当七月末一场强大的地震袭击俄罗斯堪察加半岛时，它引发了横穿太平洋的海啸。随着巨浪向外传播，一个先进的美国宇航局卫星恰好处于理想位置，前所未有地观察到这一事件。名为表面水体海洋地形(SWOT)的卫星记录了由俯冲带地震产生的主要海啸的第一次高分辨率、广区域视角，相关研究在《地震记录》上发表。科学家们发现的结果出乎意料。海啸并不以相对简单的波浪形式在海洋中移动，而是显示出更为复杂的模式，波浪在广阔的太平洋上扩散、散射和相互作用。这一发现可能帮助研究人员改进海啸预测，并更好地理解对沿海社区的潜在风险。\n\n太平洋范围内海啸的罕见视角\n这场海啸是由7月29日发生在千岛-堪察加俯冲带的8.8级地震引发的，这里一个构造板块被迫位于另一个板块之下。此次地震被评为自1900年以来全球记录的第六大地震。为了研究此次事件，研究人员将SWOT卫星的观察与分布在太平洋不同位置的DART（水下地震海啸评估与报告）浮标的测量结果结合起来。这些仪器旨在检测海平面微小变化并在海啸事件期间提供早期预警信息。\n根据冰岛大学的首席作者安赫尔·鲁伊斯-安古洛的说法，卫星提供了一种与以往截然不同的视角。鲁伊斯-安古洛说：“我把SWOT数据看作是一副新眼镜。之前，我们通过DART只能在浩瀚的海洋中观察到特定点的海啸。以前还有其他卫星，但它们只能在最佳情况下观察到海啸中的一条细线。现在，有了SWOT，我们可以捕获宽约120公里的区域，获得前所未有的高分辨率海面数据。”\n\n一颗用于研究水体的卫星\nSWOT于2022年12月作为美国宇航局与法国国家太空研究中心的联合任务发射。其主要目标是创建地球表面水体的首个全面全球调查，跟踪从河流、湖泊到海洋特征的所有内容。鲁伊斯-安古洛表示，他和共同作者查理·德·马雷兹在这次罕见机会出现之前，花费了两年多的时间分析SWOT对海洋过程（如小漩涡和洋流）的观察。他们“对海洋中不同过程如小漩涡进行SWOT数据分析已经超过两年，从未想过有幸能捕捉到海啸。”\n\n挑战长期以来关于海啸的假设\n该研究中最令人惊讶的发现之一涉及一个称为色散的概念。科学家们传统上将大海啸视为“非色散性”。由于其波长远长于海洋深度，研究人员通常预计这些波浪在长距离传播时能保持相对一致的形状。然而在色散波动系统中，波浪的不同部分以略微不同的速度移动。这可能导致原始波浪扩散成一个领先波浪，然后是系列的后随波浪。鲁伊斯-安古洛解释说：“这次事件的SWOT数据挑战了大海啸是非色散性这一观念。”当团队将观测结果与计算机模拟进行比较时，他们发现包括色散的模型与卫星测量结果的契合度比传统海啸模型更高。鲁伊斯-安古洛补充道：“这一观察对海啸建模者的主要影响在于我们在所用模型中缺少了一些东西。这种‘额外’的变异性可能表明，当主波接近某些海岸时，可能会受到后继波浪的调制。我们需要定量评估这种色散能量的多余部分，并评估其是否对之前未考虑的影响。”\n\n海啸数据揭示出更大的地震裂缝\n海啸观测还帮助研究人员完善了对地震本身的理解。基于地震测量和地表变形的早期模型预测的海啸到达时间与两个DART测量站记录的结果并不完全匹配。一站检测到海啸的时间早于预期，而另一站记录的时间则晚于预测。为了调查这一差异，团队使用了一种称为反演的技术，该技术根据观察到的海啸行为推测产生它的地震特征。他们的分析表明，地震裂缝向南延伸的距离超出了之前的研究表明的范围。裂缝大约延伸了400公里，显著长于早期模型估算的300公里。研究共同作者迭戈·梅尔加指出，海啸观测提供的...