【波動學6】認識海嘯的物理原理，為什麼海浪會變成毀滅性的水牆？

你是否曾在新聞中看到海嘯沖毀沿岸建築的驚人畫面，卻不太明白這些巨浪是怎麼形成的？其實，海嘯和我們平常看到的海浪有著本質上的不同，背後隱藏著有趣的物理原理。今天，我們就用簡單的生活例子，帶你了解海嘯的成因與破壞力。

海嘯與地震的密切關係

海嘯通常是由海底地震引發的。當地震震央位於海床下方，板塊的碰撞或摩擦會突然移動海底，這種大規模的水體位移會把能量傳遞給海水，形成海嘯波。雖然有地震不一定會有海嘯，但幾乎所有海嘯都伴隨著海底地震。

海嘯與一般海浪的差別

你可能會想，海浪不就是海浪嗎？其實不然。一般海浪多半是由風力在海面上吹動形成，波浪的高度和形狀會隨風速和風向改變。而海嘯則是整片海水被突然推動，能量分布在整個水柱中，波長非常長，波峰在深海中看起來平緩，並不像我們在岸邊看到的那種高聳的浪頭。

水深如何影響海嘯波形？

海嘯波的速度和波長會隨著水深改變。水越深，波速越快，波長越長；水越淺，波速變慢，波長縮短。這就像你在家裡的水缸裡輕輕搖動水面，如果水缸是平的，水波會均勻傳播；但如果水缸一邊深一邊淺，水波進入淺水區時會變得更密集，波峰間距縮短。

在海嘯中，當波浪從深海進入淺海，波速減慢，波長縮短，能量卻無處可散，導致浪高急劇上升，形成高聳的浪頭。

浪頭崩塌與水牆效應

當浪高接近或超過水深時，水波無法維持平穩形態，浪頭會被推升到極高位置，最終因重力無法支撐而翻落，形成所謂的「水牆」。這種水牆在撞擊岸邊時，能釋放巨大的破壞力，遠超過一般海浪。

海嘯的破壞力有多強？

以2011年福島地震海嘯為例，海嘯水牆高度可達房屋高度，瞬間沖毀沿岸建築。即使只有1公尺高的水牆，也能推動房屋移動；2至3公尺高的水牆足以摧毀建築物。更誇張的是，像小行星撞擊海洋產生的超級海嘯，浪高可達十多公尺，足以摧毀所有接觸到的地方。

能量如何集中與傳遞？

在深海中，海嘯的能量分散在廣闊的水域，破壞力相對較小；但當海嘯進入淺海，能量被壓縮集中在狹窄區域，破壞力大幅提升。此外，海嘯到岸時，後浪會推前浪，水流疊加，進一步加強衝擊力。

結語：海嘯的物理奧秘與日常啟示

海嘯不只是巨大的海浪，而是自然界中能量轉換與波動傳播的精彩範例。透過了解水深對波速和波形的影響，我們能更清楚為何海嘯在岸邊會變成高聳的水牆，帶來毀滅性的力量。這些知識不僅讓我們對自然現象有更深認識，也提醒我們在面對海嘯警報時，必須嚴肅對待，保護生命安全。