海洋灾害分析及海啸灾害的预防与控制.docx
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海洋灾害分析及海啸灾害的预防与控制
海洋灾害分析及海啸灾害的预防与控制
蒋川宇5120209393
摘要
随着科技的不断进步，人类的活动范围也在日益扩展，而海洋这个地球上的资源宝库必将成为未来人们探索的热点地区。
然而，海洋带来的不仅仅是蔚蓝的美景与丰富的资源，它也有令人敬畏的一面——海洋灾害。
因此，透彻的了解海洋灾害能使我们更好地利用与保护海洋也一片地球上的奇观。
本篇论文就将秉着开发海洋、保护海洋、热爱海洋的理念简单介绍风暴潮、海浪、海啸、海冰、赤潮、溢油等各种海洋灾害并提出一些关于预防、控制、应对海啸灾害的设想。
这些设想对于海啸预警系统的完善将有一定的参考价值。
关键词：
海洋灾害海啸开发利用预警
目录
摘要...............................................................1
一、前言...........................................................2
二、海洋灾害的的分类.....................................2
（一）风暴潮灾害
（二）海浪灾害
（三）海啸灾害
（四）海冰灾害
（五）赤潮灾害
（六）溢油灾害
（七）重金属污染灾害
三、中国海洋灾害情况介绍.....................8
四、海啸预警系统现状及应急措施介绍.....................10
（一）海啸预警系统简介
（二）海啸发生后的应急措施
五、减弱海啸破坏力的猜想及可行性分析..................14
参考文献...........................................................15
一、前言
海洋灾害的定义是海洋自然环境发生异常或激烈变化，导致在海上或海岸带发生的严重危害社会、经济和生命财产的事件。
类型包括风暴潮、海浪、海啸、海冰、赤潮、溢油等。
二、海洋灾害的的分类
海洋灾害按照成因不同可分为风暴潮灾害、海浪灾害、海啸灾害、海冰灾害、赤潮灾害、溢油灾害、重金属污染灾害等。
这些灾害对人们的生产生活都有巨大的影响。
（一）风暴潮灾害
风暴潮（stormsurges）是指由于强烈的大气扰动——如强风和气压骤变所招致的海面异常升高的现象【1】。
若风暴潮结合通常的天文潮则可能导致海域水位暴涨，酿成巨大的灾难。
如1970年11月12-13日发生在孟加拉湾沿岸地区的一次风暴潮，曾导致30余万人死亡和100多万人无家可归。
其规模是举世罕见的。
风暴潮按其诱发的不同天气系统可分为三种类型：
由热带风暴、强热带风暴、台风或飓风引起的海面水位异常升高现象，称之谓台风风暴潮；由温带气旋引起的海面水位异常升高现象，称之谓风暴潮；由寒潮或强冷空气大风引起的海面水位异常升高现象，称之谓风潮，以上三种类型统称为风暴潮。
我国北方有一些个例是北方冷空气与温带气旋相配合的天气形势下发生的，这时海洋水体向岸边堆积，产生的风暴潮强度相当可观。
目前预防风暴潮的方法有：
一，经验统计预报方法；二，数值预报方法。
我国对风暴潮灾的防范工作，随着事业的发展和客观的需要，也日益得到重视和加强。
目前在沿海已建立了由280多个海洋站、验潮站组成的监测网络，配备比较先进的仪器和计算机设备，利用电话、无线电、电视和基层广播网等传媒手段，进行灾害信息的传输。
（二）海浪灾害
又称“灾难性海浪“，是海洋中由风产生的具有灾害性破坏的波浪（高达6米以上的海浪），其作用力可达30-40吨每平方米。
它给航海、海上施工、渔业捕捞和海上军事活动等带来灾害，使船舶和海上平台倾覆；海浪到近海和岸边，冲击摧毁沿海堤岸、海塘、港口码头和各类建筑物，伴随风暴潮沉损船只，席卷人畜，并致使大片农作物受淹和各种水产养殖品受损，海浪所导致的泥沙运动使海港和航道淤塞。
据记载，在一次大风暴中，巨浪曾把1370吨重的混凝土块移动了10米，20吨的重物也被它从4米深的海底抛到了岸上。
巨浪冲击海岸能激起60-70米高的水柱【2】。
每天中午新闻三十分之后都会有我国近海海域的海浪预报，这对于沿海地区人们的生活乃至生命都至关重要。
（三）海啸灾害
海啸是由水下地震、火山爆发或水下塌陷和滑坡所激起的巨浪。
破坏性地震海啸发生的条件是：
在地震构造运动中出现垂直运动；震源深度小于20－50km；里氏震级要大于6.50。
而没有海底变形的地震冲击或海底弹性震动，可引起较弱的海啸。
水下核爆炸也能产生人造海啸。
2004年12月26日发生的印度洋海啸给印尼、斯里兰卡、泰国、印度，马尔代夫等国造成巨大的人员伤亡和财产损失。
到2005年1月10日为止的统计数据显示，印度洋大地震和海啸已经造成15.6万人死亡，这可能是世界近200多年来死伤最惨重的海啸灾难。
（四）海冰灾害
凡是因海冰造成的灾害统称为海冰灾害。
具体来说，海冰灾害是指由海冰引起的影响到人类在海岸和海上活动实施和设施安全运行的灾害，特别是造成生命和资源财产损失的事件。
如航道阻塞、船只及海上设施和海岸工程损坏、港口码头封冻、水产养殖受损等。
1969年渤海特大冰封时期，为解救船只，空军曾在60厘米厚的堆积冰层上投放30公斤炸药包，结果还没有炸破冰层。
而最为著名的海冰灾害事件就是泰坦尼克号海难。
这艘号称“就算上帝亲自来也弄不沉“的船，就在海冰的撞击下化为残骸。
我国在渤海等海冰易发区建立了较为完善的监测网络，以应对海冰带来的危害。
（五）赤潮灾害
水域中一些浮游生物暴发性繁殖引起的水色异常现象称为赤潮，它主要发生在近海海域。
海水的温度是赤潮发生的重要环境因子，20—30℃是赤潮发生的适宜温度范围。
在赤潮发生时，水域多为干旱少雨，天气闷热，水温偏高，风力较弱，或者潮流缓慢等水域环境。
在人类活动的影响下，生物所需的氮、磷等营养物质大量进入海洋，引起藻类及其他浮游生物迅速繁殖，大量消耗水体中的溶解氧量，造成水质恶化、鱼类及其他生物大量死亡的富营养化现象，这是引起赤潮的根本原因。
赤潮的发生，破坏了海洋的正常生态结构，因此也破坏了海洋中的正常生产过程，从而威胁海洋生物的生存。
有些赤潮生物会分泌出粘液，粘在鱼、虾、贝等生物的鳃上，妨碍呼吸，导致窒息死亡。
含有毒素的赤潮生物被海洋生物摄食后能引起中毒死亡。
人类食用含有毒素的海产品，也会造成类似的后果。
（六）溢油灾害
溢油包括原油和从原油分馏成的溶剂油、汽油、煤油、柴油、润滑油、石蜡、沥青等，以及经裂化、催化重整而成的各种产品泄漏。
主要是在开采、运输、炼制及使用等过程中流失而直接排放或间接输送入海；是当前海洋中主要的、且易被感官觉察的量大、面广，对海洋生物能产生有害影响，并能损害优美的海滨环境的污染物。
溢油的清理十分困难，目前并没有非常有效的错施。
而其危害却十分严重。
成批海鸟被困在油污中，它们的羽毛，一旦沾上油污，就可能中毒或死亡。
此外油污将沾粘在其毛皮上，使其无法承受本身的重量，因而溺毙。
已被油污污染的海豹皮毛将无法存储氧气，就是去保暖作用，一次又一次跃出水面，试图把皮毛上的油污甩掉，但最后终于精疲力竭，挣扎着沉入海底。
海象和鲸等大型海洋动物，也面临同样厄运。
此外潜在的损害更进一步扩展到事件发生地的生态系统中，存活下来的生物在受到冲击后的数年中，受毒物的影响也将遗传至数种生物的后代。
处理石油泄漏的方法包括：
拦截撇捞法、吸附法、燃烧法和化学分散法等。
（七）重金属污染灾害
包括铬、锰、铁、铜、锌、银、镉、锑、汞、铅等金属和磷、硫、砷等非金属以及酸、碱等。
主要来自工、农业废水和煤与石油燃烧而生成的废气转移入海。
这类物质入海后往往是河口、港湾及近岸水域中的重要污染物，或直接危害海洋生物的生存，或蓄积于海洋生物体内而影响其利用价值。
1953年～1956年发生在日本熊本县水俣市的公害事件就是重金属污染灾害的例子。
1953年发现首例怪病，症状初始是口齿不清、步态不稳、面部痴呆；进而耳聋眼瞎、全身麻木；最后神经失常、身体弯弓高叫而死。
1955年5月又出现了50多例。
经调查分析，是由于含甲基汞的工业废水持续排入水俣湾和不知火海水体，通过食物链和生物浓缩后使生物（如鱼和介壳类动物）中毒，人食用有毒生物后，由于摄入甲基汞而引起发病。
据1972年日本环境厅统计，水俣湾和新潟县阿贺野川下游有中毒患者283人，其中60人死亡。
禁止重金属污染物的排放并监控水体中重金属含量是解决该污染的有效手段之一。
三、中国海洋灾害情况介绍
中国受到的海洋灾害侵袭较多。
以台风为例,生成在西北太平洋的台风,平均每年30多个,约占全球的1/3以上;而影响中国的台风,每年平均就有约20个,其中在中国登陆的台风伞均每年就多达七八个,我国是世界受合风影响最严重的国家之一。
如5612号台风温黛，即“八一大台风”。
是1956年登陆我国浙江的超级台风。
共造成超过5000人遇难，仅浙江就有4925死于非命，1.7万余人受伤，220万幢房屋受到不同程度毁坏，经济损失难以估量。
中国是全球少数几个同时受台风风暴潮和温带风暴潮危害的国家之一,风暴潮灾一年四季,从南到北均可发生。
其中清康熙《三固续识略》中记载的1696年发生在上海地区的一次特大风暴潮灾,死亡人数达10万人之多；民国《潮州志》记载的1922年8月袭击广东汕头地区的特大风暴潮灾,经竺可祯先生考证认定的死亡人数超过7万人。
据不完全统计,仅公元48前年至公元1949年的近2000年间,有较详细记载的特大风暴潮灾就有次,平均不足年就有一次,一次死亡人数少则上千,多则数万至10多万【3】,是我国最为严重的海洋灾害。
据历史记载，2000年以来，我国只发生过10次地震海啸，平均200年左右才出现一次。
这表明我国沿海发生地震海啸的可能性很小。
这是因为我国海区处于宽广大陆架上，水深较浅大都在200米以内，不利于地震海啸的形成与传播。
从地质构造上看，我国除了郯城——庐江大断裂纵贯渤海外，沿海地区很少有大断裂层和断裂带，在我国海区内很少有岛弧和海沟。
中国海区一般没有现今活动的板块俯冲带和海沟构造，垂直差异运动表现不强烈。
已发生的地震震源断层多为走滑型。
所以，即使我国海区发生较强的地震，一般不会引起海底地壳大面积的垂直升降变化，难以引发海啸。
从1969年—1978年我国渤海、广东阳江、辽宁海城、河北唐山发生的4次大地震结果看，尽管地震震级均在6级以上，均未引发地震海啸【4】。
海冰一直以来都是中国北部的主要海洋灾害之一。
2010年中国渤海和黄海北部遭遇到近30年来最严重海冰冰情,因灾直接经济损失达63.18亿元,占全年海洋灾害总经济损失的47.6%———辽宁、河北、天津、山东等沿海三省一市受灾人口6.1万人,船只损毁7157艘,港口及码头封冻296个,海水养殖受损面积达20.8万hm2。
在中国的海域中，发生赤潮比较集中的海区有：
渤海（主要是渤海湾、黄河口和大连湾等地）、长江口（主要包括浙江舟山外海域和象山港等地）、福建沿海、珠江口海域（大亚湾、大鹏湾及香港部分海区等地）。
中国最早的赤潮记录见于1952年，费鸿年报告黄河口夜光藻赤潮。
香港海域2011年就发生了历史上最严重的一次赤潮。
中国沿岸分布着几个大油田和十几个石油化工企业，跑、冒、滴、漏的石油数量很可观，每年有10多万吨石油入海。
沿海也有不少化工企业排放含有重金属元素的污水。
四、海啸预警系统现状及应急措施介绍
（一）海啸预警系统简介
海啸预警系统是侦测海啸并警告以避免在海滨人员死亡的系统，包含两部份：
一部分是侦测系统,另一部分是通讯系统和海边预警系统。
国际海啸预警系统由地震与海啸监测系统、海啸预警中心和信息发布系统构成，其中地震与海啸监测系统主要包括地震台站、地震台网中心、海洋潮汐台站。
在美国地震海啸预警系统的基础上，国际海啸预警系统于1965年成立，目前，由太平洋海啸预警（PTWC）和美国，澳大利亚，加拿大，智利，中国，日本，法国，俄罗斯，朝鲜，墨西哥，新西兰等26个国家和国际组织构成，太平洋海啸预警中心是国际海啸预警系统的运行中心，中国于1983年加入国际海啸预警系统。
该系统的工作原理如下：
当任何参加这个组织的地震台站监测到一次大的地震，地震仪器触发警报，台站的值班人员立刻分析地震记录，并将他们的数据发送到PTWC。
根据收到的地震台站的报告，或者根据自己的地震台站触发记录结果，PTWC的工作人员将上网查询来自美国国家地震信息中心（NEIC）的有关此次地震的邮件。
如果NEIC的地震信息系统还没有发送电子邮件报告，PTWC的地球物理学家便会登陆到NEIC系统，使用国家地震台网（NSN）的数据进行地震定位。
PTWC设置了警报阈值，大约6．5级或者更大地震时将激活预警系统。
地震的位置和大小确定之后，就要决定进一步的行动。
如果地震是在太平洋海域内或其附近，并且震级达到了6．5或更大，但小于或等于7．5（在阿留申群岛是小于或等于7．0），那么就要向预警系统的各成员国发布海啸信息公告。
当地震的震级大于7．5（在阿留申群岛是大于7．0），就要向各成员国和预警发布机构发出海啸预警公告，通知他们海啸可能已经形成，要求他们将预警信息转发给公众，以采取必要的防范措施。
如果地震看起来足够大，能够引发海啸，并且发生在海啸可能产生的地区，PTWC会检查震中附近的潮汐台站自动发来的潮汐数据，看是否有海啸产生的迹象。
如果这些数据显示海啸已经形成，并对太平洋部分或所有地区的人们构成了威胁，PTWC将发布海啸预警公告，该、预警公告也可能升级为整个太平洋范围的海啸预警公告。
海啸预警发布机构需要预先制定详细的应急预案，将危险地区的人们疏散。
如果潮汐数据表明是一个微不足道的海啸，或者海啸还没有形成，PTWC将发布消息，取消其先前发出的海啸预警【5】。
（二）海啸发生后的应急措施
据英国广播公司（B B C ）报道，一名名叫蒂利的小女孩去年圣诞节期间与家人正在泰国普吉岛度假。
2004年12月26日那天，他们一家在海边玩耍时，蒂利突然发现海面上冒起了大量泡沫，就像啤酒表层的泡沫。
她马上联想到老师在地理课上播放有关夏威夷海啸灾难的纪录片，海啸到来前夏威夷附近海面也飘浮着泡沫。
蒂利马上将这一情况告诉了家人及其他游客，很快，海滩上的100多名游客迅速离开了海滩，转移到了安全地带，从而成功地躲过一劫。
确实，海啸发生前有许多征兆，这为我们规避海啸灾害带来了可能性。
海啸前的征兆：
1、地震海啸发生的最早信号是地面强烈震动，地震波与海啸的到达有一个时间差，正好有利于人们预防。
地震是海啸的“排头兵”，如果感觉到较强的震动，就不要靠近海边、江河的入海口。
如果听到有关附近地震的报告，要做好防海啸的准备，要记住，海啸有时会在地震发生几小时后到达离震源上千公里远的地方。
2、如果发现潮汐突然反常涨落，海平面显著下降或者有巨浪袭来，并且有大量的水泡冒出，都应以最快速度撤离岸边。
3、海啸前海水异常退去时往往会把鱼虾等许多海生动物留在浅滩，场面蔚为壮观。
此时千万不要前去捡鱼或看热闹，应当迅速离开海岸，向内陆高处转移。
4、通过氢气球可以听到次声波的“隆、隆”声。
发生海啸时的措施：
1、发生海啸时，航行在海上的船只不可以回港或靠岸，应该马上驶向深海区，深海区相对于海岸更为安全。
2、因为海啸在海港中造成的落差和湍流非常危险，船主应该在海啸到来前把船开到开阔海面。
如果没有时间开出海港，所有人都要撤离停泊在海港里的船只。
3、海啸登陆时海水往往明显升高或降低，如果看到海面后退速度异常快，立刻撤离到内陆地势较高的地方。
五、减弱海啸破坏力的猜想及可行性分析
既然海啸也是一种波，那么可以计算出其破碎角并找到使海啸波达到破碎角的方法即可减弱其破坏力。
首先，波的破碎有两种情况。
一，当水质点的速度大于相速度时；二，当波动的振幅相对波长之比超过一定限度时。
而根据斯托克斯波理论，水质点运动轨迹实际上并不是一个圆，而是有一个水平净位移，这就解释了波的传播方向上的海水运输现象。
同理，海啸之所以会涌上陆地也是这个原因。
因此，抵消掉这个位移便是用第一种情况来减弱海啸的核心所在。
然而，由于海啸蕴含着巨大的能量，要抵消掉海啸的位移也需要巨大的能量，如何瞬间产生巨大的冲力就成了一个问题，并且这种冲力是否会产生副作用也需要大量的实验基础。
故该设想还需待更多的研究。
那么第二种情况呢？
这种情况的典型应用便是消波滩。
通过在抬高波的过程中消减其能量以达到消波的目的。
然而海啸十分巨大，消除海啸波的消波滩也应与之相符。
建造这样的消波滩几乎是不可能的。
但是可以开发出消波效率更高的波面，并且设计出一种折叠式的消波滩，在海啸来临前迅速展开，这样便能拯救千万人的生命。
参考文献
[1]冯士筰李凤岐李少菁.海洋科学导论.北京：
高等教育出版社，1999.228
[2]灾害性海浪的主要特点海洋财富网2010.06.21
[3]陆人骥中国历代灾害性海潮史料【M】北京：
海洋出版社1984.295
[4]梅州日报2005.01.12
[5]刘瑞丰梁建宏任枭陈宏峰邹立晔国际海啸预警系统（ITWS）
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