地震与地震灾害第四章 海啸篇课件.ppt
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1、海啸,最近15年来世界遭受海啸袭击的情况,1988年12月,孟加拉国东南沿海遭受强飓风和海啸袭击,至少有1.5万只梅花鹿,2000头野猪、狒狒和猴子以及9只珍贵的孟加拉虎在森林中丧生。1991年4月29日,孟加拉国沿海地区遭受强台风袭击以后,伴随而来的暴雨和海啸使全国64个县中的16个县沦为灾区,受灾居民达1000万人,死亡人数13.8万人,经济损失达30亿美元。,1992年9月1日,尼加拉瓜发生里氏7级地震,地震引起的海啸破坏了尼加拉瓜西南900千米的太平洋沿岸地区的生产和生活设施,造成268人死亡,153人失踪,800多间房屋倒塌。1992年12月,印度尼西亚东部弗洛勒斯岛发生里氏7级地震
2、,引发大海啸,夺取了2500人的生命。1993年7月12日,日本北海道西南附近海域发生里氏7.8级地震。地震引发了海啸,最大浪高达30.5米,地震和海啸给当地造成146人死亡,117人失踪。,1994年6月3日,印度尼西亚东爪哇马朗县以南225千米的印度洋洋底发生里氏5.9级地震后引发海啸,造成128人死亡,6月4日,印尼西努沙登加拉首府马塔兰再次发生里氏6级地震并引发海啸,造成172人死亡,另有47人失踪,600多所房屋和250多条船被毁。1994年11月25日,菲律宾北部的东民都洛省发生里氏6.7级地震,地震引起海啸,至少有33人死亡,70人受伤。1996年2月17日,印尼东部的伊里安查亚
3、省发生里氏7级的地震引发海啸,其中受灾最严重的是比亚克县,海啸摧毁了该县北部格勒姆胡市75的建筑物。,1998年7月17日,南太平洋岛国巴布亚新几内亚发生里氏7级地震并引发海啸,造成1000余人死亡,2000余人失踪,6000多人无家可归。1999年11月27日,南太平洋岛国瓦努阿图发生里氏7.1级地震引发海啸,造成6人死亡。2004年12月26日,印度尼西亚苏门答腊岛附近海域发生里氏8.9级地震,引发的海啸波及八个亚洲国家和三个非洲国家。,1、什么是海啸?2、海啸的成因及危害3、全球海啸概况4、“12.26”印度洋海啸5、海啸的预警与预测,海啸,海啸的英文Tsunami来自日语tsu的汉字是
4、津,表示港湾,nami的汉字是波,表示波浪,因此Tsunami意指港口内的波浪。因海底地震,海底火山爆发或海底山崩而引发的巨型海浪,常造成海岸地区巨大灾害。在大洋中,海啸的波长可长达数百公里,波高约1米左右,常被风浪或涌浪覆盖,因此在传送过程不易被发现,当传到海岸时,波长变短,波速降低,波高增大,可达几十米。,什么是海啸?,海啸是一种海洋灾害,由一系列波浪组成,但与一般的海浪不同。平常说的海浪只在海表面附近起伏,涉及的深度不大,浪高随水深衰减很快。海啸是海水从海底到海表的整体波动,具有周期超长、波长及波高超大等特点,通常由水下地震、海底滑坡或海底塌陷、火山喷发、岩石坠海、气象风暴、水下核爆炸和
5、行星撞地球等引起。,周期:发生海啸时,从海底到海面的整个水层都会发生剧烈“抖动”,即整个水体出现波动,其“抖动”周期为2-200分钟,最常见的是2-40分钟。波速:海啸传播速度很快,且随海区深度的增大而增大,在4000米水深的大洋中,速度可达713千米/小时。波长:两个相邻的浪头之间的距离可长达500千米650千米,能传播几千千米而能量损失很小。波高:海啸波高在大洋中较小,约1米左右,常被风浪或涌浪覆盖,当传到海岸时,波长变短,波速降低,波高增大,可达1015米,甚至2030米,最高可以达到70米。,波长1,海啸是一种频率介于潮波和涌浪之间的重力长波其波长约为几十至几百公里周期为2200分最常
6、见的是240分。传播速度由确定(c为傳播速度g为重力加速度h为海区深度)。若取大洋平均深度为4公里周期为40分钟则相应的海啸波的传播速度为713公里/小时波长为475公里。,波长2,海啸从发生地区由内而外传播,一般在深而辽阔的海洋,传播速度约一小时500至1000公里,浪高不超过一公尺。海啸的波长可达一百里,周期约为10至20分钟,在大海中波高只有一公尺,但靠近海岸,波高可达十公尺,因此相对的波峰接近海岸时,海水面会下降,形成海水退后的现象。海啸属可传播很远的长波,其传播速率随着深度而变,例如:太平洋平均深度约4,000公尺,其传播速度约2000m/sec,而能以约一天的时间,由太平洋之一岸传
7、播至另一岸。,持续时间:从海啸的第一个浪头到达岸边到整个海啸结束,持续时间可长达几个小时。破坏力:当较强的海啸波进入大陆架后,由于深度变浅,波高突然增大,掀起的狂涛骇浪形成“水墙”,携带着巨大的能量,能使重达数吨的岩石混杂着船只、废墟等向内陆前进数千米,甚至会沿着入海的河流逆流而上,沿途地势低洼的地区都将被淹没。,海啸发生的原因,海啸是一种极具破坏力的海浪,当地震发生于海底,震波的动力引起了海水剧烈起伏,强大的波浪向海岸推进,受到地形影响,波浪在沿岸出现了堆积现象,形成波浪可达数十公尺高的水墙。,情況,由水下地震火山爆发或水下塌陷和滑坡所激起的巨浪。破坏性的地震海啸只在地震构造运动出现垂直断层
8、震源深度2050公里而里氏震级大于6.5的条件下才能发生。,海啸是怎样发生的?海啸是一种具有强大破坏力的海浪,通常水下地震、火山爆发或水下塌陷和滑坡等大地活动都可能会引起。地震发生时,海底地层发生了断裂,部分地层出现猛然上升或者下沉,由此造成从海底到海面的整个水层发生剧烈的“抖动”。这种“抖动”能量惊人,它掀起的狂涛骇浪,高度可达10多米到几十米不等,形成“水墙”。另外,海啸波长很大,可以传播几千公里而能量损失很小。,造成海啸的原因,海底地震、海底火山爆发、及海底山崩都可能造成海啸。而大部分的海啸是由海底地震所引致。地震是由于断层破裂所引起,部分造成海啸之海底地震,其断层破裂面延伸至海底,或破
9、裂面虽未延伸至海底,但因震源接近海底,仍造成海底瞬间之垂直错动。此一海底瞬间之垂直位移,立即造成震源地区海面之陡升会陡降,此一位能在重力的作用下,转换成动能以波动的方式向四处传播,就形成海啸。,海啸为何会突如其来?专家指出,并不是每一次地震都会引发致命的海啸。此次海啸为何会突如其来?原因是它采取了“隐蔽”手段。2004年苏门答腊地震,全球最早得到地震警报的是位于美国夏威夷的太平洋海啸预警中心,它也是全球公认的水平最高的海啸灾害研究机构。当地时间25日下午2时59分,该中心专家收到地震讯息,显示苏门答腊岛附近海域发生了里氏9级地震。不过,他们并没有意识到9级地震将会产生致命的海啸。在全球其他地方
10、,也没有任何一个地震研究机构发出类似的海啸预警。直至新闻播报后,科学家们才意识到究竟发生了什么。的确,此次地震产生的海啸“隐蔽”得非常巧妙:尽管它能以每小时数百公里的速度在海平面上前进,但它的实际高度不过几厘米左右,行驶在上面的船只根本感觉不到。然而,一旦遭遇地势起伏不平的海岸线、浅滩或相对狭窄的港口,它的狰狞面目就会显现出来。最重要的是,由于印度洋地区缺乏海啸预警系统,当海啸袭来时,人类的脆弱在狂暴的大自然面前便一览无遗。,海啸的分类,地震海啸,定义:由于地震引发的海啸,称为地震海啸。例子:2004年12月26日发生在印度洋的海啸就是地震海啸。机制:海底发生地震时,海底地形急剧升降变动引起海
11、水强烈扰动,引发海啸,其机制有两种形式:“下降型”海啸和“隆起型”海啸。,“下降型”海啸,定义:某些构造地震引起海底地壳大范围的急剧下降,海水首先向突然错动下陷的空间涌去,并在其上方出现海水大规模积聚,当涌进的海水在海底遇到阻力后,即返回海面产生压缩波,形成长波大浪,并向四周传播与扩散。岸边表现:这种下降型的海底地壳运动形成的海啸在海岸首先表现为异常的退潮现象。例子:1960年5月22日发生在智利的地震海啸、2004年12月26日发生在印度洋的大海啸都属于这种类型。,“隆起型”海啸,定义:某些构造地震引起海底地壳大范围的急剧上升,海水也随着隆起区一起抬升,并在隆起区域上方出现大规模的海水积聚。
12、在重力作用下,海水必须保持一个等势面以达到相对平衡,于是海水从波源区向四周扩散,形成汹涌巨浪。岸边表现:这种隆起型的海底地壳运动形成的海啸波在海岸首先表现为异常的涨潮现象。例子:1983年5月26日日本海7.7级地震引起的海啸就属于此种类型。,地震震级、海啸等级和海啸浪高的关系,气象海啸,定义:由于气象风暴因素引发的海啸,称为气象海啸。机制:这种海啸是由大气压急剧变化引起的,通常在强大的天气系统(包括热带风暴、台风、温带气旋、冷锋等)经过海面时,大气压每降低1百帕,相应的海平面就要上升13毫米,在系统中心会出现洋面狂涨现象,随着天气系统的移动,上升的海面急剧回落,引起猛烈的海啸。,气象海啸比地
13、震海啸在量级、范围、灾害程度上要小得多,气象海啸与地震海啸在波形上也有着明显的不同。,气象海啸一般只有1-2个峰值,波高不是骤然增大,而是有一个渐次上升的过程。,地震海啸却有多个峰值,且连续排列几个大波,其中尤以第二和第三个波峰为最大,静缓上升的情况极为少见,绝大多数是喧嚣汹涌地撞击海岸,在近岸处形成轩然大波。,火山海啸,定义:火山爆发引起的海啸称为火山海啸。例子:1883年,印尼喀拉喀托火山突然喷发,碎岩片、熔岩浆和火山灰向高空飞溅,滚滚的浓烟直冲数十千米的高空。不久,巨大的火山喷发物从天而降,坠落到巽它海峡,随之激起一个30多米高的巨浪,以音速涌向爪哇岛和苏门答腊岛,巨浪犹如发疯的野兽,张
14、着血盆大口,片刻之间就吞食了3万多人的生命,火山喷发物随高空气流飘移,造成印度洋和大西洋零星小海啸不断发生。,滑坡海啸,由海底地滑引起的海啸,称为滑坡海啸。,海底地滑产生的原因有两种:1)海底大量不稳定泥浆和沙土聚集在大陆架和深海交汇处的斜坡上,产生滑移;2)海底蕴藏的气体喷发导致浅层沉积海底坍塌,出现水下崩移。,研究海啸成因的英国南安普敦大学海洋中心高级研究员道格马森认为,海底产生海啸的原因在20世纪80年代初开始得到认识。这是因为科学家发现,大约7500年以前,一块相当于冰岛国土面积的不稳定海底滑行800干米,来到挪威西北部海岸,这次海底地滑被认为是世界历史上最大规模的地质运动之一,这次海
15、底地滑引发海啸,产生了1020米高的海浪,不仅袭击了挪威海岸,而且波及到苏格兰东部沿岸,英国研究人员20世纪80年代初找到了海底地滑后沉淀的岩屑和贝壳作为依据,认识到海底地滑是海啸产生的原因。,1929年11月,加拿大东部纽芬兰岛附近海域发生里氏7.2级地震并引发巨浪,造成27人丧生,最初,人们在记录中把此次地质活动描述为典型的海啸,即地质运动造成海底板块上升或下沉,产生水墙冲击海岸。然而,一条重要线索浮出水面岛上13条海底越洋电报电缆受海啸影响中断:科学家通过自动观测仪对每次中断时间进行了精确记录,通过分析电缆每次中断的时间和位置,科学家重新认识了海啸的成因,科学家认为,海底液态沉积物受到震
16、动影响变得松散,然后以每小时95千米的速度沿海底倾泻,最终以500千米的时速涌入大西洋,造成了此次海啸。,核爆海啸,定义:由水下核爆炸引起的海啸,称为核爆海啸。例子:1954年夏天,美国在比基尼岛上进行核试验,当核弹爆炸时,在距爆炸地点500米的海域骤然激起一个60米高的巨浪,该波浪传播1500米后波高仍在15米以上,引起了海啸。,远洋海啸,定义:横越大洋或从远洋传播来的海啸,称为远洋海啸。特点:这种海啸生成后,可在大洋中传播数千千米而能量衰减很少,因此使数千千米之外的沿海地区也遭海啸灾害。例子:1960年在智利发生的8.7级特大地震引发的海啸,在智利沿岸波高达20.4米,海啸波横贯太平洋传到
17、夏威夷希鲁时,波高尚超过11米,在日本沿岸波高仍有6.1米。,近海海啸,定义:海啸生成源与其造成的危害同属一地。也称为本地海啸或局地海啸。特点:海啸波到达沿岸的时间很短,有时只有几分钟或几十分钟,往往无法预警,危害严重,近海海啸发生前都有较强地震发生,全球很多伤亡惨重的海啸灾害,都属于近海海底地震引起的近海海啸。例子:1869年日本沿岸8.0级地震引发的特大海啸,淹死2.6万多人;1983年印度尼西亚的巽它海峡6.5级地震引发的大海啸,淹死3.6万人,克拉克托岛有1/3沉入海中。,海啸的传播及其发生概率,海啸的传播速度,海啸发生的概率,海啸的传播速度与它移行的水深成正比,以海底地震和火山喷发两
18、类海啸居多,不同区域发生海啸的概率是不同的,海啸的传播速度,海啸的传播速度与它移行的水深成正比。在太平洋,一般它的传播速度为900千米/小时;在大西洋,由于水深比太平洋浅,所以传播速度小一些,海啸的传播速度可由下式计算得出:,(其中V为海啸传播速度,g为重力加速度,h为水深)海啸波在大洋中移行时,波长可达几十或数百千米,周期为2-200分钟,最常见的是2-40分钟,波高仅为1米左右,所以,在大洋中海啸不会造成灾害,甚至难以察觉。然而,当海啸波进入大陆架后,因深度急剧变浅,从海面到海底流速几乎一样的海啸波挟带着巨大能量直冲海岸或港湾,波高骤增,波幅最大可达20-30米,波峰倒卷,这种巨波可冲毁和
19、卷去沿岸建筑和所有人畜。,海啸发生的概率,不同成因海啸发生的概率不同不同地区海啸发生的概率不同,不同成因海啸发生的概率,以海底地震和火山爆发两类海啸居多。但并不是每一次海底地震和火山喷发都能激起海啸。,地震能否引发海啸?,地震海啸,不是只要在海底发生地震就能引起海啸。,地震;剧烈的地形变动;水深,当震源深度大于80千米时,一般不会产生海啸;震源深度在50千米-80千米时,有可能产生较弱的海啸;当震源深度在50千米以内时,能不能引起海啸,引起多大的海啸,则还要视地震震级的大小:,地震能否引起海啸与地震的强烈程度、海水深浅等因素有关。,通常震级在6.5级以下时,一般不会产生海啸;震级在6.5级以上
20、时,才会产生海啸;震级在7级以下时,一般不会产生大的海啸。引起灾难性的海啸的震级一般接近于8级或8级以上。,火山喷发能否引发海啸?,当火山喷发不强烈,或者喷发物为液态熔岩时,不会引起海啸;当火山喷发强烈、喷发物含有大量气体和岩石碎块时,则有可能引发海啸。,海底火山喷发能否引起海啸与火山喷发的强度、火山喷发物的性质有关,海啸的强度还要看火山口离海面的距离,通常深海的火山喷发更容易引发海啸。,不同区域发生海啸的概率是不同的,太平洋地区平均每18个月就会发生一次破坏性的海啸;平均每10年发生一次最大波高20米左右的地震海啸;平均每3年发生一次最大波高10米左有的地震海啸;平均每年发生一次最大波高5米
21、左右的地震海啸;平均每年发生4次最大波高1米左右的地震海啸。,据统计,自公元358年至今,约85%的地震海啸分布在太平洋中的岛弧-海沟地带;,其他15主要分布在大西洋的加勒比海、印度洋中的阿拉伯海以及地中海等地。,海啸等级表及信度等级表,国际上目前通用的是渡边伟夫海啸等级表及海啸信度等级表,用于判定某次海啸发生的级别及其可信度。,渡边伟夫海啸等级表,海啸信度等级表,根据渡边伟夫海啸等级表统计,在公元3582004年的304次地震海啸中,2级以上海啸发生了139次,占总数的45.7,其中,3级海啸48次占总数的15.8,4级海啸26次占总数的8.6,海啸的危害,海啸在遥远的海面只有数厘米至数米高
22、,但由于海面隆起的范围大,有时海啸的宽幅达数百千米,这种巨大的“水块”产生的破坏力非常巨大,严重危害岸上的建筑物和人的生命。从有关数据来看,海啸高达2米,木制房屋会瞬间遭到破坏;海啸高达20米以上,钢筋水泥建筑物也难以招架。,地震海啸,气象海啸,这里主要谈一谈两种不同类型海啸所造成的危害。,地震海啸,地震发生的地方海水越深,海啸速度越快。海水越深,因海底变动、涌动的水量越多,因而形成海啸之后在海面移动的速度也越快。,如果发生地震的地方水深为5000米,海啸和喷气机速度差不多、每小时可达800千米,移动到水深10米的地万,时速放慢,变为40千米。,由于前浪减速,后浪推过来发生重叠,因此海啸到岸边
23、波浪升高,如果沿岸海底地形呈V字型,海啸掀起的海浪会更高。,地震海啸传到海岸时,波高极高,流速很大,能骤然形成“水墙”,猛烈冲击岸边。,若波谷最先到达,则水位骤落,有时能裸露出多年未见的海底,接着在十几分钟内又猛涨,升高达几十米,汹涌向岸上袭来,伴有巨大响声,溅出的水沫可达50米以上。,海啸可使堤岸决口,舰艇船舶沉没,可以毁坏港口建筑物和沿海居民点,造成屋毁人亡的巨大损失。,下面是20世纪记录到的特大地震海啸的波高:1964年3月28日 阿拉斯加湾 70米1994年6月3日 印尼东爪哇 60米1998年8月17日 巴布亚新几内亚 49米1946年4月1日 阿留申群岛 35米1933年3月2日
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