海嘯(Tsunami)

海嘯(Tsunami)
國立百齡高級中學 地球科學科汪伃鮶老師/國立臺灣師範大學地球科學系吳朝榮教授責任編輯

海嘯是波浪的類型之一

波浪的分類

• 漣漪(capillary wave):水面波長僅數公分，週期小於1到2秒，稱之為漣漪。
• 重力波(gravity wave): 週期約數秒至數十秒，波長由數公尺到數百公尺，波高可達數十公尺，海浪級屬於重力波。
• 海嘯(Tsunami):由地震所引起的波浪。
• 行星波(planetary wave):此波週期波長更長，週期可達數月之久。此類波首先於大氣中發現，氣象氣壓圖中
• 即常可見此類波動。此外尚有其他不同種類特殊的波，如內波、瘋狗浪等等的。

由海岸或海底地震造成海床垂直移動所產生的波浪。

由海底地震造成海嘯波之示意圖。摘自Thurman, H. V. (1993) “Essentials of Oceanography”, 4th ed.。

海嘯發生時，沖向陸地的巨浪，速度可達每秒數十公尺。以速度V = 10 m／s 計算，質量M =1 kg 海水持有的動能K是K = 1/2 ×MV²= 1/2 × 1 kg ×（10 m／s）²= 50 joule。而且，海水由海面沖向陸地，至少經過幾十秒的時間，也就是這些海水「持有」這些動能至少達幾十秒。因此，海嘯的發生，一定是有造成局部海水突 然獲得大量動能的機制，海水瞬間開始快速流動，形成巨浪，這種海浪以速度V = （gh）1/2（其中g是重力加速度9.8 m／s²，h是水深）向四面八方傳播。以水深三千公尺的海面為例，V = （9.8 × 3000）1/2 m／s ＝170 m/s   約等於傳播速度每小時六百公里。若海水原本的平衡狀態瞬間被破壞，破壞的能量就會轉移到海水，使海水突然獲得大量動能而引發海嘯。這有以下三種可能的原因

（1）巨大外物（例如彗星）撞擊海洋
在美國亞利桑那州就有個三萬三千年前產生的隕石坑(直徑約為1.2公里的彗星撞擊坑)。如果不幸有一顆彗星撞擊到海洋，則被撞的局部海水會因此被排開，並吸收彗星的動能而形成巨浪引發大海嘯。

（2）海底山崩塌；
如果海底山發生崩塌，崩塌的部分會掉落海底表，降低位能，轉換為海水的動能，使海水流動產生巨浪而引發海嘯。

(3) 海底淺層地震
一般而言，海底發生地震時並不一定會引起海嘯，但當淺層地震的規模夠大時，會造成海底地形變動，如海床垂直位移、海溝斜坡崩塌及火山爆發等現象，從而引起海面擾動而成長週期的波浪，稱為海嘯。

參考資料:
1. 科學月刊雜誌
2. 高中各版本教科書