海嘯預警聲響有望爭取更多預警時間

科學家們正在研究如何探測海嘯地震獨特的、快速傳播的聲波 

2005年1月2日,印度尼西亞蘇門答臘島印度洋海嘯的災後景象。

Patrick M. Bonafede Getty Images

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編者注(2022年1月18日):1月15日,湯加附近火山爆發引發了一場遠距離海嘯。鑑於此事件,我們重新發布這篇關於探測地震引發海嘯的文章。

浮標是當今最先進的海嘯探測系統。地震資料可以告知官員水下地震已經發生,但戰略性放置的浮動感測器通常會在地震引發潛在的破壞性海浪時發出關鍵預警。即便如此,海嘯警報通常只在海嘯來臨前幾分鐘釋出,甚至根本不釋出。為了爭取更多疏散時間,科學家們已經開始解碼水下地震產生的聲音的新特徵。聲波在水中傳播速度可達每秒 1500 米以上,比海嘯快 10 倍以上。

烏薩瑪·卡德里(Usama Kadri)是威爾士卡迪夫大學和麻省理工學院的應用數學家和工程師,也是這些研究人員之一。他對海嘯地震產生的“聲重力波”特別感興趣。這些水下聲波頻率極低,以至於在壓力突然變化時,重力可以改變它們的波長和速度。理論上,這些聲波的獨特屬性可以讓科學家們從海洋背景噪聲中將其分離出來。“如果沒有聲重力波理論,你可以肯定發生了地震,但你無法確定是否會發生海嘯,”卡德里說。


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正如《地球物理研究雜誌》所述,卡德里利用 2004 年 12 月印度洋海嘯的資料進行了模擬,那場海嘯奪去了數十萬人的生命。例如,海嘯波浪花了兩個小時才到達斯里蘭卡,但這個島國沒有收到海嘯警報。根據該研究的計算,如果一個配備水聽器的聲重力波探測站位於震中 1000 公里處,那麼預警時間可能會超過 90 分鐘。

特拉華大學應用海岸研究中心博士後研究員阿里·阿卜杜拉利(Ali Abdolali)表示,卡德里的工作很重要,但仍是理論性的,並且包含簡化的假設。阿卜杜拉利也在嘗試破譯海嘯地震產生的水下聲波。事實上,研究人員在 60 多年前就已知道水下地震會發出特定的聲音,但伍茲霍爾海洋研究所的博士後研究員蒂亞戈·奧利維拉(Tiago Oliveira)表示,靈敏水聽器的普及和更快的計算速度重新燃起了人們對該領域的興趣,奧利維拉曾與卡德里合作。不過,奧利維拉警告說,海嘯預警系統可能還需要 10 年或更長時間才能依賴聲音。

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