科学家使用数字模拟再现汤加超级海啸学术资讯

来源：中国科学报

近日，美国科学家利用模拟程序，捕捉了去年汤加海底火山大规模喷发后引发的海啸是如何在整个地区漫延的。研究表明，火山爆发在汤加一些海岸线上产生了40多米高的海浪。这项工作为改进未来灾害评估和备灾预案提供了新见解。相关研究成果4月14日发表于《科学进展》。

南太平洋的汤加火山于2022年1月15日爆发，产生的冲击波导致了异常高的海浪，影响范围远至加勒比海。广州中山大学教授李琳琳表示，这种方式引发的海啸很难监测，因为它们比地震或山体滑坡引起的海啸移动得更快。她强调，水下火山爆发是引发海啸的最不为人知的机制之一。

为了调查海啸是如何展开的，研究人员利用火山喷发前后拍摄的卫星图像，以及无人机和其他实地观察收集的数据，建立了该事件的数字模拟。他们绘制了汤加10个岛屿118个地点的地图，以追踪火山3次关键爆发产生的海浪运动。

在汤加火山北侧，火山爆发1分钟内海浪飙升至85米高，而南侧海浪高达65米。爆发大约20分钟后，45米高的海浪淹没了火山以北90公里的托富阿岛海岸线。在南部，汤加人口最多的汤加塔布岛经历了17米高的海浪。论文通讯作者、迈阿密大学海洋地球科学家Sam Purkis指出，这非常符合“大海啸”的标准。而其他地方则成功躲过了海啸的猛烈袭击，距离汤加塔布岛约25公里的尤亚岛东海岸的海浪平均高度为5米。

汤加群岛上庞大的浅礁平台可能决定了整个地区海啸的高度和流量。“这是福也是祸。”Purkis说。这些浅礁就像一道屏障，阻挡了从公海冲过来的大浪，但它们也成为当天早些时候的较弱喷发所产生波浪的推手。结果小浪变得更大、更不可预测，在汤加岛屿周围反弹了一个多小时。

南卫理公会大学海洋地球物理学家Matthew Hornbach认为，这项研究可以说是迄今为止对大海啸最全面的分析。

“这些发现为海啸如何影响那些被认为受到良好保护的地区提供了令人惊讶的见解。我们认为，最大的海浪会相对局限在距离火山喷发最近的海岸线上。”Hornbach补充说，这项研究表明，海浪有能力影响人们以前认为风险较低的地区。（辛雨）