美丽的海边总是令人心生向往,但海边并不是一直都风景如画,有的时候,大海会突然向人类表现出狰狞的一面,它会在短时间内掀起高达几十米的巨浪,进而席卷海边的一切,这种现象就是我们经常听到的“海啸”。
海啸来了,躲进海水里可以保安全吗?本文助你轻松了解海啸是什么海啸其实可以看成是一种加强版的海浪,假如仔细观察那些漂浮在海面上的海鸟,你就会发现它们会跟随着海浪上下波动,但在水平方向上,它们却不会出现明显的位移,就像下图这样。
为什么会出现这种情况呢?这是因为海浪可以看成是一种横波,而横波的特点就是其质点振动的方向与波的传播方向互相垂直。
在海浪传播的过程中,海水中的各个质点的运动轨迹其实也与漂浮在海面的海鸟相似,如果我们观测海水中的各个质点,就会发现它们只是有规律地在平衡位置上做往复圆周运动(如下图所示)。
可以看到,随着水深的增加,海水质点进行圆周运动的半径就会越来越小,当水深达到一定的程度之后,海水质点就相对静止了,我们将这种刚好处于相对静止状态的临界面称为“波浪基面”(wave base)。
通常来讲,“波浪基面”的深度为海浪波长的2分之1,在海浪传播的过程中,如果海水的深度大于等于这个值,那么这种海浪就是深水波(deep water wave),其传播速度可用一般机械波的速度公式“速度 = 波长/周期”来进行描述。
如果海水的深度小于海浪波长的2分之1,海浪就会变成浅水波(shallow water wave),与深水波不同的是,浅水波的传播速度取决于海水的深度,可用公式“v = √gd”来进行描述(注:g为重力加速度,d为海水深度,“√”是指“根号下”)。
假设有一波海浪从深水区向海岸传播,那么它的传播过程就是这样的:当它是深水波的时候,其传播速度是基本不变的,而因为越接近海岸,海水就越浅,所以当海水的深度小于海浪波长的2分之1之后,海浪就会变成浅水波,在此之后,随着海水的持续变浅,海浪的速度也就越来越低。
由于波的周期只与波源有关,因此在浅水波的传播过程中,其周期是不变的,在此情况下,如果速度降低了,那么它的波长就会变短,与此同时,它的振幅就会变大,所以我们会看到,海浪越接近海岸,其浪高也就越高,我们可以将这个过程称为“浅滩压缩”(shoaling c++ompression)。
一般情况下,当海水的深度小于等于海浪的波高时,海浪就会因为振幅过大而不能维持稳定的波形,在这种情况下,海浪就会发生破裂(break),形成“破浪”,对于一般的海浪而言,就是我们所熟悉的“浪花”。
在浅水波的传播过程中,由于海水的深度不够,海水质点就不能做往复圆周运动,它们的运动轨迹其实是被“压扁”了,海水越浅就越“扁”,当达到一定程度的时候,海水质点几乎就只能做来回的往返运动(如下图所示)。
海啸主要产生机制是巨大体量的水体发生位移,规模巨大的地震、火山、冰川崩塌、山体滑坡等等自然现象都可以引发海啸,作为加强版的海浪,海啸的波长和速度远超一般的海浪,其波长可达数百公里,速度通常可以达到每小时700至800公里。
当海啸波在深水区域传播时,其振幅通常会小于1米,也就是说,在深水中的海啸波,其浪高通常在0.5米之内,正因为如此,那些位于深水区域的船舶基本上察觉不到海啸波。
在海岸附近的浅水区域,海啸波会由深水波转变成浅水波,由于海啸波的速度极快,因此在随后的“浅滩压缩”中,海啸波的振幅会迅速升高,并最终形成可以高达几十米的“破浪”。
尽管“波浪”的速度已经大幅降低,但仍然可以达到每小时几十公里的数量级,它会像一堵巨大的水墙一样冲向海岸,进而席卷海边的一切。
根据以上的介绍,我们就可以清楚地知道,如果几十米高的海啸来袭,躲进海水里绝对是不可以保安全的。
如果真有人这样做了,那么他首先就会承受海啸的巨大冲击力,在此之后,他也不会安全地待在水里,因为他会被深深地吸入“破浪”的底部,然后再跟随海水的运动被高高地抛到“破浪”的顶部,接着又重重地摔下来。
需要注意的是,被海啸卷走的其他物体也会经历同样的过程,所以这个人还可能不断地与其他物体发生碰撞,在海啸力量的驱动下,每一次碰撞都可能是致命的。
除此之外,海啸一般都有好几波,其周期通常为几分钟至几十分钟,也就是说,要不了不久,上述的过程就很可能会重来一次。对于人类而言,一波海啸都无法承受(会不会游泳都一样),就更不用说好几波了。
所以当我们察觉到海啸来袭的时候,最好的选择其实是转身跑向内陆(当然是向地势高的地方跑),因为海啸上岸后,其速度和能量都会迅速衰减,所以只要我们跑得够快够远,就可以脱离险境。
实际上,如果是看到几十米高的海啸来袭之后再跑,那大概率是跑不掉的,毕竟海啸的速度那么快,但幸运的是,海啸来袭之前通常是有征兆的。
比如说海洋潮汐出现反常的涨落(该涨潮的时候却出现了退潮,反过来也一样),远方的海面出现异常的起伏(海平面异常上升或者下降),或者海边的海水大量地退去,都可能是海啸来袭的征兆,所以当我们察觉到这些情况的时候,就应该以最快的速度离开海边,并向内陆地势高的地方转移。
另外要讲的是,由于很多海啸都是由地震引发的,而地震波的传播速度比海啸快得多,因此在海啸来袭之前,通常都会有海啸预警,当我们收到预警时就应该远离海岸,当然了,如果我们在海边察觉到有地震发生,那也应该尽快撤离。
好了,今天我们就先讲到这里,欢迎大家关注我们,我们下次再见。
(本文部分图片来自网络,如有侵权请与作者联系删除)