海嘯和一般的浪有什麼不同？
― 它的速度，不是靠走路就能逃的
在海邊看到的，是嘩啦嘩啦、來來去去的海浪。很多人以為海嘯只是那種浪的放大版。但兩者其實是完全不同的現象，速度不同，水的運動方式也截然不同。「看到海水退去再跑就來得及」這種想法，只要算一下速度，就知道行不通。
由風吹起的一般海浪，只有靠近水面的部分在上下起伏。在浪的下方，只要潛下幾公尺，水幾乎不會晃動。所以船只要稍微開到外海，就不太受浪影響。
海嘯則完全不同。從海面到海底，整根水柱會結成一整塊一起移動。即使是 4000 公尺深的海，海嘯一來，連靠近海底的水也會跟著動。
這個差異，造成了速度的差異。而海嘯的速度，遠比想像中快得多。
「看到海水退去再逃」「跑著逃就來得及」，這些想法都很危險。我們用計算來確認原因。
一般的浪，速度由波長決定；海嘯則由深度決定。越深，前進得越快。
在太平洋這樣的深海，速度達時速 700 公里等級。即使在靠近岸邊的淺水處，也比人跑得更快。
「看到了再逃」這個選項，在這樣的速度面前是行不通的。我們依序來看。
一般的浪是「表面的晃動」，海嘯是「水本身的移動」
風吹過海面時，水會畫著圓上下、前後運動。不過這種運動會隨深度增加而急速減弱。它只能傳到和波長（浪頭到下一個浪頭的距離）差不多的深度。一般浪的波長是數十到數百公尺，所以只要水深比這更深，海底就幾乎不受影響。
海嘯就不同了。它的波長長達數十到數百公里，是天差地遠的長度。即使和太平洋的平均深度（約 4000 公尺）相比，海嘯的波長還是大得多。
當波長遠大於水深時，波就不再是「表面的晃動」，而是以「整根水柱的移動」的方式行進。這稱為淺水波。對海嘯來說，就連太平洋正中央也算是「淺水」。
海嘯，則是整片海推擠而來的現象。
決定速度的不是波長，而是「深度」
這是它和一般浪最關鍵的差別。在深海中，一般的浪波長越長，前進得越快。但表現為淺水波的海嘯，速度和波長無關，只由水深決定。
越深越快，越淺越慢。可以想像成海的深度就是速度計。海嘯橫越太平洋時，速度會隨所經之處而改變，就是因為路徑上各處的深度不同。
而且，只要把實際的數字代入這個式子，就會發現速度大得超乎現實。詳細的計算放在最後的摺疊區，結果是：外海的深水區堪比噴射客機，靠近岸邊的淺水處，也比人全力衝刺更快。
海嘯來臨前，海水有時會先退向外海，這稱為「退潮現象」。但這並不一定會發生，也可能沒有任何前兆，第一波就直接衝上岸。
就算真的看到海水退去，再跑向高處避難，很可能已經來不及，計算結果是這樣。重要的不是「看到了才逃」，而是一感覺到搖晃或警報響起，就立刻開始避難。
為什麼越靠近岸邊，浪越高
在外海，海嘯的高度常常只有數十公分到 1 公尺左右，據說人在船上甚至可能毫無察覺。但越接近陸地，浪高就越來越大。
原因之一，和速度變慢有關。海嘯所攜帶的能量並沒有太大變化。但水變淺、速度變慢之後，為了維持那份能量，浪的高度就會增加（詳細計算放在摺疊區）。
此外，在入江或海灣這類地形，從兩側匯集而來的浪會集中在一點，已知會比單純計算的結果更高。過去大海嘯的災情中，灣內深處局部特別嚴重的紀錄，就是這個緣故。
現在就要記住的三件事
- 感到強烈或長時間的搖晃，不必等警報，立刻往高處去人在海邊或河邊，只要感覺到強烈的搖晃，或即使不強但持續很久的搖晃，這本身就是避難的信號。一旦發布海嘯警報或大海嘯警報，請立刻前往高處。
- 步行，往更高、更遠的地方去據說開車避難容易造成塞車，反而更危險。原則上以步行為主，前往附近的高地、避難大樓等，不要猶豫，朝更高的地方去。
- 警報解除前，絕對不要回去海嘯不一定只來一次，可能一再襲來。而且第一波不一定最大。就算「看起來已經平息」，也不要自行判斷回去，請待在高處，直到官方發布解除的消息。
海嘯有可能從河口逆著河川而上，直達內陸。有些地方不能因為「離海岸很遠」就覺得安心。
建議事先查看居住地區的防災地圖，確認包含河川沿岸在內的預估淹水範圍與避難場所。
自己就能驗證的事（用水和模型，不用火）
- 在較大的淺盤（或臉盆）裡倒入約 3～4 cm 深的水
- 在一側的底部，放一本書或一塊板子沉下去，做出水深約減半的淺處
- 用手掌在另一端輕輕推水一次，只製造一個波
- 用眼睛追蹤波通過深處和淺處時的速度差異
- 你應該會看到波在淺處變慢（而且隆起）的樣子
第 4 和第 5 步是這個觀察的重點。你可以親眼確認「水深一變，波的速度就跟著變」。這是連家用淺盤都能看出的淺水波特性，真正的海嘯也是這種性質的延伸。為了避免水灑出來，請在室外或用水的地方進行。
總結
海嘯和一般的浪不同，是因為不只水面，從海面到海底的整根水柱都一起移動。由於這個性質，海嘯的速度不是由波長，而是由水深決定，在外海堪比噴射機，靠近岸邊也比人的全力衝刺更快。「看到了再逃」的時間，幾乎不存在。
海嘯不是一個大浪。
而是整片海在移動的現象。
這裡提到的「越淺，浪越慢」這個性質，也是平常的海浪總是與海岸平行拍打上來的原因。詳情請看這篇文章。
想知道更多的人 ― 名詞・數值・與課本的連結從國中理化到研究中的議題，都會標明是哪個程度的內容
- 國中國中理化課會學到的範圍
- 高中高中「基礎物理」「基礎地科」會學到的範圍
- 高中＋高中「物理」「地科」，或課本中屬於進階、專欄的內容
- 大學高中不會學到的大學專業課程（海洋物理學）內容
- 研究連大學也不會當作「定論」來教、目前研究者仍在探討的議題
國中名詞：與海嘯有關的詞彙
- 波長：波的一個浪頭到下一個浪頭的距離。
- 淺水波：波長遠大於水深、整根水柱都在動的波。正文中的海嘯就屬於這種。
- 溯上：海嘯沿著陸地或河川逆流而上前進。
- 海嘯警報・大海嘯警報：依預估的海嘯高度，由氣象廳發布的警報。
- 防災地圖：標示預估淹水範圍與避難場所的地圖，由地方政府製作並公開。
高中用式子驗證：海嘯真的是跑不掉的速度嗎
正文中寫到「速度由深度決定」。我們就用這個式子，實際算算速度有多快。
速度 ＝ √(重力加速度 × 水深)
| 速度 | 單位是 m/s |
| 重力加速度 | 9.8 m/s² |
| 水深 | 單位是 m |
| √ | 平方根（平方後等於該數的值） |
這是表示淺水波速度的式子，和波長、浪高都無關。裡面只有水深。所以會得到「越深越快」這個和一般浪的直覺不同的結論。
| 太平洋的平均深度 | 設為約 4000 m |
| 先算括號裡面 | 9.8 × 4000 ＝ 39200 |
| 找出它的平方根 | 198 × 198 ＝ 39204，所以約 198 |
| 速度 | 約 198 m/s |
| 換算成時速 | 198 × 3.6 ≒ 713 km/h |
時速約 713 km。接近噴射客機的巡航速度（時速約 800～900 km）。橫越太平洋的海嘯，只要大約半天就可能抵達對岸，就是因為這個速度。
| 近岸的淺海 | 設水深為 10 m |
| 先算括號裡面 | 9.8 × 10 ＝ 98 |
| 找出它的平方根 | 9.9 × 9.9 ≒ 98，所以約 9.9 |
| 速度 | 約 9.9 m/s |
| 換算成時速 | 9.9 × 3.6 ≒ 35.6 km/h |
水深 10 m，已經非常靠近海灘了。即便如此，時速仍有 35.6 km。
人全力奔跑的速度，短距離大約是時速 20～25 km，跑得越久就越慢。就連來到淺水處的海嘯，也超過人的全力衝刺。
「看到海水退去再跑就來不及」，指的就是這個計算結果。等你看見的時候，速度已經快到逃不掉了。
※ 實際水深因地點而差異很大，海底地形也會改變速度。這只是用來掌握數量級的計算。
常用的近似是：波所攜帶的能量，即使深度改變也大致保持不變。形成「用高度補足變慢的那一部分」的關係。
高度比 ≈ (原本的深度 ÷ 之後的深度) 的 1/4 次方
| 外海的深度 | 4000 m |
| 近岸的深度 | 10 m |
| 深度比 | 4000 ÷ 10 ＝ 400 |
| 400 的平方根 | 20 × 20 ＝ 400，所以是 20 |
| 20 的平方根（＝400 的 4 次方根） | 4.47 × 4.47 ≒ 20，所以約 4.47 |
| 高度大約變成幾倍 | 約 4.5 倍 |
在外海高 50 cm 的海嘯，光用簡單計算就會長到2 m 以上。而且這還是假設海岸平坦的估算值。實際上，受入江或海灣形狀影響，已知還會被進一步放大。
※ 這個關係是假設海底平滑變化的簡化結果。實際的海岸線和海底地形要複雜得多，有些地方會高過簡單計算，有些地方則會被壓低。
高中＋一般浪的速度，決定方式和海嘯相反
在深海中的一般風浪（水深遠大於波長時），速度由波長決定，和水深幾乎無關。波長越長的浪，前進得越快。
另一方面，海嘯（淺水波）速度只由水深決定，和波長無關。兩個式子的形式，以及依賴的東西，完全不同。雖然同樣被統稱為「波」，本質上卻是不同的物理現象。
造成這個差異的，是水的運動所能傳到的深度不同。在一般的浪中，水的運動只傳到約波長一半的深度，更深的水不參與。海嘯的波長遠大於水深，所以直到海底的所有水都參與了運動。這種「參與運動的水量差異」，就是速度決定方式不同的根源。
大學外海的觀測，左右警報的準確度
海嘯的高度，取決於震源位置、規模、海底地形等許多因素。要從剛發生時有限的資訊，準確預測高度並不容易。
因此，人們會使用設置在海底的水壓計，以及利用 GPS 的海面觀測，來直接捕捉實際傳來的海嘯。這些觀測資料，會用來更新最初的預測，發布更準確的資訊。
不過，從外海觀測點到陸地也需要時間，所以從觀測到發布之間的時間差難以避免。如②③的計算所示，由於海嘯本身速度非常快，這段時間差會直接變成可用於避難的時間變短。
研究目前還不清楚的事
- 要事先精確預測入江或海灣的放大程度，至今仍是困難的課題。由於複雜的海岸線與海底地形交錯，模擬精度仍持續改進，但要完整重現所有實際地形並不容易。
- 能依地震規模，立即且高精度預測海嘯高度的方法，仍在發展中。尤其在剛發生時資料有限的情況下，仍會留有不確定性。
- 由海底山崩或火山活動引發的海嘯，和地震引起的相比，預測與警報的機制據說仍未充分完備。從震源出發的路徑和規模的估計方法，有著和地震不同的困難。
- 如何讓「提早避難」真正化為人們的行動，心理學與社會科學方面的研究也仍在進行。即使物理預測準確，能否落實為實際的避難行動，又是另一個課題。
海嘯的基本速度公式，一百多年前就已為人所知。即便如此，要事先準確說出實際上哪裡會升高多少，至今仍不容易。式子簡單，和預測容易，是兩回事。
與課本的連結（依程度）
| 程度 | 科目・單元 | 在本文的哪裡 |
|---|---|---|
| 國中 | 理化・波的性質／地震與海嘯 | 波長、海嘯的基本性質 |
| 高中 | 基礎物理・波的性質 | 以 速度 ＝ √(gh) 計算 |
| 高中 | 基礎地科・海洋與海嘯 | 海嘯警報的機制、避難原則 |
| 高中＋ | 物理・波動 | 深水波與淺水波的速度決定方式不同 |
| 大學 | 海洋物理學・地球物理學 | 外海觀測與警報更新、放大的機制 |
| 研究 | 海嘯科學（未解決） | 海灣放大的預測、山崩型海嘯、避難行為 |
| ― | 防災 | 避難原則、防災地圖、沿河川的危險 |
- Japan Meteorological Agency (気象庁) 關於海嘯警報・注意報及海嘯發生機制的說明資料。
- Cabinet Office, Disaster Management (内閣府（防災担当）) 關於海嘯避難的指引與報告書。
- Satake, K., Tsunamis（海嘯物理的研究解說，收錄於 Encyclopedia of Solid Earth Geophysics）。
- Ministry of Land, Infrastructure, Transport and Tourism (国土交通省)・Japan Meteorological Agency (気象庁) 關於海嘯防災地圖編製的說明資料。
- Synolakis, C. E. & Bernard, E. N., Tsunami science before and beyond Boxing Day 2004, Philosophical Transactions of the Royal Society A 364, 2006。
※ 速度與高度的數值，是使用平均水深得出的代表性參考值。實際會因海域與地形而有很大差異。
※本文是寫給一般讀者的科學解說。發生海嘯時的行動，請遵照氣象廳發布的警報・注意報，以及地方政府與當地避難計畫的指示。文中所列數值是為了幫助理解原理的參考值，實際海嘯的速度與高度會因地形與條件而有很大差異。