NASA SWOT 衛星首獲俄羅斯堪察加半島 8.8 級地震巨浪高解析全景圖

一場發生喺俄羅斯堪察加半島附近、震級達8.8級嘅強烈地震,喺7月下旬推起橫掃太平洋嘅海嘯,而一顆專門用嚟測量海洋表面高度嘅衛星,首次以高解析度從太空完整「追蹤」到呢股巨浪。最新發表喺《The Seismic Record》嘅一項研究指出,美國同法國聯合研製嘅「地表水同海洋地形」(SWOT)衛星,記錄咗由呢次海嘯衝擊所引發大型海嘯嘅首條高解析度空中觀測軌跡,呈現出遠比預期複雜得多嘅波動結構,能量喺太平洋面上不斷擴散同反射。

研究人員認為,呢個結果有望幫助人類更深入理解海嘯傳播機制,進而改善對沿海地區潛在影響嘅評估。

SWOT 衛星捕捉前所未有海嘯細節

呢項研究由冰島大學研究人員安傑爾·魯伊斯-安古洛(Angel Ruiz-Angulo)等人完成,他們將SWOT衛星取得嘅海面高度數據,與部署喺海嘯傳播路徑上嘅DART(深海海嘯評估同報告)浮標觀測記錄進行聯合分析。結果唔單止揭示咗異常複雜嘅海嘯波形細節,亦為重建呢次堪察加—千島強海嘯衝擊8.8級大地震嘅破裂過程提供咗新約束;呢場地震發生喺7月29日,係1900年以來全球記錄到嘅第六大地震。

魯伊斯-安古洛形容,SWOT數據就好似畀科學家換咗一副「新眼鏡」。以往,科學界主要依賴遍佈太平洋嘅DART浮標取得海嘯資訊,只能在海洋邊緣面域嘅有限點位「抽樣」記錄海嘯信號;其他衛星雖然亦能觀測海面高度變化,但喺理想情況下都只可以「掃過」海嘯嘅一條細線。相比之下,SWOT每次過境都可以取得寬達約120公里嘅海面條帶數據,並以從未有過嘅高空解析度繪製海面高度起伏。

SWOT衛星喺2022年12月發射,由美國國家航空航天局(NASA)同法國國家太空研究中心(CNES)合作研製,其核心任務係開發全球地表水體同海洋表面嘅首次高精度測繪。魯伊斯-安古洛表示,他同合著者查理·德·馬雷茲(Charly de Marez)之前已利用SWOT數據研究海洋中嘅小尺度漩渦等結構長達兩年多,原來並未想像到有機會「撞見」一次大型海嘯。 呢次觀測亦迫使科學界重新思考大型海嘯嘅傳播特性。

長期以來,主流行觀點認為,波長遠大於海洋平均水深嘅巨型海嘯屬於「非色散」類型,喺跨洋傳播過程中應以整體波形為主,能量唔易分解成多組波。但SWOT取得嘅呢次事件數據,特別鮮明顯示出色散效應嘅存在:海嘯能量喺傳播過程中分解為多組不同波分量,並呈現出明顯嘅空間散開同結構調製。 研究團隊將色散行為嘅數值模擬結果與衛星同浮標實測進行對比後發現,呢類「色散模型」與實際觀測嘅吻合度,明顯優於海洋使用傳統假設嘅簡化模型。

魯伊斯-安古洛指出,呢意味住目前常用嘅海嘯數值模型喺物理機制上「缺咗啲乜」,尤其係對大尺度海嘯波群內部結構同能量再分配嘅刻畫仍未足夠。他進一步推測,呢啲額外嘅色散能量,可能導致喺海嘯主波峰前後伴隨「尾隨波」調製,進而在抵近某些海灘時影響局部波高同到達順序,呢啲潛在效應能量量化並納入未來預報系統中。 喺呢項研究中,團隊仲將SWOT同DART觀測與之前基於地震震源同地表形變數據所做嘅海嘯預報進行比較。

他們發現,喺某些深海監測點,傳統預報嘅海嘯到時與DART實測並唔吻合:在一個站點模型畀出嘅到時偏早,而喺另一個站點則偏晚。為了解決呢個困惑,研究人員採用所謂「反演」方法,以浮標實測為約束重新估算震源破裂特性,結果顯示,呢次8.8級地震嘅破裂帶向南延展嘅範圍比以往模型預測嘅更遠,總長度約達400公里,明顯長於先前估計嘅300公里。 論文合著者迭戈·梅爾加(Diego Melgar)指出,自2011年日本東北外海9.

0級地震以來,地震學界逐漸認識到,海嘯觀測數據對約束斷層滑移分佈具有極高價值。近幾年,研究者一直嘗試將DART等海嘯數據與傳統嘅地震波同地表形變測量整合,但喺實際業務中,呢類多源數據融合仍未完全常態化,重要原因之一係:模擬海嘯嘅流體動力學模型與模擬地震波傳播嘅固體地球模型喺物理同計算框架上存在較大差異。他強調,從呢次研究再一次可見,將更多種類嘅觀測結合起來,對理解震源特性同海嘯行為至關重要。

堪察加—千島一帶係全球著名的強震同海嘯多發區。早喺1952年,該區域一次震級達9.0級嘅大地震便曾引發橫掃太平洋嘅大海嘯,並直接推動咗國家海嘯預警系統嘅建立,呢個系統亦喺2025年嘅呢次事件中發揮咗預警同發佈警報嘅關鍵作用。 科學家表示,隨住類似SWOT嘅衛星觀測數據持續積累,未來有望喺實時或近實時海嘯預報方面發揮更大作用。魯伊斯-安古洛表示,如果今後能喺更多實際事件中重複呢類結果,將有助於向決策層同資助方證明:投資專門衛星觀測能力,對提升全球海嘯監測同預警水平具有長遠價值。

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Henderson
Henderson 是 TechRitual Hong Kong 科技編輯,專注報導智能手機、消費電子產品、SIM 卡及流動通訊市場。自加入 TechRitual 以來,累計撰寫數千篇科技報導及產品評測,內容同步發佈至 SINA 及 Yahoo Tech 等主要平台。部分文章由 AI 工具輔助撰寫,經編輯團隊審閱及事實查核後發佈。