第九届青年地学论坛

海啸是最具破坏力的自然灾害之一，极大地威胁着人类的生命财产安全。历史灾害统计记录表明，全球80%的海啸由地震引发。中国南海近岸海域存在多个具备强震发生可能性的近海断层^[1]。其中有三个位于厦门外海（图1），分别是厦门海外断裂断层1（XF 1）、厦门海外断裂断层2（XF 2）和厦门海外断裂断层3（XF 3）。本研究利用基于非线性浅水方程的海啸数值模型模拟了XF 1-3上可能发生的最大地震（Mw8.0）引发海啸的产生、传播和淹没过程，评估厦门市海啸淹没危险性。模拟结果表明，来自XF 1-3的海啸将在1.5小时内率先传播至厦门市大嶝岛沿岸，约2小时后传播至厦门市所有海岸。东厦门水域在1.5小时内遭遇超过1.7 m的波幅。沿海地形对海啸在近岸处的传播特征影响显著。来自XF 1-3的海啸在相同的近岸地区表现出极高的波形相似性。海沧区南部海岸和思明区东部海岸部分地区的淹没深度最大达1.2-3 m之间，海啸危险性达到II级（图2）。由于断层走向与厦门市海岸线近乎平行，来自XF 2和XF 3的地震海啸可能会对厦门市沿海地区造成更严重的危害（图2）。
在地球的漫长历史中，小行星撞击事件一直是不可忽视的自然灾害。本研究设定了一个小行星撞击中国南海海域的情景。其中，小行星直径为204 m，撞击速度为10.84 km/s，密度为3100 kg/m³，撞击地点为（118.456°E, 24.1°N）。基于小行星撞击动能与海啸能量的转换公式，计算海啸初始波高。采用基于非线性浅水方程的海啸数值模型模拟海啸传播过程（图3）。模拟结果显示，小行星撞击引发的海啸初始场面积大约为32.37 km²。撞击中心处的海啸达到35米以上，最大可达51米左右。海啸波整体呈圆形向四周传播。海啸将在撞击发生后30分钟内到达金门岛，约40分钟后传播至漳州和泉州市海岸，约60分钟后传播至厦门市海岸。泉州东部沿海、厦门沿海近岸最大波高达0.7 m左右。漳州市沿海、金门岛和烈屿岛近岸最大波高达1.7 m左右（图4）。
基于B/S架构和WebGIS技术，研发了地震海啸传播场景推演平台（图5）。平台后端利用GDAL for Python开源GIS开发工具将海啸模拟结果转换为空间数据，并自动生成GeoTiff格式的地震海啸传播场景数据。前端基于Bootstrap框架，结合三维GIS开发工具Cesium，实现地震海啸传播场景推演过程的可视化（图6）。

地震海啸,小行星撞击海啸,数值模拟,平台研发