二十年前，由於地球兩個板塊交匯處的深海斷層滑動，印度尼西亞西部的海底突然向上推升。向上的推力猛烈地移動了上方的海水，將致命的能量從地面轉移到水中，並將海水加速沖向陸地。
那次9.2級地震引發的一系列海嘯達到了極高的程度；靠近震中的印度尼西亞班達亞齊被51米高的水牆吞沒。據估計，海浪造成 15 個國家 23 萬人死亡，另有數万人據報失踪。
這是歷史上最致命的海嘯，也改變了海嘯科學。
聯合國教科文組織海嘯復原計劃負責人貝爾納多·阿利亞加表示，印度洋災難“敲響了警鐘”。研究人員不僅致力於更好地了解海嘯，還致力於在世界各地的海洋盆地建立預警系統，並更好地讓沿海社區做好準備，以便在警報響起時迅速做出反應。
災難性海嘯推動了變革
海嘯是由海底運動引起的，海底運動移動並動員大量海水，這些海水能量塔加速向海岸線移動。一般來說，這種地面移動是由於地殼斷層的突然滑動而發生的。但水下山體滑坡或大規模火山噴發——例如在南太平洋——(序列號：1/21/22;序列號：8/29/22）。
從歷史上看，海嘯預警往往只有在災難發生後才會取得重大進展。
總部位於夏威夷的太平洋海嘯預警中心是世界上第一個全球海嘯預警系統。聯合國於 1965 年設立了這一標準，距智利海岸發生 9.5 級地震（至今仍是有儀器記錄的最大地震）五年後。那次地震引發了一道巨大的水牆，向西橫掃太平洋。 15小時後，它淹沒了夏威夷，然後沖向菲律賓和日本，奪去了數千人的生命，摧毀了房屋。
日本自 20 世紀 40 年代起就建立了海嘯警報系統，美國也有自己的海嘯警報計劃，總部設在檀香山。但海嘯不分國界，在智利大地震之後，人們清楚地認識到，世界需要一個跨越洋盆的警報系統。新的太平洋海嘯預警中心負責根據該地區數十個地震台站收集的數據以及測量海平面高度的潮汐計向太平洋周圍的 20 個國家發送警報。
四十年後的2004年，太平洋中心仍然是世界上唯一的全流域海嘯監測系統。那時，除了地震和潮汐數據外，該中心還擁有一些 DART（深海海嘯評估和報告）浮標，可以實時跟踪海底壓力的變化，這是盡快確認危險海嘯確實發生的重要信息。
“這些都是沒有通知的事件，”位於檀香山的國際海嘯信息中心主任勞拉·孔（Laura Kong）說。 “我們不知道它們什麼時候會發生，但我們知道它們絕對可能在任何地方發生。”孔說，儘管有記錄的海嘯中有 70% 發生在太平洋，但海嘯也發生在世界各地的海洋盆地。
印度洋海嘯盲點
2004年12月26日，澳大利亞地震儀檢測到在印度洋（序列號：2005 年 1 月 5 日）。太平洋海嘯預警中心的研究人員忙於確定地震的震中以及是否引發了海嘯。幾分鐘之內，該中心發布了第一份針對該事件的公告，指出此次地震不會對太平洋沿岸海岸線造成海嘯威脅。
但該中心表示，事實上，由於地震的強度，海嘯可能是在地震震中附近的印度洋引發的。隨著世界各地地震台的報告不斷升級蘇門答臘島附近的地震強度，一場巨大的全盆地海嘯已經開始移動的可能性越來越大。
問題是，如果沒有該地區的海面高度數據，就無法“看到”它。
“我們通過互聯網了解到那場海嘯的破壞性，”太平洋海嘯預警中心副主任斯圖爾特·溫斯坦說。 “你正在尋找有關這場大地震的信息，但我們無法聯繫到印度尼西亞或泰國。印度尼西亞沒有海平面監測站，斯里蘭卡或印度也沒有。我們與澳大利亞的同事交談，看看他們是否聽到任何消息，他們說，‘沒有。’”
他說，是路透社的一篇新聞報導描述了泰國的災難，讓他首先了解到這場海嘯的破壞力有多大。 “這不是（值班）科學家想要找出答案的方式。”他和其他研究人員開始聯繫非洲東海岸的大使館，警告他們海浪即將來臨。
“這不是預警系統應該運行的方式，”他說。 “世界吸取了慘痛的教訓：你不可能在幾個小時內開發出預警系統。”
“你只有15分鐘”
印度洋海嘯發生後，海嘯防備變得至關重要。
印度尼西亞氣象、氣候和地球物理局（BMKG）地球物理學副主任 Nelly Florida Riama 表示，這是“變革的強大催化劑”。
12 月 11 日，Riama 在華盛頓舉行的美國地球物理聯盟年會新聞發布會上表示，2004 年之前，該國的海嘯風險被認為較低，而且沒有海嘯預警系統。印度尼西亞的地震台也只能記錄 6.5 級以下的地震。 “隨著災難性事件的展開，很明顯，其規模遠遠超過了這個閾值，”她說。
聯合國組織了會議，推動加強準備工作，包括在印度尼西亞以及薩摩亞和湯加等脆弱島國。孔說：“他們看到了發生的事情，並加強了意識、全國演習和演習。”政府設計了疏散地圖、公共服務公告、手機短信通知系統。
聯合國教科文組織政府間海洋學委員會於 2009 年 2 月在薩摩亞阿皮亞舉行會議，幫助提高公眾認識，即在最壞的情況下，村民在海嘯襲擊前僅會收到 15 分鐘的警告。
Kong 說，這是“我們提出的第一點：你只有 15 分鐘的時間。記住這個數字。” “而這正是發生的事情。”
國際奧委會會議後僅七個月，湯加北部海溝連續發生兩次大地震，引發一系列高達22米的海嘯，吞沒了薩摩亞、美屬薩摩亞和湯加的海岸。
15 分鐘的信息、持續的演習以及對警告信號（強烈的地面震動、沿海水域突然後退）的高度認識已經紮根。村民們已計劃撤離到地勢較高的地方。美屬薩摩亞波洛亞的一名學校校長沒有等到官方警告，就在海浪到來之前迅速關閉了學校，並沿著沿海公路疏散了學生到山區。
島上仍有數百人死亡。但孔說，如果沒有所有這些努力，島上的生命損失將會更加令人震驚。 “做好準備拯救了許多人的生命。”
超速海嘯警報
位於西雅圖的美國國家海洋和大氣管理局太平洋海洋環境實驗室的海嘯科學家瓦西里·蒂托夫 (Vasily Titov) 表示，2004 年，研究人員確實成功發布了“基本”海嘯預報。 “從數量上來說，這是非常近似的。而且已經很晚了。”
事實上，這麼晚了，“很難做出預測，”他補充道。數據是手動收集的，直到波浪已經離開印度洋時才完成預報。
蒂托夫說，及時的預測需要兩個當時不容易獲得的東西：更快、更準確的模型，以及可以實時輸入模型的數據。
從那時起，實時數據收集得到了顯著改善：現在有 75 個 DART 浮標遍布每個海洋，覆蓋每條海岸線。 “就技術而言，我們可以從任何重大斷層中檢測到任何海嘯，”蒂托夫說。
更好的海嘯預報還需要更好地了解地震震級與海嘯規模和能量之間的關係。追踪史前和歷史海嘯在沉積物和珊瑚中留下的印記的新技術正在為海嘯的產生提供更多線索。
但最大的進步在於觀察和警報。目前，海嘯預警中心正在監測世界上大部分海洋盆地。這些海平面觀測系統呈指數級增長：2004 年，只有一個海平面站在監測印度洋。如今，該洋盆內約有 1,400 個監測站提供實時海面高度數據，這些數據不僅有助於預報海嘯，還有助於預報與氣旋相關的風暴潮。
更快的超級計算機正在幫助加快警報系統的速度，希望為人們獲得安全提供更多寶貴的時間。 2004 年，地震分析需要五到六分鐘，現在只需一分鐘左右。一種確定所謂質心矩張量（CMT）的新技術使研究人員能夠快速評估已滑動斷層的幾何形狀，從而可以確定海底可能被推高或側移的程度，從而產生海嘯。
2004 年，海平面評估可能需要幾個小時，現在已經縮短到大約一個小時或更短，這不僅歸功於數百個海平面測量站，還歸功於數據傳輸的速度。 2004年，大多數海平面站每小時傳輸一次數據，每六分鐘採樣一次海面高度。現在，跟踪海平面的快速變化只需要一小部分時間，監測站每分鐘測量一次海面高度，並每五分鐘上傳一次這些數據。
為了改善對非地震源產生的海嘯的早期預警，太平洋海嘯預警中心正在與夏威夷大學的科學家合作開發基於次聲的檢測方法，可以由碎波產生（序列號：2018 年 6 月 25 日）。韋恩斯坦說，次聲強度被發現與波高相關，這使其成為一種很有前途的探測系統。
研究人員還希望與安裝跨洋光纜的通信公司合作。通過在這些通信電纜上安裝壓力傳感器、加速度計和其他設備，將這些電纜轉變為“智能”電纜，可以極大地增強全球範圍內的海嘯探測能力。
海嘯研究的另一個新興領域集中於水牆如何影響沿海建築物。之後在破壞福島核設施時，工程師收集了有關建築物損壞的信息：地基和結構元件如何受到影響，以及正面或側面的衝擊角度如何改變這些影響（序列號：2011 年 3 月 14 日）。這些信息催生了抗海嘯結構的國際建築規範。
一個嚴峻的海嘯成功故事
科學家表示，在減少生命損失方面，公眾意識宣傳活動是過去二十年來最重大的進步。
Kong 表示，日本 2011 年的事件就是一個很好的例子，說明備災工作可以減輕（而不是預防）災難。 “日本可以說是世界上準備最充分的系統。但海嘯不會歧視。”她指出，大約 18,000 人在那次地震和海嘯中喪生。這是一個可怕的數字，但它也僅代表被認為處於海嘯路徑中的弱勢群體的 5%。考慮到該地區的人口密度，死亡人數可能會更嚴重——也許有數十萬人。
1993 年的北海道南西沖地震引發了日本歷史上最嚴重的海嘯之一，據估計地震造成 15% 的人員死亡。 1998 年席捲巴布亞新幾內亞的海嘯奪去了 75% 的弱勢人口的生命。 2004 年的海嘯導致印度尼西亞班達亞齊受災嚴重的地區 90%（即 13 萬人）死亡。
溫斯坦說，如果印度尼西亞有一個正常運轉的監控系統，數千人可能會獲救，儘管他們仍然沒有時間到達安全地帶。他還指出，如果印度洋海嘯預警系統正常運行，就能挽救遠離震中的其他國家的大部分生命。
“當你遭遇 30 米高的海嘯時，要拯救所有人將變得很困難，”他說。 “但你可以節省大部分。”
從這個角度來看，5% 的死亡率是一個嚴峻的成功故事，證明了世界對海洋的迅速憤怒的認識和準備不斷增強。 Kong 說：“自 2004 年以來，我們都取得了長足的進步。”
但“我們還沒有完成，”蒂托夫說。自2004年以來，已有超過20,000人在50多場海嘯中喪生。海浪移動速度如此之快，以至於大多數死亡事件都發生在海嘯源頭附近——就像 2004 年那樣。加快當地海嘯預報是“最大的挑戰。我們需要更快的檢測和更快的模型。”
11 月，一個由海嘯研究人員和政策制定者組成的國際小組在班達亞齊舉行會議，反思過去二十年的進展。在那次由聯合國教科文組織主辦的會議上，達成了普遍共識，即設定一個雄心勃勃的目標，即到 2030 年全球所有面臨海嘯風險的社區都做好 100% 的海嘯準備。
蒂托夫說，這不僅需要改進技術，還需要教育和規劃。 “這是一個巨大的挑戰，但這就是我們正在努力的目標。”
