海啸的发生需要满足以下三个基本条件:深海、大地震、开阔并逐渐变浅的海岸。
首先,深海是海啸发生的基本条件之一。只有在深海中,地震释放的能量才能转化为巨大的水体波动能量。深海海底上面有巨大的水体,这是海啸产生的物理基础。破坏性海啸的震源区水深一般在200米左右,而灾难性海啸的震源区水深在千米以上。
其次,大地震是海啸发生的必要条件之一。地震必须要有足够的强度,导致一定规模的海底位移和错动。一般来说,震源在海底下50千米以内、里氏震级6.5以上的海底地震才有可能引发大的海啸。特别是当海底地壳发生激烈的上下方位位移时,更容易产生海啸。
最后,开阔并逐渐变浅的海岸是海啸发生的重要条件之一。海啸要在陆地海岸带造成灾害,海岸必须具备开阔并逐渐变浅的条件。当海啸波进入浅水区域时,波长减短而波高急剧增高,形成具有巨大能量的“水墙”,从而对沿海地区造成严重破坏。
海啸发生时,震荡波在海面上以不断扩大的圆圈,传播到很远的地方。它以每小时600-1000公里的高速,在毫无阻拦的洋面上驰聘1万-2万公里的路程,掀起10-40米高的拍岸巨浪,吞没所波及的一切,有时最先到达的海岸的海啸可能是波谷,水位下落,暴露出浅滩海底;几分钟后波峰到来,一退一进,造成毁灭性的破坏。
剧烈震动之后不久,巨浪呼啸,以摧枯拉朽之势,越过海岸线,越过田野,迅猛地袭击着岸边的城市和村庄,瞬时人们都消失在巨浪中。港口所有设施,被震塌的建筑物,在狂涛的洗劫下,被席卷一空。事后,海滩上一片狼藉,到处是残木破板和人畜尸体。
国际海啸级表(渡边伟夫)将海啸分为六个等级,分别对应不同的海啸波幅和破坏程度:
M=-1:海啸波幅<0.5米,一般不会造成显著影响。
M=0:海啸波幅1米,可能会造成一定的经济损失。
M=1:海啸波幅2米,构成破坏性海啸,造成一般经济损失。
M=2:海啸波幅4-6米,会造成人员伤亡。
M=3:海啸波幅10米,将会严重受灾。
M=4及以上:海啸波幅>30米,可能是毁灭性的海啸灾害。
海啸按成因可分为三类:地震海啸、火山海啸、滑坡海啸。地震海啸是海底发生地震时,海底地形急剧升降变动引起海水强烈扰动。其机制有两种形式:“下降型”海啸和“隆起型”海啸。
“下降型”海啸:某些构造地震引起海底地壳大范围的急剧下降,海水首先向突然错动下陷的空间涌去,并在其上方出现海水大规模积聚,当涌进的海水在海底遇到阻力后,即翻回海面产生压缩波,形成长波大浪,并向四周传播与扩散,这种下降型的海底地壳运动形成的海啸在海岸首先表现为异常的退潮现象。1960年智利地震海啸就属于此种类型。
“隆起型”海啸:某些构造地震引起海底地壳大范围的急剧上升,海水也随着隆起区一起抬升,并在隆起区域上方出现大规模的海水积聚,在重力作用下,海水必须保持一个等势面以达到相对平衡,于是海水从波源区向四周扩散,形成汹涌巨浪。这种隆起型的海底地壳运动形成的海啸波在海岸首先表现为异常的涨潮现象。1983年5月26日,中日本海7.7级地震引起的海啸属于此种类型。