3月11日星期五,本州岛东部的日本海沟发生了里氏9.0级的大地震。它引发了高达10米的海啸,造成超过17000人死亡或失踪。目前仍有数百次余震,有些震级达6.0级或以上。
在DHI,我们详细研究了人类历史上最大的一次能量释放所发生的事情。我们的心和思想与所有日本人民和所有受这次灾难影响的家庭和朋友在一起。我们希望通过阐明物理过程,我们可以帮助理解灾难是如何发生的。
现在,我们能够展示一份详细的海浪传播分析,通过整个太平洋,一直到美国海岸。即使在距离震中8000公里远的地方,海啸也主要对新月城和加州圣克鲁斯的港口造成了严重破坏。海啸袭击日本海岸的详细模型将在未来几天发布。
波形是如何形成和传播的
在一连串地震之后,一场难以理解的9.0级地震发生在海床下仅24公里的深处。这些地震本身意义重大,但最终被证明只是大地震的前奏曲。在不到一分钟的时间里,太平洋板块向位于太平洋和欧亚板块之间的北美板块下面滑动了15米。结果,北美板块和上面的海水被向上推了约300公里——在两个热点地区垂直向上推入海中约4米,在整个断层长度约2米。这就形成了一堵与海岸平行的水墙。这样的波浪开始向下坡移动——由于波长很长,几乎感觉不到来自海床的任何摩擦。这就是为什么海啸能以令人难以置信的速度,高达每小时800公里,传播数千公里。由于水深决定了海浪的传播速度,所以传播速度取决于海浪的去向。我们的模拟清楚地表明海啸不会向各个方向均匀扩散。
没有预警
在日本附近产生的海啸波有些不寻常:它在俯冲板块的一侧没有典型的负波,因为这个板块是向前推进的,而不是向下推到上面的北美板块之下。因此,当它到达美国海岸时,并没有在海啸袭击前发出水后退的正常警告。日本方面也没有预警,海啸波以每小时450公里的速度在20分钟内到达了150公里的海岸。
达到土地
当海啸接近海岸时,较浅的海水会导致浪高增加。就像其他波一样,它变得更短更高,并分裂成许多波。它也会随着海岸的角度而转动。在海湾和峡湾,能量被集中起来——具有毁灭性的效果。一个这样的区域是仙台周围,那里的水达到10米以上,能量的集中非常明显。
一旦海浪超过了海啸防御工事并冲击房屋和其他建筑,它就会减速并开始失去能量。然而,它会继续向内陆移动,直到到达更高的地方。不仅仅是水的深度,还有水流的冲力会产生普通建筑无法承受的力量。
人们正在密切关注冲击日本海岸线的水团。希望对这一事件的详细分析将有助于将未来的影响降到最低,并对海岸线的重建起到启发作用。
海啸洪水影响的进一步确认正在进行中,我们将在近期更新这则新闻。