大連海事大學(xué)航海學(xué)院 劉燕起 劉 彤

航海人員應(yīng)對(duì)地震海嘯的措施

大連海事大學(xué)航海學(xué)院 劉燕起 劉 彤

概述地震海嘯的成因、發(fā)生狀況及危害，介紹海嘯預(yù)警機(jī)制以及航海人員及早發(fā)現(xiàn)海嘯的輔助方法，討論航海人員在不同狀況下應(yīng)對(duì)地震海嘯的措施，以期對(duì)遭遇海嘯威脅的航海人員有所幫助。

地震；海嘯；船舶；人員；預(yù)警；應(yīng)急

2011年3月11日，日本發(fā)生里氏9.0級(jí)地震，并引發(fā)大海嘯和一場(chǎng)數(shù)10年罕見的核危機(jī)。截至目前，這場(chǎng)史上最昂貴的自然災(zāi)害已經(jīng)導(dǎo)致近28 000人死亡或失蹤，直接物質(zhì)損失估計(jì)超過3000億美元。在此次海嘯中，很多船舶被巨浪沖擊傾覆或者擱淺在岸邊甚至內(nèi)陸。由此可見，海嘯的能量是巨大的，對(duì)船舶和航海人員的威脅之大也是不言而喻的。日本發(fā)生地震海嘯后，我國(guó)沿海各省的海事部門緊急部署應(yīng)對(duì)可能的海嘯，其中廣東海事局要求沿?？痛：?，危險(xiǎn)品船停止作業(yè)。由此可見，海嘯離我們并不遙遠(yuǎn)，尤其是對(duì)全球航線的航海人員來(lái)講，更是如此。因此，研究海嘯產(chǎn)生的原因及其對(duì)船舶和航海人員的影響、航海人員應(yīng)對(duì)海嘯的措施等，具有十分重要的意義。

一、地震海嘯的成因及特點(diǎn)

當(dāng)?shù)卣鸢l(fā)生于海底，由于震波的動(dòng)力而引起海水劇烈起伏，形成強(qiáng)大的波浪，向前推進(jìn)，將沿海地帶淹沒的災(zāi)害，稱為海嘯。海嘯在許多西方語(yǔ)言中稱為“tsunami”，詞源自日語(yǔ)“津波”，即“港邊的波浪”（“津”即“港”）。這也說(shuō)明日本是一個(gè)經(jīng)常遭受海嘯襲擊的國(guó)家。日本在全球貿(mào)易中占有重要地位，其對(duì)外貿(mào)易總額居世界前列，航運(yùn)經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)，因此航海人員有必要對(duì)海嘯有所了解。

海嘯通常由震源在海底50 km以內(nèi)、里氏地震規(guī)模6.5級(jí)以上的海底地震引起。此次日本地震為里氏9.0級(jí)，震中在宮城縣仙臺(tái)市以東約130 km處的海中，震源深度24 km，故引起嚴(yán)重的海嘯。地震發(fā)生時(shí)，海底地層發(fā)生斷裂，部分地層出現(xiàn)猛然上升或者下沉，由此造成從海底到海面的整個(gè)水層發(fā)生劇烈“抖動(dòng)”。這種“抖動(dòng)”與平常所見到的海浪大不一樣：平常海浪一般只在海面附近起伏，涉及的深度不大，波動(dòng)的振幅隨水深衰減很快；地震引起的海水“抖動(dòng)”則是從海底到海面整個(gè)水體的波動(dòng)，其中所含的能量驚人。當(dāng)海嘯波進(jìn)入陸棚后，由于深度變淺，波高突然增大，這種波浪運(yùn)動(dòng)所卷起的海濤，波高可達(dá)數(shù)十米，并形成“水墻”，據(jù)報(bào)道此次日本海嘯的波高最高達(dá)38.9 m。

海嘯波長(zhǎng)比海洋的最大深度還要大，在海洋的傳播速度為每小時(shí)500～1000 km，而其相鄰兩個(gè)浪頭的距離也可能遠(yuǎn)達(dá)500～650 km。雖然海嘯速度快，但在深水中并不危險(xiǎn)，幾米的單個(gè)波浪在開闊的海洋中其長(zhǎng)度遠(yuǎn)達(dá)500～650 km，這種作用產(chǎn)生的海表傾斜相當(dāng)細(xì)微，以至于這種波浪通常在深水中不經(jīng)意間就過去了。海嘯是靜悄悄地通過深海大洋的，然而在進(jìn)入大陸架后，它就會(huì)達(dá)到災(zāi)難性的高度，因此是一種具有強(qiáng)大破壞力的海浪。

基于以上原因，當(dāng)海嘯到達(dá)岸邊時(shí)，“水墻”就會(huì)沖上陸地，對(duì)生命和財(cái)產(chǎn)以及錨泊、靠泊的船舶產(chǎn)生巨大威脅。

二、航海人員應(yīng)對(duì)地震海嘯的措施

1. 及早發(fā)現(xiàn)海嘯

（1）海嘯預(yù)警機(jī)制

作為世界貿(mào)易大國(guó)，日本各港口及其沿海是航海人員經(jīng)常到達(dá)的地方，當(dāng)然也有其他國(guó)家是海嘯多發(fā)地區(qū)，但由于其海嘯預(yù)警機(jī)制不是很完善，這里不做討論。

日本有24 h制的“潮位與海嘯監(jiān)測(cè)系統(tǒng)”ETOS。該系統(tǒng)不僅與全日本的地震監(jiān)測(cè)儀連接在一起，在發(fā)生地震的瞬間計(jì)算出震中及規(guī)模，判斷是否引起海嘯，并發(fā)出海嘯警報(bào)和預(yù)報(bào)，還與全日本的監(jiān)測(cè)潮位站、巨大海嘯觀測(cè)站、海嘯監(jiān)測(cè)站、遠(yuǎn)距離海嘯監(jiān)測(cè)點(diǎn)連接，形成全天候的海嘯動(dòng)態(tài)監(jiān)視與預(yù)警系統(tǒng)?，F(xiàn)在，GPS也在監(jiān)測(cè)海嘯上得到運(yùn)用。日本規(guī)定，在地震發(fā)生后，氣象廳要在2 min內(nèi)報(bào)出地震的強(qiáng)度，大約3 min之內(nèi)做出海嘯警報(bào)速報(bào)，大約4 min確定震中，大約7 min后再發(fā)布詳細(xì)的海嘯信息。日本氣象業(yè)務(wù)法規(guī)定，海嘯警報(bào)要馬上通過地上通信和空中衛(wèi)星以及氣象資料電傳網(wǎng)和防災(zāi)信息網(wǎng)等傳遞到地方政府、警察機(jī)構(gòu)、通信公司、電視媒體、海上保安廳以及各級(jí)消防機(jī)構(gòu)，由此快速傳遞到船舶。因此，航海人員可以及時(shí)采取行動(dòng)，以保障船舶和航海人員的安全。日本海嘯警報(bào)分“海嘯警報(bào)”和“注意海嘯警報(bào)”兩大類，而前者又分為“大海嘯警報(bào)”和“一般海嘯警報(bào)”，如圖1所示。對(duì)于日本海嘯警報(bào)分類航海人員應(yīng)十分清楚，以確保收到警報(bào)時(shí)心中有數(shù)。

（2）航海人員保持警惕性

我們可以看到，即使像日本這樣海嘯預(yù)警體制先進(jìn)的國(guó)家，將海嘯警報(bào)以最快速度傳遞到船舶上也需要近10 min的時(shí)間，而在這段時(shí)間內(nèi)海嘯可不可能已經(jīng)到來(lái)了呢？答案是肯定的。

這首先要從海嘯預(yù)警的原理說(shuō)起，海嘯預(yù)警的物理基礎(chǔ)在于地震波的傳播速度比海嘯的傳播速度快。地震縱波即P波的傳播速度為6～7 km/s，比海嘯的傳播速度要快20～30倍，所以在震中距海岸比較遠(yuǎn)時(shí)，地震波要比海嘯早到達(dá)數(shù)10 min乃至數(shù)小時(shí)。但是，對(duì)于“近海海嘯”（亦稱“本地海嘯”），由于激發(fā)海嘯的海底震源離海岸很近，海嘯早期預(yù)警就比較困難。以此次日本地震為例，震中位于宮城縣仙臺(tái)市以東約130 km處的海中，震源深度為24 km，假定海嘯速度為650 km/h，地震波傳播速度為6.5 km/s，地震波傳播速度與海嘯傳播速度的差造成的時(shí)間差t=130 km/（650 km/h）-130 km/（6.5 km/s）=11 min40 s，在這么短的時(shí)間內(nèi)對(duì)船舶進(jìn)行海嘯早期預(yù)警就比較困難。過分依賴海嘯預(yù)警機(jī)制可能會(huì)導(dǎo)致船舶和航海人員陷入險(xiǎn)境，這就要求處在地震海嘯多發(fā)地帶的航海人員提高警惕，在注意收聽VTS的同時(shí)，要多觀察周圍環(huán)境，對(duì)環(huán)境的異常變化應(yīng)引起高度重視。

對(duì)航海人員來(lái)講，除了對(duì)海水奇怪地突然快速后退等海水異常情況保持警覺外，深海魚類也可作為預(yù)報(bào)地震海嘯的一個(gè)好幫手。航海人員如果看到怪模怪樣的魚類出現(xiàn)在海面上而且有些已經(jīng)死亡，就應(yīng)該注意，這有可能是海嘯前兆。深海魚類所處的環(huán)境水溫終年在0～2 ℃。在海嘯到來(lái)之前，由于溫度的巨變，往往會(huì)有一些深海魚類因受不了深海地震引起的水溫驟升而倉(cāng)皇逃命到海面上。

至于如何判斷看到的是不是深海魚這個(gè)問題，我們可以用以下特點(diǎn)作為依據(jù)：第一，它們的骨骼和肌肉都不發(fā)達(dá)，為多孔而具有滲透性的組織，這是因?yàn)樵谏詈Ｖ校退疁厥谷芙獾氖屹|(zhì)很難再?gòu)暮Ｖ蟹蛛x出來(lái)，深海魚類不易得到適當(dāng)?shù)拟}；第二，它們的腹部薄如蠟紙，但富有韌性和彈性，不易撕破；第三，它們的外表很奇怪，航海人員并不經(jīng)常見到，而且有相當(dāng)一部分在到達(dá)海面時(shí)已經(jīng)死亡，這是因?yàn)樗鼈兤綍r(shí)一直承受著海水的巨大壓力，并且習(xí)慣了在海水巨大的壓力下生活，如果突然到海面上來(lái)，由于海水的壓力驟然減小，它們的胃就會(huì)翻出口外，眼睛突出眼眶，體內(nèi)部分小血管破裂，從而導(dǎo)致死亡。航海人員應(yīng)充分利用深海魚類給我們提供的海嘯預(yù)警，將之作為及早發(fā)現(xiàn)海嘯的輔助觀察手段。

2. 航海人員的應(yīng)對(duì)措施

（1）船舶在大洋中

由地震海嘯的原理看，我們知道能量巨大的海嘯在大洋中移行時(shí)，其波長(zhǎng)很長(zhǎng)，達(dá)數(shù)百公里，而波幅卻只有幾米，發(fā)現(xiàn)這樣的長(zhǎng)波對(duì)航海人員來(lái)講是非常困難的，即使使用儀器也很難發(fā)現(xiàn)。事實(shí)上，對(duì)航行在大洋中的航海人員來(lái)講，大洋中移行的海嘯波對(duì)船舶安全的威脅并不大，他們更關(guān)注的是將要到達(dá)近海以及港口時(shí)受海嘯影響的情況。當(dāng)然，此時(shí)船舶應(yīng)保持通信設(shè)備正常工作，確保能及時(shí)收到航行警告和廣播通知。如果條件允許的話，還可以連接INTERNET，為船舶提供多元化的信息。如果航海人員得知某地發(fā)生地震并引發(fā)海嘯，并且對(duì)船舶將要到達(dá)的近海以及港口產(chǎn)生嚴(yán)重影響，就應(yīng)改向深海航行，避免海嘯的影響。

（2）船舶在近海

近海的航海人員及時(shí)收到海嘯預(yù)警警報(bào)后，應(yīng)做好以下安全準(zhǔn)備工作：

①保證水密。檢查甲板開口、水密門窗、通風(fēng)筒、錨鏈蓋等，以保證水密。

②保證排水系統(tǒng)工作狀況良好。檢查排水管系、抽水機(jī)、分路閥、排水孔等，保證排水暢通。

③綁牢活動(dòng)物及加固貨物。綁牢一切物件，扒平散裝貨物，減少自由液面，加綁重件貨物。

④空船壓載。必要時(shí)，進(jìn)行適當(dāng)?shù)膲狠d，以提高船舶抗風(fēng)浪的能力和改善船舶的性能。

⑤做好應(yīng)急準(zhǔn)備。航海人員穿上救生衣，加強(qiáng)全船巡視檢查，保證通信暢通，應(yīng)急設(shè)備處于良好狀態(tài)。

這些安全準(zhǔn)備工作應(yīng)盡快完成，船舶在近海中遭遇海嘯波浪的操縱方法與船舶在大風(fēng)浪中的操船措施類似，但又有不同之處。船舶在大風(fēng)浪中的操縱措施通常有漂滯、滯航、順浪等方法，但在近海中遭遇海嘯的船舶，因漂滯和順浪會(huì)使其更快接近沿岸，遭受強(qiáng)烈的海嘯波浪沖擊，而進(jìn)入更危險(xiǎn)的局面，故不能采用漂滯和順浪的操船方法。滯航也不是很好的選擇，因?yàn)檫@種方法是把風(fēng)浪放在船首2～3個(gè)羅經(jīng)點(diǎn)的方位上以保持舵效的最小速度迎浪前進(jìn)的。采用滯航方法的船舶實(shí)際上處于緩進(jìn)或不進(jìn)，有時(shí)甚至是微退的狀態(tài)，而海嘯波浪有可能越來(lái)越大，使船舶操縱進(jìn)入更危險(xiǎn)的局面。如海面海況允許，以最快的速度向深海方向航行是最好的選擇。但是，如海面的波浪已非常大，這時(shí)航海人員可采取滯航，同時(shí)放下雙錨，松長(zhǎng)錨鏈，保持船舶穩(wěn)性，減輕船舶搖擺，從而避免船舶打橫，緩和波浪的沖擊，以等待海面恢復(fù)正常；或采取積極手段，盡早駛向深海區(qū)。

此外，在海嘯的波浪中掉頭存在非常大的危險(xiǎn)。如果必須掉頭，除要注意本船的穩(wěn)性（包括貨物的移動(dòng)性、物體的系固狀況和自由液面的不良影響）外，還必須嚴(yán)格掌握掉頭時(shí)機(jī)，控制掉頭時(shí)間，謹(jǐn)慎操縱，不可盲目掉頭，防止出現(xiàn)船體傾覆的惡性事故。掉頭開始時(shí)，慢速中舵（大概15°），掉頭過程中適時(shí)采用快車滿舵，這樣可以使前沖慣性變小，減小船舶掉頭過程中的橫傾角，同時(shí)也保證了舵效，縮短了掉頭所用的時(shí)間。

（3）船舶在港內(nèi)錨泊或在碼頭靠泊

首先，在地震海嘯多發(fā)地區(qū)靠泊或者拋錨的航海人員應(yīng)提高警惕，保證甚高頻（VHF）無(wú)線電話和船舶自動(dòng)識(shí)別系統(tǒng)（AIS）工作正常，注意收聽VTS，時(shí)刻保持通信通暢，以確保船舶能及時(shí)接收到海嘯警報(bào)；多觀察周圍環(huán)境，對(duì)周圍環(huán)境的異常變化要高度注意，如有任何疑問應(yīng)及時(shí)與VTS聯(lián)系，以確保船舶安全。

其次，若航海人員提前接收到海嘯警報(bào)，則應(yīng)根據(jù)海嘯等級(jí)、本船狀況以及港口建議和要求迅速采取措施，如需離港應(yīng)及早解纜或者起錨，迅速駛向深海。

第三，由于海嘯應(yīng)急管理機(jī)制的局限性，如果地震是近源地震，地震的破壞性可能造成港口的海嘯應(yīng)急機(jī)制無(wú)法發(fā)揮其應(yīng)有的作用，不能及時(shí)通知船舶離港。航海人員對(duì)此要有所警惕，判斷碼頭是否發(fā)生嚴(yán)重地震，尤其是碼頭已經(jīng)出現(xiàn)大面積塌方時(shí)，應(yīng)果斷撤離港口，并在航海日志中及時(shí)記錄。

第四，海嘯對(duì)靠泊船和錨泊船的危害極大，極易發(fā)生走錨和斷纜，從而導(dǎo)致碰撞、擱淺甚至傾覆等。如果海嘯暴發(fā)之前航海人員沒有接到任何預(yù)報(bào)，也沒有發(fā)現(xiàn)任何異常，則應(yīng)利用良好的船藝操縱船舶，保障船舶和人員安全。當(dāng)船舶靠泊碼頭時(shí)，海嘯波浪及潮水變化急劇，船體上下、前后快速移動(dòng)，造成纜繩受力很大，發(fā)出響聲，甚至要崩斷。這種情況下可拋雙錨，結(jié)合用車以及調(diào)整艏艉纜繩、前后倒纜和橫纜來(lái)抑制海嘯波浪及潮水對(duì)船舶沖勢(shì)。2004年，印度洋發(fā)生了40年來(lái)世界上最強(qiáng)烈的地震并引發(fā)海嘯，海上多艘船只罹難，而靠泊在印度CHENNA港（海嘯發(fā)生后，當(dāng)時(shí)港池潮水在1 min內(nèi)上漲6~7 m）的“桃花山”號(hào)船，在船長(zhǎng)的指揮下利用上述方法保障了船舶和人員的安全。

第五，若海嘯即將到來(lái)時(shí)，船舶剛離港而沒有足夠時(shí)間駛到深水的外海，航海人員可以選擇拋錨作業(yè)抗擊海嘯。在拋錨時(shí)，航海人員應(yīng)注意到船舶實(shí)際航向與船舶首向可能已嚴(yán)重偏離，因?yàn)榭此破届o的海面在海嘯將要到來(lái)時(shí)已經(jīng)暗流涌動(dòng)。航海人員應(yīng)考慮本船狀況、海底底質(zhì)狀況、錨狀況、海嘯來(lái)向及到來(lái)時(shí)間、避免船舶側(cè)翻等因素，選擇錨泊方式，同時(shí)應(yīng)迅速關(guān)閉水密門，穿好救生衣。在此次日本地震海嘯中，?？吭谌毡鞠膳_(tái)港的貨船“雙悅”號(hào)就是在緊急撤離仙臺(tái)碼頭后，采用錨泊方式在0.5 h內(nèi)成功抵御了320多個(gè)巨浪，保障了船舶和人員安全。

第六，若船舶無(wú)時(shí)間撤出碼頭，所有人員都應(yīng)迅速撤離靠泊在碼頭的船只，到達(dá)內(nèi)陸地勢(shì)比較高的地方，由于海嘯能量巨大，并且速度較快，選擇避難地點(diǎn)時(shí)應(yīng)首先考慮地勢(shì)。

三、結(jié)束語(yǔ)

筆者介紹了地震海嘯的成因、發(fā)生狀況及危害，并重點(diǎn)介紹海嘯預(yù)警機(jī)制以及航海人員及早發(fā)現(xiàn)海嘯的輔助方法，討論航海人員在不同狀況下應(yīng)如何應(yīng)對(duì)地震海嘯，以期對(duì)遭遇海嘯威脅的航海人員有所幫助。總之，航海人員應(yīng)保持對(duì)海嘯的警惕性，尤其是航行在地震海嘯多發(fā)地區(qū)的航海人員，如遇海嘯，應(yīng)根據(jù)所處海域和當(dāng)時(shí)情況合理采取應(yīng)對(duì)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