海啸

在水槽中制造海啸

  新技术让科学家能在实验室里制造滔天巨浪,同时寻找抵御它们的方法。

  3 年前,发生在印度洋的海啸夺走了20 余万人的生命,同时摧毁了数以百计的村镇。现在,一组科学家正在尝试在实验室里制造较小规模的海啸。当他们用于制造海啸的水槽在明年完工后,将能够让人们更好地理解海啸形成的机理,设计出能更好地抵御海啸袭击的建筑物。在悄无声息地前进几千千米后,这种海洋中最危险的波浪在靠近岸边时会变成高达几十米的巨浪。最初的浪头会摧毁房屋、破坏防波堤,但是随着浪头到来的后续波浪却是更致命的—这些绵延数千米的巨浪会随着浪头冲上海岸,将泥土、建筑物和人类吸入大海。伦敦大学学院的工程师提亚纳? 罗塞托在仔细观察了2004 年的印度洋海啸之后得出了上述结论。“那些波浪在退回大海时会卷走大量的泥土,”罗塞托说,“就像把植物连根拔起一样。”她意识到,要设计出能更好地抵御海啸的建筑,需要了解更多海啸在登陆之后的作用机理,但是现状却是,除了少量几段模糊的视频和一些卫星照片之外,几乎没有任何资料可供利用。于是, 她聘请了英国牛津郡HRWallingford 集团的海岸工程专家建造了一个能制造小型海啸的水槽,另外还有1 ∶ 100 比例的海堤和建筑物,以测量海啸发生时波浪的高度、速度、流量和冲力。“没有人能阻止海啸的发生,”HRWallingford 集团的工程师威廉姆? 阿尔索普说,“但是我们的工作能让那些易受海啸袭击的国家和地区找到更好地应对海啸发生的方法。”明年建成的水槽将只是第一步,未来的水槽还能模拟不同地区的海床,制造出更加个性化的海浪。

1.制造波浪

在水槽中制造海啸

  工程师们首先利用风扇将水吸到低压罐内[A],随后一系列阀门将空气吸入低压罐,将水压进水槽[B],产生小型的波浪[C]。从罐内后续涌出的水不断推动前面的波浪,产生与海啸相同的效应。50 秒钟之后,这个水槽制造出的波浪按照比例已经相当于270 米长、30 米高的巨浪。







2.摧毁城市

模拟海啸摧毁城市

  两排横贯水槽的杆在水流过它们的时候能以亚毫米精度测量波浪的高度。这些波浪会猛冲上人造海岸,吸走泥沙,剧烈拍打建筑物模型。高速摄像机会记录下波浪的运动过程,同时分布在建筑模型和人造海岸上的压力和速度传感器会收集压力和速度数据。








3.观测撤退

观测海啸撤退
  一波波浪在岸上的作用时间为30 ~ 60秒。在自然的海啸发生过程中,靠近海岸的后续波浪会将前面的波浪吸回大海。但是在这里,风扇代替了后续的波浪—它们将空气从低压罐中吸出,同时将卷裹着泥沙的水吸回水槽。不久之后,下一股波浪又将产生。








 利用海啸监测器预测海啸

     
                                                                      更多>>