正文 第三章 美麗與邪惡共存的海洋(2 / 3)

但並不一定就是遇天文大潮或高潮才會給人類帶來如此慘重的災難,有時如果風暴潮位非常高,也會造成嚴重潮災。如8007號台風風暴潮就屬於這種情況。當時正逢天文潮平潮,由於出現了5。94米的特高風暴潮位,仍造成了嚴重的風暴潮災害。依風暴潮專家的意見,對地風暴潮所產生的災害,一般劃分為特大潮災、嚴重潮災、較大潮災和輕度潮災四個等級。

海底地震——海嘯

海嘯是海浪的一種特殊形式,它是由火山,地震或風暴引起的。海嘯波在大洋中不會妨礙船隻的正常航行,但在靠近海岸的地方卻能量集中,威力巨大。

海嘯概況

在這個藍色的星球上,大海的力量是一切自然力量中最令人捉摸不透的。在古希臘神話中海神波賽東主宰著海洋,他總是手握一把叉子,乘風破浪而來,狂風暴雨,山崩海嘯,破壞力極強。從古至今,來去神秘而又致命的海嘯一次又一次襲擊人類,排山倒海般的海水淹沒城市,吞噬生命。究竟是什麼原因使海嘯如此猖狂?

海嘯與一般的海浪不同,它通常是由海底地震、火山爆發和水下滑坡等所引起的。和風驅動的海浪相比,地震海嘯的周期、波長和傳播速度都要大上幾十倍或上百倍。所以,海嘯的傳播特點以及它對海岸的影響均與風驅動產生的海浪有著很大的區別。一般的海浪,其波長為幾米到幾十米,波長周期約為幾秒,傳播速度也很慢。然而海嘯的波長可達幾百公裏的海洋巨波,不管海洋有多深,波都可以傳播過去,海嘯在海洋的傳播速度大約每小時500~1000公裏,而相鄰兩個浪頭的距離也可能遠達500~650公裏,大致相當於波音747飛機的速度。當海嘯波進入大陸架後,由於深度變淺,波高突然增大,由此而卷起的海濤波高可達數十米,看起來就像是一堵“水牆”。

雖然傳播速度快,但在深水中海嘯並不會帶來什麼危險。海嘯是靜悄悄地不知不覺地通過海洋,然而如果出其不意地發生在淺水中,就會帶來很大的災難,對人類的生命和財產造成不可挽回的損失。

海嘯的類型

根據其機製,海嘯可分為兩種類型,一種是“下降型”海嘯,一種是“隆起型”海嘯。下麵分別作以介紹。

“下降型”海嘯:某些斷層地震引起海底地殼大幅度急劇下降,海水會以最快的速度向突然錯動下陷的空間湧去,並在其上方出現海水大規模積聚,當湧進的海水在海底遭遇阻力後,就會翻回海麵產生壓縮波,形成長波大浪,並向四周傳播與擴散,這種下降型的海底地殼運動所產生的海嘯在海岸首先表現為異常的退潮現象。也就是說,如果退潮現象出現異常,很有可能就是海嘯的一種預警信號。1960年5月,智利中南部的海底發生強烈的地震,其所引發的巨大海嘯就屬於此種類型。

“隆起型”海嘯:某些斷層地震引起海底地殼大幅度急劇上升,海水也會隨著隆起的部分一起向上升,並在隆起區域上方積聚大量海水,在重力作用下,海水必須保持一個等勢麵以達到相對平衡,於是海水從波源區向四周擴散,形成洶湧巨浪。這種隆起型的海底地殼運動形成的海嘯,在海岸最為突出的表現就是異常的漲潮現象。1983年5月26日,中日本海發生7.7級地震,其所引起的海嘯就是這一類型。

世界海嘯知多少

據相關資料表明,海洋發生的大地震造成海嘯的大約占1/4。曆史上,許多國家都曾遭受過海嘯的侵襲。

公元前16世紀,在希臘的基克拉澤斯群島最南端,桑托林島火山發生了一次極為猛烈的火山噴發,火山噴發後隻有桑托林島和一些小島孤獨地矗立在愛琴海中。據後來的研究表明,此次由火山噴發引起的海嘯巨浪高出海平麵90多米,並波及到300公裏外的尼羅河。

1498年9月20日,日本東海道出現最大波高20米的地震海嘯,在伊勢灣衝毀上千座建築,死亡人數達5000多人。在伊豆,海浪侵入內陸達2000米多,伊勢誌摩地區災情十分嚴重。

1755年11月1日,葡萄牙首都裏斯本附近海域發生強烈地震後不久,海岸水位逐漸退落,最終露出整個海灣底。此時,人們禁不住好奇心的誘惑,紛紛到海灣底“探險”。然而沒過幾分鍾,波峰到來,滔天巨浪衝上海岸,吞噬了幾萬條生命,城市也被淹沒。西班牙瀕臨大西洋的海港加的斯也遭到了10米巨浪的襲擊。此次海嘯還席卷了周邊多個國家的群島。

1783年2月5日,地中海一個名叫墨西拿的海峽發生大震,海嘯和洪水隨之而來,使墨西拿城陷於滅頂之災。同年4月8日,該地再次遭遇地震,經過兩個月的折磨,直接死於地震和海嘯的達3萬餘人。1908年12月28日,墨西拿海峽又一次發生7.5級地震,同時引發海嘯,當地8.5萬人失去生命。

1883年8月26日和27日,印度尼西亞喀拉喀托火山噴發,將20立方公裏的岩漿噴到蘇門答臘和爪哇之間的巽他海峽。當火山噴發到最高潮時,岩漿噴口倒塌,引發了一次巨大海嘯。爪哇梅拉克的海浪高達40餘米,蘇門答臘的直落勿洞巨浪也高達36米,造成3.6萬人死亡。

1896年,日本三陸地區發生海嘯,雖然這次海嘯沒有發生直接的地震災害,卻使2.7萬人喪失性命。著名的日本關東大地震引發的海嘯也十分驚人,造成8000餘艘船隻沉沒,5萬多人淹死,並使沿岸大小港口無法正常使用。

1946年4月1日,夏威夷發生大海嘯。45分鍾過去後,滔天巨浪首先向阿留申群島中的尤尼馬克島伸出了“魔爪”,徹底摧毀了一座架在12米高岩石上的水泥燈塔和一座架在32米高的平台上的無線電差轉塔。之後,海嘯以極快的速度向南掃去,摧毀了夏威夷島上的488棟建築物,159人遇難。

1960年5月,智利的地震海嘯導致數萬人死亡和失蹤,沿岸的碼頭全部無法正常使用,200萬人流離失所。這次災難不僅波及利智,還使美國、日本、俄羅斯、中國、菲律賓等許多國家與地區,都在一定程度上受到了影響。

1978年7月17日,距離巴布亞新幾內亞西北海岸12公裏的俾斯麥海區發生了裏氏7.1級強烈地震。20分鍾後發生5.3級餘震。之後一切似乎慢慢回到平靜,但誰也沒有料到接下來會發生更大的災難。巨大的轟隆聲由遠而近,很多村民以為隻是一架噴氣式飛機飛臨,都紛紛出來看熱鬧,轉眼間,一股巨浪橫掃而來,它足有20公裏長、10米高,綿延橫亙在西薩諾瀉湖與海灘之間的7個村莊頓時消失不見。僅短短的幾分鍾,西太平洋這人間仙境變成了可怕的地獄。1萬人中生還者不超過3000人。

海洋是賜予人類生命的源泉,但在它平靜的外表下隱藏著狂暴和無情。災難警醒我們,應該記住血的教訓,加快科學研究,摸清海洋的“脾氣”,從而與海洋和諧相處。

強大的氣旋——台風

台風

台風隻發生在一些沿海地帶,是熱帶氣旋的一個類別。在氣象學上,將它定義為:熱帶氣旋中心持續風速達到12級(即每秒32.7米或以上)稱為颶風(hurricane),這一名稱使用在北大西洋及東太平洋地區;而對於北太平洋西部地區,即是指赤道以北,東經100度以東的地區,這種災害被稱為台風(typhoon)。

處於熱帶區域的海麵由於長期受到太陽的直射而使海水溫度不斷升高,海水在蒸發的過程中又提供了充足的水汽。而水汽在抬升中發生凝結,釋放大量潛熱,促使對流運動的進一步發展,令海平麵處氣壓下降,造成周圍的暖濕空氣流入補充,然後再抬升。如此循環,形成正反饋,即第二類條件不穩定(CISK)機製。在部分條件合適的海麵上,這種循環的影響範圍更是會不斷地擴大,有時甚至可達數百至上千公裏。

由於地球自轉時是由西向東做高速自轉的,致使氣流柱與地球表麵不斷地產生摩擦,而且在越接近赤道的地區摩擦力就越強,這就引導氣流柱逆時針旋轉(南半球係順時針旋轉)。由於氣流柱旋轉的速度跟不上地球自轉的速度而形成一種感覺上的西行,這就形成了現在我們所說的台風和台風路徑。

在一些熱帶或副熱帶海洋上,由於近海洋麵的溫度過高,使得大量的空氣受溫度的影響不斷地膨脹上升,這樣就會使近洋麵氣壓降低,外圍空氣源源不斷地補充流入上升去。受地轉偏向力的影響,流入的空氣旋轉起來。而上升空氣膨脹變冷,其中的水汽冷卻凝結形成水滴時,要放出熱量,又促使低層空氣不斷上升。這樣一為來,近洋麵的氣壓會下降得更快,空氣旋轉也變得更加猛烈,以致最終形成了台風。

從台風的結構來看,它要想產生就必須具備以下幾個條件。

一、高溫、高濕的大氣是首要的條件。由於熱帶海洋底層的大氣溫度與濕度主要決定於海麵水溫,而台風的形成隻能在海溫高於27℃的暖洋麵上,就連60米深度的水溫也有要求,一般同樣要高於26℃~27℃。

二、除了高溫、高溫的條件外,還要有低層大氣向中心輻合、高層向外擴散的初始擾動。而且低層輻散必須低於高層輻合,隻有這樣才能保證有足夠的上升氣流,從而低層擾動才能不斷地加強。

三、台風要想形成,垂直方向的風速就不能相差太大,這樣才能保證上下層空氣相對運動較小。隻有上下層空氣相對運動極小,才可以讓初始擾動中水汽凝結所釋放的潛熱能集中保存於台風眼區的空氣柱中,形成並加強台風暖中心結構。

四、地轉偏向力作用必須足夠大。因為地球自轉有利於氣旋性渦旋的生成。而地轉偏向力是從赤道向南北兩極逐漸增大的,在赤道附近幾乎為零,所以台風不會發生在赤道上,它基本都發生於約離赤道5個緯度以上的洋麵上。

台風源都分布在西北太平洋的低緯度洋麵上。在西北太平洋上從最初的熱帶擾動發展為台風的初始位置,在經度和緯度方麵都存在著相對集中的地帶。而在太平洋的東西方向上,最初的熱帶擾動發展成台風多發的4個海區:分別是中國的南海海區;菲律賓群島以東、琉球群島、關島等附近海麵,這也一個最重要的台風發源地;馬裏亞納群島附近的海麵;馬紹爾群島附近的海麵。這4個海區都是台風集中分布的地區,多數台風都源於這些海區。

在國際上,台風的強度及分級都是依據是其中心附近的最大風力來確定的。

一、台風的分級。台風按其中心附近最大風力來分,從大小共分為6個級別。別超強台風:底層中心附近最大平均風速要達到51.0米/秒以上,即16級或以上。強台風:底層中心附近最大平均風速41.5~50.9米/秒,也即14~15級。台風:底層中心附近最大平均風速32.7~41.4米/秒,也即12~13級。強熱帶風暴:底層中心附近最大平均風速24.5~32.6米/秒,也即風力10~11級。熱帶風暴:底層中心附近最大平均風速17.2~24.4米/秒,也即風力8~9級。而對於熱帶低壓,是指其中心附近最大平均風速為10.8~17.1米/秒的台風,也即風力達6~7級。

台風的動力分為內力和外力兩種,它又決定了台風的移動方向和速度。內力是台風範圍內因南北緯度差距所造成的地轉偏向力差異引起的向北和向西的合力,台風範圍愈大,風速愈強,內力愈大。外力是台風外圍環境流場對台風渦旋的作用力,即北半球副熱帶高壓南側基本氣流東風帶的引導力。內力主要在台風初生成時起作用,外力則是操縱台風移動的主導作用力,因而台風基本上自東向西移動。由於受副熱帶高壓的形狀、位置、強度及其他因素的影響,致使台風移動的路徑變得多種多樣。下圖是北太平洋西部地區台風移動的路徑示意圖,其路徑大致可以分為三條:

(1)向西移動的台風自菲律賓一直向西移動,穿過南海在我國的海南島、廣西或越南的北部地區登陸,這種台風多發生在北半球冬、春兩季。當時北半球副高偏南,所以台風生成緯度較低,路徑偏南。該路線台風一般隻在北緯16度以南的地區便進入到南海,最後會在越南登陸,波及的國家有泰國、柬埔寨、緬甸等國,有時甚至會進入到孟加拉灣。

(2)登陸型的台風,一般都是自東南向西北方向移動,先在台灣登陸,後穿台灣海峽,在中國的廣東、福建、浙江等沿海地區再次登陸,並逐漸減弱為熱帶低壓。而這種登陸型的台風也是對我國影響最大的一種台風。

(3)拋物線型台風先向西北移動,當快到中國的東部的沿海地區時,並沒有登陸而是轉而向東北移動,即向日本附近轉去。這種台風所移動的路徑大致呈拋物線形狀,它多發生於5~6月和9~11月份。

台風從形成到消亡也是要經曆一個相對漫長的演變。它們在形成後,一般都會移出源地並經過發展、成熟、減弱和消亡的演變過程。一個發展成熟的台風,氣旋半徑一般為500~1000km,最高也可達15~20km。台風也可以分為三個部分,從外至內,分別為外圍區、最大風速區和台風眼。外圍區的風速從外向內增加,有螺旋狀雲帶和陣性降水;而最大風速區會產生最強大的降水,平均寬8~19km,它與台風眼之間有環形雲牆;台風眼位於台風中心區,呈圓形或橢圓形,直徑約10~70km不等,平均約45km。台風眼區的風速、氣壓都是最低,天氣表現為無風、少雲和幹暖。隨著台風的不斷加強,台風眼就會逐漸縮小、變圓。而在衛星雲圖上觀察那些弱台風、發展初期的台風通常是沒有台風眼的,都是因為它們勢力較弱的原因。

天文大潮與天文小潮

潮汐有大潮和小潮之分。每當農曆朔、望之後一兩天,月球所引起的太陰潮與太陽所引起的太陽潮相合,出現大潮;上弦和下弦之後的一兩天,太陰潮與太陽潮相消,則會出現小潮。若從全球範圍來看,潮汐現象實際上是海水波動的一種形勢,它既會垂直升降,也會發生水平的流動。

◎天文大潮

天文大潮屬正常的天文潮汐現象,它的周期是18.6年,人們在它到來的前幾年就能預測出來。

通常情況來講,天文大潮是不會帶來災難的。但是在某些特定環境下會構成水害。第一種情況,如果天文大潮期間有台風或將有台風登陸,就會暴發風暴潮。

風暴潮是發生在沿海一帶的海洋災害。它是由強風或氣壓驟變等強烈的天氣係統對海麵作用導致水位急劇升降的現象,通常會給沿海地區造成一定危害。風暴潮災害居海洋災害之首位,世界上大多數因強風暴引起的特大海岸災害都是由風暴潮造成的。因此,其威力不可小覷。

第二種情況,如果江河水位較低,海潮上溯範圍擴大,鹹害程度加重,就會導致鹹潮的出現。

鹹潮是一種自然現象,它是由太陽和月球對地表海水的吸引力引起的,又稱鹹潮上溯、鹽水入侵。當淡水河中的水不足時,海水就會發生倒灌,鹹淡水混合造成上遊河道水體變鹹,就會形成鹹潮。鹹潮多發生於冬季或幹旱的季節,每年10月到第二年3月之間出現在河流與海洋的交彙處,比如長三角、珠三角周圍的地方。

如果天氣發生變化或漲潮退潮,都會對鹹潮造成影響。尤其在天文大潮時,鹹潮上溯的情況更為嚴重。另外,全球氣候變暖導致海平麵上升過程讓鹹潮逐漸地增加,但長期下來就會有明顯的變化。

◎天文小潮

再來簡單地介紹一下天文小潮。在農曆初七和農曆二十二左右,由於太陽和月亮對地球潮汐的影響相互抵消,所產生的潮汐高度也較低,就被稱為小潮。因此,生活中經常有“初一、十五漲大潮,初八、廿三到處見海灘”的說法。