如果50米高的海嘯來襲,是迎面紮進水裡好,還是跑向內陸好?

网瘾少女 2022/02/20 檢舉 我要評論
 

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美麗的海邊總是令人心生嚮往,但海邊並不是一直都風景如畫,有的時候,大海會突然向人類表現出猙獰的一面,它會在短時間內掀起高達幾十米的巨浪,進而席捲海邊的一切,這種現象就是我們經常聽到的「海嘯」。

如果50米高的海嘯來襲,是迎面紮進水裡好,還是轉身跑向內陸好呢?

海嘯其實可以看成是一種加強版的海浪,所以我們只需要簡單了解一下海浪的運行機制,就可以得到這個問題的答案。

假如仔細觀察那些漂浮在海面上的海鳥,你就會發現它們會跟隨著海浪上下波動,但在水準方向上,它們卻不會出現明顯的位移,就像下圖這樣。

為什麼會出現這種情況呢?這是因為海浪可以看成是一種橫波,而橫波的特點就是其質點振動的方向與波的傳播方向互相垂直。

在海浪傳播的過程中,海水中的各個質點的運動軌跡其實也與漂浮在海面的海鳥相似,如果我們觀測海水中的各個質點,就會發現它們只是有規律地在平衡位置上做往復圓周運動(如下圖所示)。

可以看到,隨著水深的增加,海水質點進行圓周運動的半徑就會越來越小,當水深達到一定的程度之後,海水質點就相對靜止了,我們將這種剛好處于相對靜止狀態的臨界面稱為「波浪基面」(wave base)。

通常來講,「波浪基面」的深度為海浪波長的2分之1,在海浪傳播的過程中,如果海水的深度大于等于這個值,那麼這種海浪就是深水波(deep water wave),其傳播速度可用一般機械波的速度公式「速度 = 波長/週期」來進行描述。

如果海水的深度小于海浪波長的2分之1,海浪就會變成淺水波(shallow water wave),與深水波不同的是,淺水波的傳播速度取決于海水的深度,可用公式「v = √gd」來進行描述(注:g為重力加速度,d為海水深度,「√」是指「根號下」)。

假設有一波海浪從深水區向海岸傳播,那麼它的傳播過程就是這樣的:當它是深水波的時候,其傳播速度是基本不變的,而因為越接近海岸,海水就越淺,所以當海水的深度小于海浪波長的2分之1之後,海浪就會變成淺水波,在此之後,隨著海水的持續變淺,海浪的速度也就越來越低。

由于波的週期只與波源有關,因此在淺水波的傳播過程中,其週期是不變的,在此情況下,如果速度降低了,那麼它的波長就會變短,與此同時,它的振幅就會變大,所以我們會看到,海浪越接近海岸,其浪高也就越高,我們可以將這個過程稱為「淺灘壓縮」(shoaling compression)。

一般情況下,當海水的深度小于等于海浪的波高時,海浪就會因為振幅過大而不能維持穩定的波形,在這種情況下,海浪就會發生破裂(break),形成「破浪」,對于一般的海浪而言,就是我們所熟悉的「浪花」。

在淺水波的傳播過程中,由于海水的深度不夠,海水質點就不能做往復圓周運動,它們的運動軌跡其實是被「壓扁」了,海水越淺就越「扁」,當達到一定程度的時候,海水質點幾乎就只能做來回的往返運動(如下圖所示)。

海嘯主要產生機制是巨大體量的水體發生位移,規模巨大的地震、火山、冰川崩塌、山體滑坡等等自然現象都可以引發海嘯,作為加強版的海浪,海嘯的波長和速度遠超一般的海浪,其波長可達數百公里,速度通常可以達到每小時700至800公里。

當海嘯波在深水區域傳播時,其振幅通常會小于1米,也就是說,在深水中的海嘯波,其浪高通常在0.5米之內,正因為如此,那些位于深水區域的船舶基本上察覺不到海嘯波。

在海岸附近的淺水區域,海嘯波會由深水波轉變成淺水波,由于海嘯波的速度極快,因此在隨後的「淺灘壓縮」中,海嘯波的振幅會迅速升高,並最終形成可以高達幾十米的「破浪」。

儘管「波浪」的速度已經大幅降低,但仍然可以達到每小時幾十公里的數量級,它會像一堵巨大的水牆一樣沖向海岸,進而席捲海邊的一切。

根據以上的介紹,我們就可以清楚地知道,如果50米高的海嘯來襲,迎面紮進水裡絕對不是一個明智的選擇。

如果真有人這樣做了,那麼他首先就會承受海嘯的巨大衝擊力,在此之後,他也不會安全地待在水裡,因為他會被深深地吸入「破浪」的底部,然後再跟隨海水的運動被高高地拋到「破浪」的頂部(高度差不多有50米),接著又重重地摔下來。

需要注意的是,被海嘯卷走的其他物體也會經歷同樣的過程,所以這個人還可能不斷地與其他物體發生碰撞,在海嘯力量的驅動下,每一次碰撞都可能是致命的。

除此之外,海嘯一般都有好幾波,其週期通常為幾分鐘至幾十分鐘,也就是說,要不了不久,上述的過程就很可能會重來一次。對于人類而言,一波海嘯都無法承受(會不會游泳都一樣),就更不用說好幾波了。

所以當我們察覺到海嘯來襲的時候,最好的選擇其實是轉身跑向內陸(當然是向地勢高的地方跑),因為海嘯上岸後,其速度和能量都會迅速衰減,所以只要我們跑得夠快夠遠,就可以脫離險境。

實際上,如果是看到50米高的海嘯來襲之後再跑,那大機率是跑不掉的,畢竟海嘯的速度那麼快,但幸運的是,海嘯來襲之前通常是有徵兆的。

比如說海洋潮汐出現反常的漲落(該漲潮的時候卻出現了退潮,反過來也一樣),遠方的海面出現異常的起伏(海平面異常上升或者下降),或者海邊的海水大量地退去,都可能是海嘯來襲的徵兆,所以當我們察覺到這些情況的時候,就應該以最快的速度離開海邊,並向內陸地勢高的地方轉移。

另外要講的是,由于很多海嘯都是由地震引發的,而地震波的傳播速度比海嘯快得多,因此在海嘯來襲之前,通常都會有海嘯預警,當我們收到預警時就應該遠離海岸,當然了,如果我們在海邊察覺到有地震發生,那也應該儘快撤離。

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