NASA卫星捕捉到巨大海啸出现意外一幕

名为“地表水与海洋地形卫星”（SWOT）的航天器，首次记录到基于太空的高分辨率大型俯冲带海啸轨迹。研究显示，海啸并非简单单波在海洋中传播，卫星数据揭示其呈现出令人惊讶的复杂波型——波在海盆中扩散、相互作用并散射。科学家表示，这种详细观测或能增进对海啸传播方式及其最终如何影响海岸线的理解。

为更好地研究该事件，冰岛大学的安赫尔·鲁伊斯-安古洛及其同事将卫星观测数据与海啸路径上的DART（深海海啸评估与报告）浮标测量数据相结合。这些深海传感器帮助他们优化了引发海啸的地震参数估算。

2022年7月29日，千岛-堪察加俯冲带发生8.8级地震，是1900年以来全球记录的第六大地震。鲁伊斯-安古洛表示：“我把SWOT数据比作一副新眼镜。以前，借助DART浮标，我们只能在广阔海洋中的特定点观测到海啸；其他卫星即便在最佳情况下，也只能看到海啸的一条细线。而现在，SWOT能捕捉宽达约120公里的带状区域，获取前所未有的高分辨率海面数据。”

SWOT卫星于2022年12月由美国国家航空航天局（NASA）与法国国家太空研究中心联合发射，其主要目标是完成首次全球地球地表水（包括海洋、河流和湖泊）调查。鲁伊斯-安古洛与合著者沙利·德马雷此前两年多一直在研究SWOT数据，以了解海洋中的日常特征（如小漩涡），“从未想过能幸运地捕捉到海啸”。

由于大型海啸的波长远大于海洋深度，科学家传统上认为它们是“非色散的”，即波应作为单一稳定形态传播，而非分裂成随时间扩散的多波。但鲁伊斯-安古洛指出：“此次事件的SWOT数据挑战了‘大海啸非色散’这一观点。”团队将卫星观测与计算机模拟对比发现，包含色散效应的海啸模型比传统模型更贴合实际数据。他补充道：“这一观测对海啸建模者的主要影响是，我们过去使用的模型存在欠缺。这种‘额外’的变化可能意味着，当主波接近某些海岸时，可能会受到后续波的调制。我们需要量化这种额外的色散能量，并评估其是否存在此前未被考虑的影响。”

研究者还发现，早期模型预测的海啸到达时间与两个DART潮位计的实际测量值存在偏差：一个浮标记录到海啸早于预期，另一个则晚于预期。通过“反演法”分析浮标数据，团队重新研究了海啸源头，发现地震破裂向南延伸的范围比此前认为的更广，长度约400公里，远超过其他模型估算的300公里。合著者迭戈·梅尔加尔表示：“自2011年日本9.0级东北大地震后，我们意识到海啸数据对约束浅层滑动具有重要价值。”

2011年灾难后，梅尔加尔的研究团队等一直在努力将DART浮标数据更好地整合到地震和海啸分析中，但这一方法尚未常规化。他解释：“模拟DART所需的流体动力学模型与模拟固体地球数据的地震波传播模型差异很大，因此整合并非易事。但正如本文所示，混合多种类型数据至关重要。”

千岛-堪察加俯冲带曾引发一些有记录以来最大的海啸，包括1952年9.0级地震引发的毁灭性海啸，该灾难促成了国际海啸预警系统的建立（该系统在2025年海啸事件中向太平洋地区发布了警报）。鲁伊斯-安古洛希望：“或许有一天，我们的研究结果能证明，这些卫星观测对于实时或近实时海啸预报是必要的。”