航海人员应对地震海啸的措施

大连海事大学航海学院 刘燕起 刘 彤

航海人员应对地震海啸的措施

大连海事大学航海学院 刘燕起 刘 彤

概述地震海啸的成因、发生状况及危害，介绍海啸预警机制以及航海人员及早发现海啸的辅助方法，讨论航海人员在不同状况下应对地震海啸的措施，以期对遭遇海啸威胁的航海人员有所帮助。

地震；海啸；船舶；人员；预警；应急

2011年3月11日，日本发生里氏9.0级地震，并引发大海啸和一场数10年罕见的核危机。截至目前，这场史上最昂贵的自然灾害已经导致近28 000人死亡或失踪，直接物质损失估计超过3000亿美元。在此次海啸中，很多船舶被巨浪冲击倾覆或者搁浅在岸边甚至内陆。由此可见，海啸的能量是巨大的，对船舶和航海人员的威胁之大也是不言而喻的。日本发生地震海啸后，我国沿海各省的海事部门紧急部署应对可能的海啸，其中广东海事局要求沿海客船停航，危险品船停止作业。由此可见，海啸离我们并不遥远，尤其是对全球航线的航海人员来讲，更是如此。因此，研究海啸产生的原因及其对船舶和航海人员的影响、航海人员应对海啸的措施等，具有十分重要的意义。

一、地震海啸的成因及特点

当地震发生于海底，由于震波的动力而引起海水剧烈起伏，形成强大的波浪，向前推进，将沿海地带淹没的灾害，称为海啸。海啸在许多西方语言中称为“tsunami”，词源自日语“津波”，即“港边的波浪”（“津”即“港”）。这也说明日本是一个经常遭受海啸袭击的国家。日本在全球贸易中占有重要地位，其对外贸易总额居世界前列，航运经济发达，因此航海人员有必要对海啸有所了解。

海啸通常由震源在海底50 km以内、里氏地震规模6.5级以上的海底地震引起。此次日本地震为里氏9.0级，震中在宫城县仙台市以东约130 km处的海中，震源深度24 km，故引起严重的海啸。地震发生时，海底地层发生断裂，部分地层出现猛然上升或者下沉，由此造成从海底到海面的整个水层发生剧烈“抖动”。这种“抖动”与平常所见到的海浪大不一样：平常海浪一般只在海面附近起伏，涉及的深度不大，波动的振幅随水深衰减很快；地震引起的海水“抖动”则是从海底到海面整个水体的波动，其中所含的能量惊人。当海啸波进入陆棚后，由于深度变浅，波高突然增大，这种波浪运动所卷起的海涛，波高可达数十米，并形成“水墙”，据报道此次日本海啸的波高最高达38.9 m。

海啸波长比海洋的最大深度还要大，在海洋的传播速度为每小时500～1000 km，而其相邻两个浪头的距离也可能远达500～650 km。虽然海啸速度快，但在深水中并不危险，几米的单个波浪在开阔的海洋中其长度远达500～650 km，这种作用产生的海表倾斜相当细微，以至于这种波浪通常在深水中不经意间就过去了。海啸是静悄悄地通过深海大洋的，然而在进入大陆架后，它就会达到灾难性的高度，因此是一种具有强大破坏力的海浪。

基于以上原因，当海啸到达岸边时，“水墙”就会冲上陆地，对生命和财产以及锚泊、靠泊的船舶产生巨大威胁。

二、航海人员应对地震海啸的措施

1. 及早发现海啸

（1）海啸预警机制

作为世界贸易大国，日本各港口及其沿海是航海人员经常到达的地方，当然也有其他国家是海啸多发地区，但由于其海啸预警机制不是很完善，这里不做讨论。

日本有24 h制的“潮位与海啸监测系统”ETOS。该系统不仅与全日本的地震监测仪连接在一起，在发生地震的瞬间计算出震中及规模，判断是否引起海啸，并发出海啸警报和预报，还与全日本的监测潮位站、巨大海啸观测站、海啸监测站、远距离海啸监测点连接，形成全天候的海啸动态监视与预警系统。现在，GPS也在监测海啸上得到运用。日本规定，在地震发生后，气象厅要在2 min内报出地震的强度，大约3 min之内做出海啸警报速报，大约4 min确定震中，大约7 min后再发布详细的海啸信息。日本气象业务法规定，海啸警报要马上通过地上通信和空中卫星以及气象资料电传网和防灾信息网等传递到地方政府、警察机构、通信公司、电视媒体、海上保安厅以及各级消防机构，由此快速传递到船舶。因此，航海人员可以及时采取行动，以保障船舶和航海人员的安全。日本海啸警报分“海啸警报”和“注意海啸警报”两大类，而前者又分为“大海啸警报”和“一般海啸警报”，如图1所示。对于日本海啸警报分类航海人员应十分清楚，以确保收到警报时心中有数。

（2）航海人员保持警惕性

我们可以看到，即使像日本这样海啸预警体制先进的国家，将海啸警报以最快速度传递到船舶上也需要近10 min的时间，而在这段时间内海啸可不可能已经到来了呢？答案是肯定的。

这首先要从海啸预警的原理说起，海啸预警的物理基础在于地震波的传播速度比海啸的传播速度快。地震纵波即P波的传播速度为6～7 km/s，比海啸的传播速度要快20～30倍，所以在震中距海岸比较远时，地震波要比海啸早到达数10 min乃至数小时。但是，对于“近海海啸”（亦称“本地海啸”），由于激发海啸的海底震源离海岸很近，海啸早期预警就比较困难。以此次日本地震为例，震中位于宫城县仙台市以东约130 km处的海中，震源深度为24 km，假定海啸速度为650 km/h，地震波传播速度为6.5 km/s，地震波传播速度与海啸传播速度的差造成的时间差t=130 km/（650 km/h）-130 km/（6.5 km/s）=11 min40 s，在这么短的时间内对船舶进行海啸早期预警就比较困难。过分依赖海啸预警机制可能会导致船舶和航海人员陷入险境，这就要求处在地震海啸多发地带的航海人员提高警惕，在注意收听VTS的同时，要多观察周围环境，对环境的异常变化应引起高度重视。

对航海人员来讲，除了对海水奇怪地突然快速后退等海水异常情况保持警觉外，深海鱼类也可作为预报地震海啸的一个好帮手。航海人员如果看到怪模怪样的鱼类出现在海面上而且有些已经死亡，就应该注意，这有可能是海啸前兆。深海鱼类所处的环境水温终年在0～2 ℃。在海啸到来之前，由于温度的巨变，往往会有一些深海鱼类因受不了深海地震引起的水温骤升而仓皇逃命到海面上。

至于如何判断看到的是不是深海鱼这个问题，我们可以用以下特点作为依据：第一，它们的骨骼和肌肉都不发达，为多孔而具有渗透性的组织，这是因为在深海中，超低水温使溶解的石灰质很难再从海中分离出来，深海鱼类不易得到适当的钙；第二，它们的腹部薄如蜡纸，但富有韧性和弹性，不易撕破；第三，它们的外表很奇怪，航海人员并不经常见到，而且有相当一部分在到达海面时已经死亡，这是因为它们平时一直承受着海水的巨大压力，并且习惯了在海水巨大的压力下生活，如果突然到海面上来，由于海水的压力骤然减小，它们的胃就会翻出口外，眼睛突出眼眶，体内部分小血管破裂，从而导致死亡。航海人员应充分利用深海鱼类给我们提供的海啸预警，将之作为及早发现海啸的辅助观察手段。

2. 航海人员的应对措施

（1）船舶在大洋中

由地震海啸的原理看，我们知道能量巨大的海啸在大洋中移行时，其波长很长，达数百公里，而波幅却只有几米，发现这样的长波对航海人员来讲是非常困难的，即使使用仪器也很难发现。事实上，对航行在大洋中的航海人员来讲，大洋中移行的海啸波对船舶安全的威胁并不大，他们更关注的是将要到达近海以及港口时受海啸影响的情况。当然，此时船舶应保持通信设备正常工作，确保能及时收到航行警告和广播通知。如果条件允许的话，还可以连接INTERNET，为船舶提供多元化的信息。如果航海人员得知某地发生地震并引发海啸，并且对船舶将要到达的近海以及港口产生严重影响，就应改向深海航行，避免海啸的影响。

（2）船舶在近海

近海的航海人员及时收到海啸预警警报后，应做好以下安全准备工作：

①保证水密。检查甲板开口、水密门窗、通风筒、锚链盖等，以保证水密。

②保证排水系统工作状况良好。检查排水管系、抽水机、分路阀、排水孔等，保证排水畅通。

③绑牢活动物及加固货物。绑牢一切物件，扒平散装货物，减少自由液面，加绑重件货物。

④空船压载。必要时，进行适当的压载，以提高船舶抗风浪的能力和改善船舶的性能。

⑤做好应急准备。航海人员穿上救生衣，加强全船巡视检查，保证通信畅通，应急设备处于良好状态。

这些安全准备工作应尽快完成，船舶在近海中遭遇海啸波浪的操纵方法与船舶在大风浪中的操船措施类似，但又有不同之处。船舶在大风浪中的操纵措施通常有漂滞、滞航、顺浪等方法，但在近海中遭遇海啸的船舶，因漂滞和顺浪会使其更快接近沿岸，遭受强烈的海啸波浪冲击，而进入更危险的局面，故不能采用漂滞和顺浪的操船方法。滞航也不是很好的选择，因为这种方法是把风浪放在船首2～3个罗经点的方位上以保持舵效的最小速度迎浪前进的。采用滞航方法的船舶实际上处于缓进或不进，有时甚至是微退的状态，而海啸波浪有可能越来越大，使船舶操纵进入更危险的局面。如海面海况允许，以最快的速度向深海方向航行是最好的选择。但是，如海面的波浪已非常大，这时航海人员可采取滞航，同时放下双锚，松长锚链，保持船舶稳性，减轻船舶摇摆，从而避免船舶打横，缓和波浪的冲击，以等待海面恢复正常；或采取积极手段，尽早驶向深海区。

此外，在海啸的波浪中掉头存在非常大的危险。如果必须掉头，除要注意本船的稳性（包括货物的移动性、物体的系固状况和自由液面的不良影响）外，还必须严格掌握掉头时机，控制掉头时间，谨慎操纵，不可盲目掉头，防止出现船体倾覆的恶性事故。掉头开始时，慢速中舵（大概15°），掉头过程中适时采用快车满舵，这样可以使前冲惯性变小，减小船舶掉头过程中的横倾角，同时也保证了舵效，缩短了掉头所用的时间。

（3）船舶在港内锚泊或在码头靠泊

首先，在地震海啸多发地区靠泊或者抛锚的航海人员应提高警惕，保证甚高频（VHF）无线电话和船舶自动识别系统（AIS）工作正常，注意收听VTS，时刻保持通信通畅，以确保船舶能及时接收到海啸警报；多观察周围环境，对周围环境的异常变化要高度注意，如有任何疑问应及时与VTS联系，以确保船舶安全。

其次，若航海人员提前接收到海啸警报，则应根据海啸等级、本船状况以及港口建议和要求迅速采取措施，如需离港应及早解缆或者起锚，迅速驶向深海。

第三，由于海啸应急管理机制的局限性，如果地震是近源地震，地震的破坏性可能造成港口的海啸应急机制无法发挥其应有的作用，不能及时通知船舶离港。航海人员对此要有所警惕，判断码头是否发生严重地震，尤其是码头已经出现大面积塌方时，应果断撤离港口，并在航海日志中及时记录。

第四，海啸对靠泊船和锚泊船的危害极大，极易发生走锚和断缆，从而导致碰撞、搁浅甚至倾覆等。如果海啸暴发之前航海人员没有接到任何预报，也没有发现任何异常，则应利用良好的船艺操纵船舶，保障船舶和人员安全。当船舶靠泊码头时，海啸波浪及潮水变化急剧，船体上下、前后快速移动，造成缆绳受力很大，发出响声，甚至要崩断。这种情况下可抛双锚，结合用车以及调整艏艉缆绳、前后倒缆和横缆来抑制海啸波浪及潮水对船舶冲势。2004年，印度洋发生了40年来世界上最强烈的地震并引发海啸，海上多艘船只罹难，而靠泊在印度CHENNA港（海啸发生后，当时港池潮水在1 min内上涨6~7 m）的“桃花山”号船，在船长的指挥下利用上述方法保障了船舶和人员的安全。

第五，若海啸即将到来时，船舶刚离港而没有足够时间驶到深水的外海，航海人员可以选择抛锚作业抗击海啸。在抛锚时，航海人员应注意到船舶实际航向与船舶首向可能已严重偏离，因为看似平静的海面在海啸将要到来时已经暗流涌动。航海人员应考虑本船状况、海底底质状况、锚状况、海啸来向及到来时间、避免船舶侧翻等因素，选择锚泊方式，同时应迅速关闭水密门，穿好救生衣。在此次日本地震海啸中，停靠在日本仙台港的货船“双悦”号就是在紧急撤离仙台码头后，采用锚泊方式在0.5 h内成功抵御了320多个巨浪，保障了船舶和人员安全。

第六，若船舶无时间撤出码头，所有人员都应迅速撤离靠泊在码头的船只，到达内陆地势比较高的地方，由于海啸能量巨大，并且速度较快，选择避难地点时应首先考虑地势。

三、结束语

笔者介绍了地震海啸的成因、发生状况及危害，并重点介绍海啸预警机制以及航海人员及早发现海啸的辅助方法，讨论航海人员在不同状况下应如何应对地震海啸，以期对遭遇海啸威胁的航海人员有所帮助。总之，航海人员应保持对海啸的警惕性，尤其是航行在地震海啸多发地区的航海人员，如遇海啸，应根据所处海域和当时情况合理采取应对措施，保障船舶和自身安全。

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Measures meeting threats of tsunami caused byearthquake for seamen

LIU Yanqi，LIU Tong