日本地震背后的科学

2011年3月11日，日本发生里氏9.0级特大地震，并引发巨大海啸和核电站危机，重创日本。本文介绍地震、海啸及核泄漏等相关知识。     

被烤干的地球

飓风、海啸、龙卷风……这些灾害每一次降临地球，无不声势浩大，席卷而过，造成伤亡和一地狼藉。与其相比，干旱显然“声势”要小一蝗：少云、少雨、水位下降……这些现象引起农民对收成的担心，     

日本地震海啸影响及其分析

因对地震引发的核电站泄漏等次生灾害的关注,3月11日发生的这次日本有记载以来最大的地震反而关注度减少,但是全球地震和地质研究专家却一直在高度关注和研究这次地震带来的影响。这场比许多人的预计要大得多的强地震对日本乃至全球其他地方的地震危险性意味着什么?有地震学家已经提出此次日本强震颠覆了传统地震规模假说,当然更多的学者还在观察和积累数据中。以下一组文章想通过这一话题的探讨,引起更多人对我们生活的星球的地质结构及其动态变化的关注。     

海啸送来巨型卵石

在南太平洋岛国汤加王国的最大岛屿——汤加塔布岛上，有7块奇怪的巨型卵石，其中最大的一块宽达15米、重约1600吨，距离海边100多米，高出海平面30米。这些巨型卵石与南太平洋岛屿的平坦地貌格格不入，显然它们原本并不属于这里。科学家最近通过电脑模拟发现，     

冻伤的现场救护

顾杭的爸爸是一位地质工作者，假期里常带着他去野外做一些实地考察，偶尔也参加一些驴友组织的探险活动。有一次在珠峰登山时亲眼目睹了一场惊心动魄的雪崩。眼看着厚重的积雪如海啸般从不远处汹涌澎湃地滚落。雪崩结束后，当地相关部门立即组织人员搜救，顾杭也跟着爸爸一起加入了营救队伍。一位营员非常幸运地很快被找到，     

海啸到来之前深海鱼类先行

据有关媒体报道:在这场印尼海啸发生之前,一群天真可爱的孩子,在海上戏耍打闹,好不开心.他们哪里知道,令人胆寒的海啸已伸出它的魔爪,正在步步逼近着这些心灵似水的孩子们.就在这时,有几种深海鱼类突然出现在孩子们面前,"啊!这些鱼怎么长得这么怪怪的",有的又说:"我还从来没见过这种怪模怪样的鱼类呢."这群可爱的孩子呀……     

2011年3月11日日本地震海啸数值模拟

为了有效利用数值模拟的方法来更好的预测海啸,利用美国国家地质调查局(US Geological Survey,USGS)给出的震源机制及断层参数,对日本仙台地震海啸进行数值模拟,运用模拟结果对沿岸海啸灾害分布进行分析,以期给出更为合理的海啸预警方案.数值模型由震后表面变形模拟和基于二维浅水波方程的海啸传播程序两部分组成,模拟结果表现了海啸传播过程的特征,与岸边观测点对于海啸到达时间及波高的记录基本吻合.使用该模型在地震发生后对于海啸到达的地区及其波高进行预测,可以给出更准确的海啸预警,降低海啸对人类造成的损失.     

海边那片神奇的红树林

提起红树林,人们的第一反应也许就是红色的森林。红树林是红色的森林吗？在哪里能看见红树林？红树林和其它树林有区别吗？长期以来人们对红树林知识的了解甚少。2004年12月发生在印度洋的那一场世纪大海啸,让人们意识到了红树林的重要性。如果发生海啸的地方红树林不遭到破坏,那么这些“天然海岸卫士”就可以极大降低海啸的破坏力，挽救许多人的生命。红树林真有这么神奇吗？     

水滑坡体产生的涌浪特性

入水滑坡体所产生涌浪的波峰高度及传播时间是此类灾害预警和风险评估最为关注的特性参数。本文通过对滑坡体和水波相互作用的耦合数学模型进行数值求解,研究了以上2个特性参数与滑坡体形状及运动过程的关系。数学模型中假设滑坡体兴波区域内水波横向能量扩散可忽略,在立面二维的简化下应用非线性浅水方程描述水波过程;假设滑坡体底部流体法向流速为零,应用简化的Novier-Stokes方程描述底部流动;在滑坡体的运动方程中考虑了惯性力、水波波动压力、底部流体对滑坡体的阻力和浮托力以及滑坡体和滑动面间的摩擦力等。数值结果表明:滑坡体水平速度越大,涌浪传播越快;当滑坡体水平速度接近波速时,滑坡体具体形状对波峰高度有显著影响;当滑坡体水平速度大于波速时,波峰高度随滑坡体速度的增大而减小。因此,以往数学模型中对滑坡体具体形状的忽视,或者设定过大的滑坡体速度,都有可能导致波峰高度的低估,不利于防灾减灾。