导语:海啸的传播速度是什么?海啸的传播速度是一个复杂的物理现象,它受到多种因素的影响,包括海啸的成因、海域的地理特征、海水的深度以及海底地形等,一般来说,海啸的传播速度在深海区域较快,而在近岸浅水区则会有所减缓,下面就去看看海啸是怎么形成的过程吧!
海啸的传播是指海上之长浪,从发生地区由内而外,向四面八方传播。海啸波质点运动的特征是,海啸的波长(10~100千米)比海水的深度(约数千米)大得多,水深达数千米的海洋,对于波长10~100千米的海啸,犹如一池浅水,所以海啸作为一种重力表面波是一种“浅水波”。当它在海洋中传播时,振幅随深度衰减很慢,慢到了几乎没有什么衰减的程度;并且,海水质点在垂直方向的运动幅度比在水平方向的运动幅度小得多,呈极扁的前进的椭圆形,扁到几乎退化为一条直线,以至整个海洋,从海面直至海底的海水质点、同步地沿水平方向往复地运动,携带着大量的能量袭向海岸。
平常的海浪或风暴潮,虽然与海啸两者同属重力表面波,但由于风暴潮波长(数量级约100米)比海水的深度(数量级约为1千米)小得多,所以是一种“深水波”。海水质点的运动只限于在距深海大洋的表面数量级约100米的深度范围内传播。海水质点在垂直于海面的平面上运动,呈前进的圆形;振幅随深度很快地衰减,到了大约半波长,即数量级约为100米的深度即衰减殆尽。尽管海面上波涛汹涌,潜没在水下的潜艇却岿然不为所动就是这个道理。
海啸发生后,首先在发源地传播,上下翻腾,然后以重力长波的形式向各个方向传播,最后到达近岸,以快速高振幅冲向海岸。海啸在传播过程中,如果不发生反射、绕射和摩擦等现象,则两波线之间的能量与波源的距离无关,波高随相邻两波线间的距离和水深的变化而动。在绝大多数情况下,海啸发源地的海底山脊、陡岩、断层呈狭带状分布。
由于海中陡峭隆起与山脊均是波导,而波导面上能量显著集中,引起波高增大,致使能量辐射具有明显方向性。例如,1946年4月1日的阿留申海啸和1952年11月.4日的堪察加海啸,就是明显的例子。在水深急剧变化或海底起伏很大的局部海区,会出现海啸波的反射现象。在大陆架或海岸附近,海啸在传播过程中有相当多的能量被反射,称为强反射;而在深海下的山脊和海底上的反射则属弱反射。
如果水深和波长的比值远大于水深的梯度,则不发生反射。此外,海啸波在传播过程中遇到海岸边界、海岛、半岛、海角等障碍物时,还会产生绕射。海啸进入大陆架后,因深度急剧变浅,能量集中,引起振幅增大,并能诱发出以边缘波形式传播的一类长波。当海啸进入湾内后,波高骤然增大,特别是在V形(三角形或漏斗形)的湾口处更是如此。这时湾顶的波高通常为海湾入口处的3~4倍。
在U形海湾,湾顶的波高约为入口处的2倍。在袋状的湾口,湾顶的波高可低于平均波高。海啸波在湾口和湾内反复发生反射时,往往会诱发湾内海水的固有振动,使波高激增。这时可出现波高为10~15米的和造成波峰倒卷,甚至发生水滴溅出海面的现象,溅出的水珠有时可高达50米以上。
震源:海啸通常由震源在海底下50千米以内、里氏震级6.5级以上的海底地震引起。水下或沿岸山崩、火山爆发也可能引起海啸。
震动传播:地震发生时,海底地层发生断裂,部分地层出现猛然上升或下沉,造成从海底到海面的整个水层发生剧烈“抖动”。这种“抖动”与平常所见到的海浪大不一样,因为海浪只在海面附近起伏,而地震引起的海水“抖动”则是从海底到海面整个水体的波动。
海啸波的形成与传播:地震引起的海水“抖动”形成海啸波,其波长比海洋的最大深度还要大,轨道运动在海底附近也没受多大阻滞,不管海洋深度如何,波都可以传播过去。海啸波在深海大洋中传播时,往往很难察觉,但当呼啸的海浪到达海岸浅水地带时,波长减短而波高急剧增高,可达数十米,形成含有巨大能量的“水墙”。
海岸影响:海啸到达岸边时,“水墙”就会以摧枯拉朽之势冲上陆地,同时还能挟着重达数吨的岩石及船只、废墟等杂物,向内陆扫荡数千米,甚至会沿着入海的河流逆流而上,沿河地势低洼的地区会被吞噬。
海啸的波速高达每小时700~800千米,在几小时内就能横过大洋;波长可达数百公里,可以传播几千公里而能量损失很小。全球的海啸发生区大致与地震带一致,全球有记载的破坏性海啸有260次左右,平均大约六、七年发生一次。