標題:
地景保育名詞-海嘯
作者:
陳宣安
作者說明:
台灣地形研究室
內文:
 一、前言

今年 (2011) 311日下午,日本東北外海125公里深度24公里處發生芮氏規模9.0的地震,並引發近高度近10公尺的海嘯,淹沒宮城縣和福島縣的大片農田和房舍,並使福島第一核電廠冷卻系統異常,導致輻射外洩。本次事件造成日本超過2萬的死亡與失蹤人數,太平洋海嘯警報中心亦對50個國家和地區發布海嘯警報,包括台灣。台灣中央氣象局於當天下午2點半發布海嘯警訊,中央大學吳祚任助理教授推估蘇澳、基隆外海12公里處的波高約35公分、高雄外海25公分 (聯合知識庫,2011)

雖然海嘯最終未對台灣造成衝擊,但本事件仍顯示同樣位於環太平洋火山地震帶的台灣有必要對海嘯提高警覺,因此,本期地景保育通訊選擇海嘯做為名詞解釋的內容。

 

二、海嘯成因與特性

        海嘯一般指因海底發生大地震,使海床突然隆起或下降引發的長週期、大浪高之海水運動。由於日本經常發生海嘯,因此以日文發音的tsunami(日文漢字為「津波」)做為國際共通字。除了地震外,海底火山噴發、海岸與海底山崩,甚至核爆等引起的海水波動,有時也會引發海嘯,只是影響範圍通常較小。

海嘯與一般由風力作用造成的波浪不同。風吹造成的波浪週期較短,通常僅520秒,波長多為100200公尺;海嘯的週期可以從10分鐘到2個小時(整段侵襲時間可能超過數小時),波長則可能超過500公里,所以海嘯可視為波高相對於波長比例很小的淺水波 (金若蘭,2005)

淺水波的傳遞速度是V=gh (V:波速,g:重力加速度,h:水深),所以海嘯在水深之處的傳遞速度很快,在深海時可達時速5001,000公里,浪高則不超過3060公分;接近沿岸時,因為海水深度變淺,所以波浪的傳遞速度變慢。當前一波海浪的速度變慢後,後一波疊加上來,使波高快速變高,形成海嘯。而因為波浪隨時間所損失的能量也與波長成反比,所以海嘯的能量可傳到極遠的距離。

海嘯的規模取決於以下幾點(中央氣象局,2008)

1.地震規模與震源深度:地震規模越大或震源越淺,對海底地形的影響越大,越易產生海嘯。

2.震源機制:即地震造成的破裂面走向、錯動量,決定海嘯波源。

3.海底地形:海底的起伏與深度會影響海嘯傳遞的方式與速度。

4.海岸地形:海岸狹窄或海底坡度平緩,會使能量容易聚焦集中,造成較大的災害。

 

三、海嘯的預警

由於海嘯的波浪起伏在距海較遠處相當平緩,且其傳播速度快,因此預警無法由人們在海邊觀察就可做到。美國、日本等國家都有海嘯預警系統,當海底發生大規模地震時,附近的測站可立即計算出震央位置,並且預估引發的海嘯傳播速度,對海嘯可能侵襲之地區提出警告。此外,預警系統除了消息發布外,也包括人員的疏散路線規劃與相關演習等。

根據中央氣象局(2008)的說明,當觀測到台灣沿海發生波高50公分以上之海嘯時,該局會發布海嘯報告,並通報中央災害防救主管機關、相關單位以及新聞傳播機構採取必要措施。其種類、發布時機及通報對象如下:

1.遠地地震所引起之海嘯:預測海嘯將於三小時內到達台灣沿海時,發布海嘯警報,並迅速通報中央災害防救主管機關、相關單位以及新聞傳播機構,籲請沿岸居民防範海嘯侵襲。

2.近海地震所引起之海嘯:當偵測到台灣沿岸及近海發生地震規模7.0以上,震源深度小於35公里之淺層地震時,發布海嘯警報,並迅速通報中央災害防救主管機關、相關單位以及新聞傳播機構,籲請沿岸居民防範海嘯侵襲。

 

四、台灣發生海嘯的可能性

依據歷史記載,台灣自公元1661年起疑似海嘯的紀錄有6次之多,其中以1867年在基隆造成的海嘯災情,較能確定為台灣近海地區地震所引發之海嘯(中央氣象局,2008):「18671218日,台灣北部地震,是日有15次連續地震,基隆(雞籠頭,金包里)沿海山傾,地裂,全島震動,基隆全市房屋倒壞,死者數百人,基隆港海水向外海流出,港內海底露出,瞬間巨浪捲進,船隻被沖上市內,釀成重大災害,處處發生地裂,山腹大龜裂,噴湧泉水,淡水也有地裂,海嘯,數百人被淹死,房屋部分倒壞。」

如同前文所述,造成海嘯的諸多原因中,以海底的淺層強震最為常見,因此位在環太平洋地震帶上的台灣必須對海嘯提高警覺。雖然台灣的遠洋海嘯多來自太平洋,但因東部海岸地形陡峭,因此從太平洋傳來的波浪不易在海岸堆疊出巨浪,對台灣影響較小。但是在陸地邊緣的近海區域產生的海嘯,尤其地震引發的海底山崩,就可能對沿海區域造成重大影響。

另外,來自菲律賓海域的海嘯也可能對台灣造成衝擊,尤其當淺層強震發生在菲律賓西部海域時,波浪能量傳向海底地形平緩的台灣西南海岸,便可能造成海嘯;同樣的,若地震發生在中國大陸東南沿海,也可能因為同樣原因造成海嘯。

根據台灣過去的海嘯紀錄,中央氣象局(2008)將國內各沿海地區的海嘯危險性分級,依行政區劃分如下:(1) 歷史資料顯示有海嘯災害者:新北市、基隆市;(2) 歷史資料顯示可能有海嘯紀錄或疑似海嘯紀錄,但無海嘯災害者:台中市、彰化縣、雲林縣、嘉義縣、台南市、高雄市 (含東沙、南沙)、屏東縣、台東縣、花蓮縣、宜蘭縣、澎湖縣;(3) 歷史資料顯示並無海嘯紀錄,但可能受影響者:桃園縣、新竹縣市、苗栗縣、金門縣、連江縣。

參考文獻

1. 交通部中央氣象局 (2008) 地震發生時所伴隨的現象,地震百問,45-50。

2. 邱淑慧 (2005) 台灣會不會發生大海嘯?,科學人,36。

3. 金若蘭 (2005) 認識海嘯,北一女中地球科學學習網站,http://earth.fg.tp.edu.tw/learn/tsunami/index.htm [2011.4.6]

4. 聯合知識庫,http://www.udndata.com.tw [2011.4.6]