答腊西南海域发生的9.0级地震引发大海啸,在泰国布吉岛,一个名叫蒂莉的小女孩正与家人一起享受美妙的阳光和沙滩。突然,她发觉海水有些不对劲,变得有些古怪,冒着气泡,潮水突然退下去了,而这正好和地理老师安德鲁,卡尼曾经讲过的关于地震及地震如何引发海啸的知识吻合:地理老师曾经告诉她,在海啸发生前10分钟左右,海水会出现退潮现象。

“我知道正在发生什么,并且有一种感觉。将会是海啸。我就告诉了妈妈。”蒂莉事后在接受英国《太阳报》采访时说。

蒂莉的警觉得到了重视,整个海滩和邻近饭店的人们在海啸袭至岸上前都及时撤离了。《太阳报》的报道说,因为小蒂莉的一句警告,海滩上没有一人伤亡,因此把这个小女孩赞誉为“海滩天使”。

她说:“如果你身处海啸或其他自然灾难,那么了解海啸或其他自然灾难的知识是一件非常好的事情。我对我能够在海滩上说海啸就要到来感到很高兴,我对他们能够听取我的意见感到很高兴。”

“知识就是力量”,这是一句名言。能拯救几百条人命的知识难道不是一种强大的力量吗?

4.科学指导防海啸

(1)地震是海啸最明显的前兆。如果你感觉到较强的震动,不要靠近海边、江河的入海口。如果听到有关附近地震的报告,要做好防海啸的准备,注意电视和广播新闻。要记住,海啸有时会在地震发生几小时后到达离震源数千千米远的地方。

(2)海上船只听到海啸预警后应该避免返回港湾,海啸在海港中造成的落差和湍流非常危险。如果有足够的时间,船主应该在海啸到来前把船开到开阔的海面。如果没有时间开出海港,所有人都要撤离停泊在海港的船只。

(3)海啸登陆时海水往往明显升高或降低,如果你看到海面后退速度异常快,应该立刻撤离到内陆地势较高的地方。

(4)每个人都应该有一个急救包,里面应该有足够72小时用的药物、饮用水和其他必需品。这一点适用于海啸、地震和一切突发灾害。

海啸预警系统

海啸预警系统概述

依据现有的科学技术水平,还不能在大地震之后迅速地、正确地判断该地震是否会激发海啸,但是,我们仍然可以根据目前的认识水平,通过海啸预警为预防和减轻海啸灾害采取积极的应对措施。

海啸是向外传播的,根据这一特点,如果我们知道海中发生地震的具体地点或某处实际海啸的发生,就可以利用海啸传播的时间差,向其他可能会波及的地区及时发出海啸警报。例如,智利附近地震产生的海啸向外传播,海啸传到夏威夷需要15小时,传到日本则需要22小时。

根据海啸的发生特点,1965年,26个国家和地区进行合作,在夏威夷建立了太平洋海啸警报中心,随后更多的国家陆续加入了这一国际海啸警报中心。这样的话,一旦从地震台和国际地震中心得知海洋中发生地震的消息,太平洋海啸预警中心就可以计算出海啸到达太平洋各地的时间,及时发出警报。中国于1983年参加了太平洋海啸警报中心,对于来自太平洋方面的海啸,我们可以做出及时的预防准备工作。

建立海啸预警系统是有科学依据的。

(1)地震波传播速度比海啸的传播速度快是海啸预警的物理基础。地震波大约每小时传播30000千米(每秒6~8千米),而海啸波每小时传播几百千米。比如,当震中距为1000千米时,地震纵波大约2.5分钟就可到达的距离,海啸则需要1小时以上。

1960年,在智利发生了特大地震,并引发了一场特大海啸,智利地震的地震波传到上海用不了1小时,而海啸波传到上海则用了23小时。这样,根据地震台上接收的地震波推测,我们不但知道智利发生了大地震,而且知道大约多少小时之后海啸波就会到达。

(2)海啸波在海洋中传播时,其波长很长,会引起海水水位大面积升高(台风也会造成海面出现大波浪,但面积远远小于海啸),所以,我们可以在大洋中建立一系列的观测海水水面的验潮站,根据观测判断会不会发生海啸、海啸的传播方向等关键问题。

需要注意的是,海啸的产生过程很复杂,因为地震波传播速度与海啸传播速度的差别造成的时间差只有几分钟至几十分钟,海啸早期预警就难于奏效。海洋地震是造成海啸的主要因素,但大部分海洋中的地震不会产生海啸,因而,经常都会出现不实的虚假预警状况。如1948年,檀香山收到了海啸警报,立即采取紧急防御措施,动员全部居民迅速撤离沿岸,但最后根本没有海啸发生,而这次海啸紧急救助活动花费了3000万美元。1986年当地又发生了一次不实警报预警,同样损失巨大。从1948~1996年,太平洋海啸预警中心在夏威夷一共发布20次海啸警报,其中只有5次是真警报,剩下的15次都是不实的虚假警报,虚假比例达到3/4。近些年来,随着科学家对海啸资料的不断深入分析和数值模拟技术的发展,虚报比例已经有所下降。当前的海啸早期预警工作主要有海啸产生的机理、相关的数学模型、多个深海海底地震仪(OBS)组成的监测系统和预警信息的快速发布这四个方面。

为了在大地震之后能够迅速地、正确地判断该地震是否激发海啸,减少误判与虚报,特别是“近海海啸”预警的误判与虚报,以提高海啸预警的监测水平,必须加强对海啸物理的研究。

海啸预警具有可靠的物理基础,它不仅有其理论依据,而且也是实际可行的,并且已经有了成功的范例。比如,1946年,海啸袭击了夏威夷的“曦嵝”市,造成了巨大的人员伤亡和大量的财产损失。于是,1948年便在夏威夷建立了太平洋海啸预警中心,在那以后都有效避免了海啸可能造成的损失。

倘若印度洋沿岸各国在2004年印度洋特大海啸之前,对海啸的威胁有足够的重视,同样建立一个海啸预警系统,也不至于造成如此巨大的人员伤亡和财产损失。

印度洋海啸后不久,联合国前秘书长安南建议建立一个全球的国际海啸预警系统。这个系统通过全部汇总所有参与国家的地震监测网络的各种地震信息,然后用计算机进行数据分析,设计成电脑模拟程序,大体判断出哪些地方会有形成海啸的可能性,其规模和破坏性又有多大。基本数据形成以后,系统会迅速向相关成员国发出及时的海啸警报。该系统分布还在海洋上建立了数个水文监测站,一旦海啸形成,海啸预警系统也会及时更新海啸信息。预警系统只有是全球性的,才能真正有效。

印度洋海啸造成的严重灾害,使人们对预警系统有了新的认识。

建立全球的预警系统比建立各国和区域的预警系统更有效、更经济。

海啸的发生频率很小,所以我们应该更合理地建立综合的各灾种的综合性预警系统。

预警系统应当采用最先进的科学技术。

预警系统不是万能的,本地海啸的预警比遥海啸要困难得多,因此,为了最大限度减轻灾害,除预警系统外,还要注意灾害的预防和建立灾害发生后及时有效的救援系统。

日本的海啸预警系统

1.日本是地震海啸多发区

日本是海啸最常光顾的国家,甚至在地球另一端发生海啸的时候,也会波及千万里之外的日本,日本人对海啸造成的危害可以说是有着切肤之痛的,“tsunami”这是海啸的英文单词,就是源自日语的发音。日本人把海啸叫做“津波”,意思是冲向湾内和海港的破坏性大浪。环绕太平洋的孤岛和海沟区是全球火山和地震的多发区。地球上有记载的由大地震引起的海啸,有4/5都发生在太平洋地区。在环太平洋地震带的西北太平洋海域,更是发生地震海啸的集中区域。具体来说,海啸主要分布在日本太平洋沿岸,太平洋的西部、南部和西南部、夏威夷群岛、北美洲、中南美洲。其中受害最重的是日本、智利、阿留申群岛沿岸和夏威夷群岛。

日本是海啸重灾区,不但海啸死亡总人数最多,还是发生破坏性海啸最频繁的区域。公元684年至今,灾害严重的大海啸就发生了62次,导致10多万人丧生。最近几十年,日本国内共发生6次强度比较大、灾害比较严重的大海啸,其中1933年的日本三陆近海海啸死亡人数达到3000人;1983年日本海中部地震造成100多人死亡。

2.日本建立海啸预警系统

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