『地震』、『海嘯』知多少？ 主要參考資料: 日本大海嘯之研究與省思 2. 終極天災

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1 『地震』、『海嘯』知多少？ 主要參考資料: 1. 2011日本大海嘯之研究與省思 2. 終極天災
日本大海嘯之研究與省思 2. 終極天災 (吳祚任教授，國立中央大學 水文與海洋科學研究所) 3. 基礎地科(龍騰出版社)

2 什麼是海嘯？ Tsunami 日文為『港口裡面的浪』 全球有記載的破壞性海嘯大 約有 260次左右，平均大約 六、七年發生一次。發生在
唸法為 soo-NAH-mee 日文為『港口裡面的浪』 全球有記載的破壞性海嘯大 約有 260次左右，平均大約 六、七年發生一次。發生在 環太平洋地區的地震海嘯就 佔了約 80% ，其中日本列 島及附近海域的地震佔 60% 左右，因此日本是全球發生 地震海嘯最頻繁的國家。此 一詞成為國際共通語。

3 板塊邊界---最動盪的地帶 圖中紅色箭頭表示板塊運動的絕對方向與速度（以熱點為基準），藍色表示板塊運動的相對方向及速度。

4 全球地震地震帶

5 造成海嘯的原因？ 海水受到垂直方向的擾動：只要能夠造成大量的水體離開自原本均衡的位置，任何的擾動皆有可能造成海嘯。重力的作用會使水體朝向原本均衡的狀態運動，這就是海嘯傳播的基本原理 主要造成因素：海底地震 其他:山崩、火山爆發、 核彈試爆、隕石撞擊

6 為什麼海底地震會造成海嘯？ 實際上海嘯是由斷層造成,並不是由地震波造成。 海底岩層不斷受力變形乃至產生破裂及錯位，也就是
發生『斷層』時,也會同時向四周岩層傳播『地震波』 如果錯位的方向是垂直方向(正斷層或逆斷層) ，那麼上方的海水就會被擾動。 通常斷層垂直位移愈大，地震規模愈大、 且震源愈淺 ，引發海嘯的生成的機會愈高。

7 海嘯與風浪有何不同？ 斜率平緩： 在深海中波長長,可大於150公里，但是水面的抬昇不超過 0.5 公尺， 船隻很難感覺海嘯的存在
波速快：屬於「淺水波」，海水越深，波速越快， 深海中可達時速800～1000公里,相當於超音坡噴射機) 能過越過海洋而不消散： 「淺水波」的運動主要以前後水平運動為主，在運動過程中由於水分子在是均勻的前後運動，所以水分子彼此之間的摩擦損失極小。 海嘯是整個海水體的擾動，風浪只是表層海水的波動

8 海嘯為淺水波？---波長遠大於水深 淺水波 深水波

9 海嘯抵達岸邊的波高放大效應 海嘯若由深海緩緩接近陸棚區(水深多為 200 ～ 500 公尺深。如果我們假設水是不可壓縮的流體，再沒有其他化學反應的情況下，質量守恆可以轉換為體積守恆。所謂體積守恆就是體積不會無故消失。原本在深海大約四公里深的波浪進入到淺海區的時候，波高就會開始放大，這就如同有一個人由游泳池較深處走向較淺處類似。更糟糕的是，根據淺水波理論，當水深變淺，波前進的速度也會變慢。這就會產生後浪推前浪，後浪騎在前浪上的放大現象。

10 海嘯波高放大效應—進入淺海斜坡區

11 海嘯與風浪近岸時有何不同？

12 為何台灣東岸鮮少有海嘯侵襲的紀錄 海嘯進入近岸是否就一定會發生災害呢？這不一定。海嘯要發生災害，除了規模要夠大的前提之外，就是海底地形要為平緩的抬昇。也就是要有一個斜坡提供海嘯往上爬的舞台。 台灣卻因為面向太平洋花東沿岸地形陡峭，就好像前方有一座垂直的高牆，這時海嘯喪失抬昇的舞台，遇上高牆就會被反射回大海

13 此次日本海嘯為何如此強烈？ 1. 有大規模海底地震。這次地震規模9.0 ， 非常強烈。 2. 為垂直方向的斷層。這次地震為板塊隱沒所致，為標準之 逆斷層。逆斷層錯動會使海床劇烈垂直抬昇，並抬起 大量海水，進而造成海嘯。 3. 震源位置夠淺。福島地震震源深度僅有10公里 4. 水深夠深。福島海嘯大約發生在水深3公里處，夠深才有足夠的水體來蘊藏能量。 5. 有平整的斜坡。福島外海有漂亮的斜坡可以使海嘯放大，並產生「邊緣波效應」。

14 此次日本海嘯，為何太平洋彼岸沒有災情？ 『邊緣波效應』：海嘯在傳遞過程中，波浪會朝向淺水方向前進，這是由於海嘯波傳的速度正比於水深開根號。所以當海嘯波一端水深較深，而另一端較淺，則海嘯波即轉向淺水地區的原因。這觀念很重要，換個方式描述，當海嘯由淺海區進入深海區域時，部分海嘯波又會回頭攻擊淺岸地帶。這即是所謂『邊緣波效應』，這效應將會使海嘯能量盤據在沿岸或島嶼周圍。 在深海中，海嘯以直線前進，不需轉彎，因此能量消耗很少。但是邊緣波則不然，邊緣波不斷在轉彎，這過程會造成水分子彼此間速度差異，也就是摩擦，而這正是主要能量耗損的來源。因此這次海嘯能量主要還是集中在海嘯源周圍，一旦遠離該區域，能量即迅速消散。

15 福島周圍的海底地形呈現寬廣斜坡地形（紅線圈處），適合『海嘯上溯』與『邊緣波效應』。星號是震央

16 鄰近日本的台灣也沒有災情？ 台灣與日本在地形上是以琉球島弧相連，也就是台灣與日本之間並沒有平坦的深海，因此發自日本的海嘯波會以邊緣波方式，一路彈射至台灣，所有的波高都很小，加上非高潮期，因此台灣平安度過這次的海嘯威脅。

17 台灣完全可免於海嘯的威脅嗎?

18 海嘯可否預警？ 地震波的傳遞速度比海嘯還快 (近地表速度大約3-5公里/秒) ，利用兩者之間的時間差，預先警告海嘯的發生
通常地震的震源深度在地表下 30 公里以內(淺緣地震) 、 而且地震釋放能量大於 芮氏規模 7.2 ，就要警戒海嘯的發生。 為使海嘯預警達到最佳效果，目前美國使用的方法是在太平洋沿海大量佈設海底壓力計與浮標，其可將壓力變化換算為海嘯波高變化。當1.5個海嘯波經過後，即可計算出海嘯方向、速度、與規模，並考慮發佈警報。而壓力計安裝經費高昂，後續維修也高昂。壓力計浮標最大的問題是反應太慢。當壓力計感應到海嘯波，其必須區分此訊號究竟為生物干擾、颱風、潮汐、或是真的是海嘯。這通常需要至少一個海嘯波經過才能減少誤判。一個海嘯波的週期通常在30分鐘以上，然而，如前所述，南中國海若發生地震，其海嘯波在13分鐘就抵達台灣，因此海底壓力計並不適合台灣選用。

19 地震 地震規模：以一無單位的數字來記述，其數值大小與地震所釋放的能量大小有關。

20 地震 地震震度：以地表加速度來描述地表震動程度。

21 地震 臺灣歷年來的大地震 21

22 地震 臺灣活動斷層分布

23 地震 地震災害 建築物直接因斷層錯移或震波搖晃而受損 震動引發的山崩 地層液化與地面沉降 海嘯 火災

24 地震 地震災害 建築物直接因斷層錯移或震波搖晃而受損 震動引發的山崩 地層液化與地面沉降 海嘯 火災

25 地震 地震災害 建築物直接因斷層錯移或震波搖晃而受損 震動引發的山崩 地層液化與地面沉降 海嘯 火災

26 垂直錯動的斷層才能引起海嘯 海底地震為淺源地震，亦即地震的震源深度在地表下 30 公里以內，而且地震釋放能量大於芮氏規模 7.2 ，就要警戒海嘯的發生。然而，符合上述的地震就一定會引發海嘯嗎？這還不一定。只有正斷層與逆斷層會造成地表的垂直位移，有將海水做大規模的垂直方向擾動。