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第二章 文獻回顧

第四節 海嘯災害

為符應防災素養中所新增之複合式災害概念,且台灣地處太平洋與歐亞板塊 交界處與日本的地理環境相似,有可能會發生類似於「2011 年 3 月 11 日東日本 大震災」的情況,因此防災之心不能加以忽視。據此,以下兩節將對地震引發的 海嘯、海嘯引發核電廠災害的複合式災害,分別對海嘯、核能災害進行探究。

二、 海嘯的成因與特性 (一)海嘯的成因

海水大規模受到垂直且具衝擊性的擾動,使得原本的平衡狀態瞬間被破壞,

破壞的能量轉移到海水,使海水突然獲得大量動能而引發海嘯。海嘯發生的原因 大概有下列幾項:海底淺層強震、海底火山爆發、海底山崩等皆可能引發海嘯,

以下將對海嘯成因分別敘述之:

1.海底淺層強震

海底淺層強震為海嘯發生的主要原因,當震源深度為30公里以內,規模 大於7.2以上,且海水受到大規模「垂直」擾動,才有可能產生造成危險性的 海嘯。以地殼運動方式,可大約分成正斷層、逆斷層、與平移斷層,此三種 運動方式皆會引發地震,其中正斷層與逆斷層可造成地表的垂直位移,覆蓋 的海水也會跟著產生垂直方向的相對位移,使得海水原本的平衡狀態被破壞 (吳祚任,2007),抬升板塊上方的海水變得比較高,位能變得比較高,於是 向位能比較低的下沈板塊方向流動;也就是說,海底淺層地震可能使震央附

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近的海水突然獲得大量位能,這個位能因地心引力立即轉換為動能,使海水 流動,而引發海嘯(孫震球,2005)。

2.海底山崩

當海底山崩發生時,大量的土石滑動會對海水產生垂直性的擾動,影響 海水的平衡,崩塌的部分會掉落海底,轉換為海水的動能,使海水流動,產 生巨浪而引發海嘯(孫震球,2005)。

3.海底火山爆發

當海底火山爆發時,通常是火山的大塊腹側突然被推出或擠壓造成火山 爆發而產生劇烈的垂直力,並推動其上方的水體,造成海嘯 。

上述三種原因中,海底山崩和火山活動所造成的海嘯,相對於海底斷層,

能量釋放的規模較小,在傳遞到遠方時,也衰減的較快。此外,巨大外物(彗星、

隕石)撞擊海洋和在海洋裡進行核子試爆,同樣會對海洋造成垂直性的擾動,而 形成海嘯(張國棟,2007)。

(二)海嘯的特性

海嘯為淺水波,在一般深海裡波長可達數百公里,且波高不高,大約為 0.5~0.6 公尺的波高,不會引起海面上的太多起伏,所以海嘯波在海面上難以用 肉眼辨識,行在海上的船也不太能感受到海嘯所帶來的波動;但是海嘯的前進 速度,以太平洋而言,大約可達 200 公尺/秒,換算之後,其速度每小時超過 700 公里,且因為有較長的波長,所以在傳遞的過程當中,其能量衰減並不明顯,

所以海嘯可以在海洋當中挾帶巨大的能量並以高速進行,海嘯波會往四面八方 進行傳播,因此影響的地區與範圍相當的廣。

海嘯由深海區往近岸邊的傳遞過程當中進入淺海區後,由於近岸常具有緩 坡的地形,使得水深變淺,海嘯波的傳遞速度因為受到(緩坡)地形影響越接近 岸邊水深減少,速度放緩,但因為淺海區後方的水相當深,因此海嘯的波速仍 以較高的速度前進,高速的海水不斷擠壓前方較低速的海水,加上淺海海底床

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摩擦阻力的影響,造成海嘯到達近岸有急速煞車的效應,兩種情形相加之下,

產生海嘯波高因後浪推前浪產生放大現象,若波高太高時,會形成很高的水牆,

或是波浪產生破掉的情形,由此可見在深海中波高未達 1 公尺的海嘯,在到近 岸受到地形"淺化"的影響,其波高可能高達 10 公尺以上,所造成的衝擊,可能 造成沿岸毀滅性的破壞。一般而言,海嘯的大小可用「規模」表示,目前國際 通用的海嘯規模分級表(見表 2-2),可顯示海嘯規模及造成的災害情況,得知海 嘯所帶來的破壞實難以掉以輕心。

表 2-2 海嘯規模分級表 規模 說明

4 波高超過 30 公尺,被害區域達到沿岸 500 公尺以上者。

3 波高超過 10~20 公尺,被害區域達到沿岸 400 公尺以上者。

2 波高 4~6 公尺程度,可使部分房屋流失、人畜溺死者。

1 波高 2 公尺左右,損壞海濱的房屋、帶走船舶的程度。

0 波高 1 公尺左右,可能造成小災害者。

-1 波高 50 公分以下,通常無災害者。

資料來源:徐明同(1981)。海嘯所引起之災害。中央氣象局氣象學報,27(1),1-15。

由上得知,海嘯歷經生成、傳播、放大、溯昇四個階段,逐步對人類造成 威脅,最後海嘯的最後一階段「溯昇」開始對沿海地區造成破壞,海嘯能到達 陸地的最高處稱為溯昇,海嘯往前推進時,其前緣會將房屋結構以撞擊的方式 破壞;接著海嘯本身的部分會進行地表的沖刷,而從海嘯進入沿岸陸地到海嘯 消退,時間可長達一小時之久,當海嘯溯昇後,有可能再度返回大海,這段過 程會產生二度回刷破壞。且因為海嘯的波長極長,週期(這次波峰到下次波峰的 時間)大約在 15~30 分鐘,最長甚至可達 1 小時,所以每一波海嘯之間相隔的時 間從 10 多分鐘到半個小時都有可能,而海嘯對陸地的襲擊為一波接著一波,因 此整段海嘯的侵襲可能為數小時以上(吳祚任,2007)。此外,在海嘯來臨沿海 地區之前,海水可能發生大規模水位上升或下降的情況(張國棟,2007)。

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(三)台灣可能發生海嘯的情況

台灣位於環太平洋地震帶,東部地區因位於歐亞板塊與太平洋板塊交界處 地震頻仍,有可能引發海嘯規模 6.5 以上的淺層地震在本世紀也發生不少,但因 東部海岸地形陡峭且水深達數千公尺,不利海嘯的波高堆高,且海嘯波在深海 傳遞時,遇到地形陡峭形會發生反射或折射回大海的現象,因此東部即使有海 嘯生成波高也很小,造成災害情況極少(國家災害防救科技中心,2013)。

台灣較有可能發生海嘯的潛勢地區位於台灣東北海域、西南沿海與南部沿 海,兩者海域的地形皆由深海至淺海平緩上升,為海嘯易形成的地形,東北海 域有沖繩海槽不斷擴張伴隨斷層活動及海底火山運動以及海底山崩的可能性,

加上琉球群島及日本海域為地震頻繁區,以上種種因素皆有可能形成海嘯,造 成東北的海嘯災害;而西南及南部海域雖然較少活動斷層,地震規模與頻率都 偏少,但是位於台灣南部的菲律賓與台灣同為菲律賓板塊與歐亞板塊的聚合帶,

地震頻仍,且有許多活動斷層延伸至台灣近海之海域,如果發生大規模的斷層 活動亦有可能引發海嘯,於數十分鐘至一小時可以達台灣西南海域(行政院經濟 部,2005)。歷史上台灣的海嘯紀錄造成嚴重災害的機率極少,但以目前的技術,

地震的發生無法預先預測,如果發生規模大於以往紀錄的海嘯,極有可能對台 灣造成重大的海嘯災害。

二、海嘯引起的災害(國家災害防救科技中心,2013) 由海嘯的特性可得知,其所帶來的災害可能有:

(一) 造成大量的人員傷亡。

(二) 造成區域性大範圍深度深淺不一之淹水情況。

(三) 建物及重要設施受到破壞或損毀,建物及設施結構受破壞或沖毀傾倒。

(四) 地表建築物被沖刷殆盡,造成當地生活環境以及產業結構之破壞。

(五) 可能導致管線破裂或位移損毀引起火災。

(六) 電力中斷導致海嘯警報無法有效傳遞。

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(七) 漂流物的撞擊造成橋梁等跨河構造物的二次傷害。

(八)上述情況會影響當地產業的停滯,連帶影響經濟發展

三、如何防救之方法(歐陽嶠暉、黃宏斌、施邦築、單信瑜、李文正,2011a;教 育部,2012;內政部消防署,2014)

(一)海嘯來臨前的防災整備工作

1.居住在沿海居民及學校應主動了解該地區是否為海嘯發生的潛勢區。

2.了解海嘯來臨前,海水可能的變化情形:海水於海岸邊大規模異常後退或 是大規模異常增加。

3.平時應準備緊急避難包,海嘯災害發生避難時可供使用,以維持生命基本 需求。海嘯緊急避難包裡應包括:貴重物品(身分證、健保卡、印鑑、存摺、

金融卡、現金等,以密封袋裝妥)、水上救身衣、繩索、醫療用品(簡易急 用藥品、個人用藥與衛生用品)、手電筒(夜間使用)等。

4.至海邊進行活動時,應主動注意當地是否具備海嘯警示立牌,以及附近地 區海嘯來臨時避難方向的指引。

5.沿海地區有可能遭受海嘯侵襲之學工作(一般沿海居民也適用)

(1) 學校應成立校園災害防救組織,平時負責各類減災與整備工作,防救組 織須明確分派各組織工作,且須排定人員值班,以因應災害來臨時啟動 分組應變計畫。

(2) 海嘯可能侵襲之沿海地區(社區)與學校,應擬定海嘯緊急應變計畫並落 實執行工作,並透過防災演練予以檢討與修訂,而演練的重點以緊急避 難疏散與安置為主。

(3) 可能遭受海嘯侵襲之地區(社區)與學校,平時應預先規劃各地區的避難 路線與地點,製作成防災地圖,並於不同情境下進行演練,以因應災害 來臨時,民眾可迅速撤離至安全的場所。

(4) 透過師生宣導,使其能充分了解海嘯的特性、來臨前的徵兆、海嘯警報

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的發布及解除,以及災害來臨時的應變措施及海嘯過後的應應方式。

(5) 教導學生了解家庭防災卡(教育部防災教育數位平台,2012)的使用方式 及重要性。

(二)海嘯來臨時的應變方法(內政部消防署,2014)

1. 本島或其他國家發生大地震發生後,應注意中央氣象局是否有海嘯警報之 發布。

2. 位在海邊的民眾,如發現海水位置大量且異常後退與升高,應趕緊離開海 邊往內陸與高處逃跑。

3. 海嘯警報發布後,應立刻禁止各種海上活動,如:觀浪、潛泳、海釣、捕 魚等。

4. 在港外的船隻收到海嘯警報,如有足夠時間應儘速往外海避難;如時間不 足應迅速靠岸(固定船隻),人員遠離港口至高處避難。

5. 進行海嘯避難疏散時,應考慮至附近堅固高樓進行避難,高樓層度至少為

5. 進行海嘯避難疏散時,應考慮至附近堅固高樓進行避難,高樓層度至少為