海啸在英文中表示为“tsunami”，来自日文，其中“tsu”表示港湾，“nami”表示波浪。海啸的诱发原因包括海底地震、海底火山的喷发、海底或海岸的滑坡，甚至彗星或陨石的撞击，都有可能诱发海啸。它们将能量传递给水体，引起水面的大扰动，产生巨大的波浪，向四面八方传播。由于海啸的波长较大，一般为几十到200千米左右，因此对于大洋中航行的船只，即使与海啸相遇，受影响并不大。但当海啸传播至近岸时，波高迅速增大，对近岸造成巨大破坏。在进入港湾时，可能引起共振，造成巨大的损失。

2011年日本地震海啸到达岩手县新川镇的时刻

海底地震激发显著的海啸现象需满足三个基本条件：强震、震源浅、震中海域水深大。发生在浅海的地震难以产生较大的海啸，只有发生在深海的地震，释放的能量才能形成巨大的水体。21世纪的三次特大地震海啸均由震级为9级左右的地震产生。震级较大、震源较浅可形成更为显著的海底变形，进而产生巨大海洋波动的能量，形成大海啸。一般情况下，发布海啸警报的必要条件包括地震发生在深海、震源深度小于60千米、震级大于7.8级。与陡峭的海岸相比，开阔的逐渐变浅的海岸地形可使海啸波高迅速增大，更容易出现海啸灾害。

地震与海啸是不可抗拒的自然灾害，全球80%以上的大地震和80%以上的大海啸发生在太平洋，受害严重的国家特别是太平洋沿岸国家，迫切要求应用已有的科学技术来减轻海啸造成的人员伤亡和经济损失。美国于1948年在夏威夷檀香山附近的地震观测台组建了地震海啸预警系统，其业务仅限于夏威夷群岛，这以后发生了1960年智利大海啸和1964年阿拉斯加大海啸，该系统在减轻这两次海啸在夏威夷地区的灾害中产生了显著的效益。在美国地震海啸预警系统的基础上，国际海啸预警系统于1965年成立，由太平洋海啸预警中心和美国、澳大利亚、加拿大、智利、中国、日本、法国、俄罗斯、朝鲜、墨西哥、新西兰等26个国家和国际组织构成。太平洋海啸预警中心是国际海啸预警系统的运行中心，中国于1983年加入国际海啸预警系统。

为了满足海啸预警与防灾减灾的需求，20世纪60年代，日本、美国开始开展了海啸生成、传播与淹没过程的建模理论与数值模型研究，逐渐形成了海啸水动力学研究方向。

模拟海啸的生成过程，一般可分为两个层面。震源绝大多数位于海底床面以下数千米到数十千米，因此首先要从深层震源参数确定海底床面的位移，第二步由海底床面位移得到水面位移。各种震源参数是数值模拟的基本参数，对数值模拟的精确程度起着极其重要的作用。通过对地震断裂运动的研究，可以得到包括断裂地点、断裂长度和宽度、几何形状、断裂方向等一系列的断裂参数。基于半无限弹性介质位错理论，可建立海底变形计算模型，进而依据断裂参数计算海底变形量。确定了海底的运动过程以后，要将底面变化反映到水面波动上来，即确定海底运动激发海啸的初始场。

海啸传播的数值模拟可分为两类：第一类是基于非线性浅水方程的模型，这一类模型包括美国国家海洋和大气管理局使用的南加州大学研制的MOST模型、康奈尔大学研制的海啸数值模拟软件COMCOT模型以及日本东北大学的TUNAMI模型。这类数值模型能够在沿岸区域给出极高的空间分辨率，数值求解的时间短，是一个低成本、快速反应的模型，能够及时提供有效的海啸灾害评估。第二类是基于布森涅斯克方程的模型，高阶的布森涅斯克方程可模拟水波的非线性和频散效应。这类模型考虑了波动的非线性和频散性，可给出宽广大陆架上海啸波的演化以及孤立波分裂现象。

当海啸传播到近岸地带，随着水深的减小和波幅的增加，水波的非线性效应增强，波幅随水深的变化规律将发生改变，此时，占主导的非线性作用不能忽略。当海啸到达海岸线后，海啸会沿着海滩向陆地爬高，造成灾难性的破坏。爬高与淹没是海啸灾难破坏的最直接形式，因此长期以来也是海啸研究的重要内容。

海啸的实验室模拟可利用波浪水槽或水池进行。例如，利用海底运动物体激发水面扰动、底面突然上升和下沉产生水面波动、斜坡上滑块运动激发波动等。

由于海啸波可越洋传播，人们首先引入孤立波模型，近似地描述海啸波。然而，地震海啸（如1993年的尼加拉瓜海啸、1994年爪哇岛海啸等）的实际观测表明，多数海啸波是由一个波峰和一个波谷组成，形状像“N”，这类波称为N波。例如，在海啸到来之前，多数目击者称曾看到海岸线后退的现象，经典的孤立波理论无法解释这一现象，而波谷在前N波可描述此现象。实际上，对于海洋俯冲带地震来说，特别是沿着断层面上下错动为特征的“倾滑型”地震，形成的海面波动为N波。

2004年印度洋苏门答腊地震海啸和2011年日本东部地震海啸使得相关海洋国家持续关注海啸研究。建立全球—区域—国家（局部）范围的海啸预警系统已不仅是美国、日本等国家实现防灾减灾的重要任务，而且也已引起联合国框架下欧洲、亚洲、南美洲等相关涉海国家的高度关注。这两次地震海啸事件为海啸机理研究提供了大量的第一手资料。海啸水动力学针对海啸生成、传播、爬高、淹没以及对海岸结构物的作用等问题，阐明海啸全生命周期的关键力学问题，揭示成灾机理，建立数字模拟和物理模拟相结合的模拟方法，可直接服务区域海啸预警系统建设。