海洋赋予我们生命与资源,但也蕴藏着巨大的破坏力。当这种力量以灾害形式释放,往往给沿海地区带来毁灭性打击,风暴潮、海冰、海啸、赤潮等海洋灾害都曾带来惨痛教训。了解这些灾害的成因与防御之道,是守护蓝色家园的重要一课。
一、风暴潮与灾害性海浪:风与海的狂暴共舞
想象一下,强烈的台风或飓风像一个巨大的“吸尘器”和“推土机”。它中心极低的气压会把海水“吸”得向上隆起(气压效应)。同时,猛烈的强风长时间吹向海岸,像推土机一样把巨量海水推向岸边(风驱效应)。两者叠加,就造成了海平面在短时间内异常升高,形成破坏力惊人的风暴潮。
海水异常升高会淹没低洼沿海地区,摧毁房屋、道路、港口等基础设施。平缓的海岸或V字形的海湾会像漏斗一样让海水堆积得更高,破坏力倍增。如果风暴潮恰逢天文大潮,海水位会达到极端高度,灾害雪上加霜。1953年的北海风暴潮,强风暴叠加满潮,冲垮荷兰堤坝,造成欧洲三国2500多人死亡,催生了著名的“三角洲工程”。2005年卡特里娜飓风,风暴潮冲垮美国新奥尔良的堤防系统,城市大部被淹,1800多人丧生,暴露了应急体系的缺陷。
图1 2007年,英国布莱克浦遭遇风暴袭击,13人在飓风中丧生。(图片来源:视觉中国)
为监控这头猛兽,科学家们集成多学科多门类监测技术,打造海洋“听诊器”,利用卫星(监测全球波浪)、浮标(定点精确测量)、海岸雷达(观测近海波浪)、无人机(灵活机动)来实时监测海浪的高度、方向和速度。收集到的数据输入超级计算机模型,模拟海浪的生成和传播,预测灾害性海浪的发生。人工智能技术正让预测越来越准。一旦监测到危险信号,预警系统会通过电视、广播、手机短信、网络、警报器等多种渠道,第一时间向可能受影响区域的公众和应急部门发布警报。
二、海冰灾害:极寒海域的白色威胁
极地和寒冷海域的低温让海水结冰,形成漂浮的浮冰。大陆冰川崩解掉入海中,则形成巨大的冰山。沿海岸冻结的叫沿岸冰。大量的海冰聚集会封锁重要航道,迫使船只绕行,增加成本和时间。巨大冰山对船只构成致命碰撞风险,泰坦尼克号的悲剧就源于此。自由漂浮的海冰还有可能撞击破坏海上钻井平台、海底管道等设施。
图2 海冰堆积影响航道安全 (图片来源:视觉中国)
现代科学家运用卫星、浮标、船载雷达、飞机/无人机监测海冰分布、厚度和移动的利器。在冰情严重海域,破冰船为商船和科考船开辟安全通道。现阶段,在极地作业的海上平台在建设初期就特别设计加强结构,抵御冰的撞击和挤压,并且制定详细的冰灾应急预案,确保灾害发生时能迅速疏散人员、展开救援。
三、海啸:海底巨震引发的“水墙”
海啸发生的最主要原因是海底发生强烈地震,尤其是板块俯冲带的浅源大地震,导致海底地壳突然剧烈升降,像巨大的“活塞”推动海水。海底火山喷发、大滑坡甚至罕见的巨型陨石撞击也能引发海啸。海啸在深海中传播速度很快,但波高很低,不易察觉。一旦进入浅水区,速度减慢,能量堆积,波高急剧增加,形成高达数十米的“水墙”。V形海湾等海岸地形会进一步集中和放大波浪能量。2004年印度洋海啸横扫印度洋沿岸十余国,死亡超过23万人,是人类近代史上最惨重的海啸灾难。2011年日本海啸由9级地震引发,波浪高达40米,摧毁沿海城镇,并引发福岛核事故。
全球地震监测网是一个由约150个现代地震台站组成的全球数字地震网络,提供实时开放数据,能在海底大地震发生后数秒至数分钟内确定其位置和强度,判断引发海啸的可能性。部署在关键海域的DART浮标等设备能精准捕捉到正在传播的海啸波,确认其规模和预计到达时间。预警中心综合地震和海洋数据,利用模型模拟海啸路径和影响,通过所有可用渠道向危险区域发布警报。
图3 2011年海啸引发福岛核灾难 (图片来源:视觉中国)
四、赤潮:海洋的“红颜祸水”
甲藻、蓝藻等藻类在营养过剩、水温适宜、阳光充足、水流缓慢等条件下疯狂繁殖,导致海水变色,称为赤潮或有害藻华。大量藻类消耗氧气,死亡分解时更造成海底“死亡区”,鱼虾贝类窒息死亡。有些藻类还释放剧毒,直接毒死海洋生物。养殖场鱼虾贝类大量死亡,捕捞受限,受污染水产品不能上市,经济损失巨大。食用含毒素的贝类(如麻痹性贝毒)可致人瘫痪甚至死亡。某些藻毒素还会随空气传播,引发呼吸道疾病。变色、发臭的海水也会重创沿海旅游业。
图4 赤潮现象 (图片来源:视觉中国)
赤潮防治的关键是源头减排,减少农业化肥流失、处理工业和城市污水,切断藻类的氮、磷营养源。运用卫星、浮标、人工采样监测水质和藻类动态,及早预警。对于赤潮已发生区域,可尝试围隔、换水等物理方法或谨慎使用杀藻剂来减缓消除赤潮现象,并及时关闭受污染养殖区和渔场。综合运用生态修复方法是治理赤潮的有效途径,保护和恢复湿地、红树林、海草床,增强海洋自净能力,向公众普及科学知识,赤潮期间避免食用可疑贝类,减少接触受污染海水,可大大降低赤潮对个人生命健康的危害。
五、面对海洋灾害,人类如何应对
一是防患于未然。建立覆盖全球和区域的海浪、海冰、海啸、风暴潮、赤潮监测预警系统。绘制风险地图,识别高风险区,指导建设和规划。修建和加固海堤、防波堤,设计抗灾建筑和基础设施。制定严格的海洋环境保护、沿海开发管理和防灾减灾法律法规。
二是建立应急响应机制。完善从国家到社区的多级应急指挥体系,统一调度包括军队、消防、医疗、志愿者在内的救援力量。及时发布预警,按预案组织人员快速疏散到安全地带。储备和快速调配救援设备、食品、水、药品、帐篷等生活物资。
三是组织灾后重建工作。首先要做到科学评估,全面评估人员伤亡、经济损失、环境破坏等实际情况。尽快推动恢复重建,修复基础设施、重建家园、恢复经济生产。及时开展科学补偿援助,通过政府补助、保险赔付、社会捐助、国际援助等方式共同帮助受灾群众渡过难关。最后要总结经验教训,改进防灾规划和社区能力,让重建的社区更安全。
作为个人,要积极储备防灾知识,主动了解居住地可能面临的海洋灾害风险、预警信号和逃生路线。家庭备好应急包(水、食物、药品、手电、哨子、重要文件复印件等),制定家庭应急计划。留意官方发布的灾害预警信息,收到警报立即行动。参加社区组织的防灾演练和培训,加入志愿者队伍。减少污染,支持可持续发展,从源头上降低赤潮等灾害风险。