收藏本站 劰载中...网站公告 | 吾爱海洋论坛交流QQ群:835383472

日本新型海啸监测系统:如何实现地震后3分钟内实时预警? - 海洋地震预警系统

[复制链接]
c# J& d. B: q. R# s9 ~( n) R
& U% P+ [# D I/ o6 h

小姐姐有话说:

" J' A) x" A4 e; ~

在日本、夏威夷、阿拉斯加和南美洲等环太平洋地区已经建立海啸预警系统,其他的海域则尚未建立,以至于2004年的南亚大地震所引起的海啸造成重大伤亡。

3 d, R; ~! n+ ~" I* X7 N

经过这次教训后,印度洋、大西洋及加勒比海地区都将设立这一系统。

, ~+ f- ]' K# H% ]! y
, Q1 ] R2 z$ |7 X% b+ O Y

什么是海啸预警系统?

1 ^; w$ Q& i6 S3 f% @" G

海啸监测系统是通过整合地震和水位观测网,利用海啸预报方法形成的一套能够及时监测海啸,分析判定其影响范围和危险等级,并且具备海啸预警产品发布能力和手段的信号处理系统。

& g4 u3 s3 ]6 t, [7 q4 ]

至少应该包括三个子系统,分别是地震和水位观测子系统、海啸预警分析子系统和海啸预警信息发布子系统。

# L' a: N6 j/ a' V) M+ a1 ^1 ]
' ^. p8 m e% ^9 [ o( `4 e1 C

泰国黄色海啸预警浮标

# V, S& F$ C' q5 Z; W4 S2 r
: P& _0 b) x" v- N h: p* u

海啸预警系统的最大bug

! J3 p9 ?1 v+ f. q9 M4 {

现阶段海啸预警系统主要依赖地面监测网络,在一些情况下可能需要耗费超过20分钟,才能估算出在地震强度和地震波的影响下涌向沿海地区的海浪高度。

3 m% o4 U! V5 B9 H6 _* {

以2015年智利海啸为例,地震发生16分钟后,政府才向可能遭受海啸影响的某地约100万沿海居民下达疏散命令。

' w0 N7 \. `$ P8 s1 t

在地震31分钟后才估算出海啸高度可能达2.74米。

, M: V5 F* N- Z3 ]- H/ a

据美国加州大学伯克利分校的研究人员评估,如果分析GPS系统接收设备所获得的定位信号,以地震时地表移动数据为推算依据,可以在5分钟内获得来袭海啸的海浪高度信息。

5 n) u* K( d+ z
d. X, J2 \% a

日立造船海啸预警系统

, n$ R3 w9 z6 V3 G* q$ |9 p" p* {- z

在浮在海面上的浮标最上部搭载GPS天线,利用被称为实时运动学GPS的精密定位技术实时观测海面的变化。在海啸袭击海岸之前可以提前观测预警。

9 [! R6 W" w- N. q4 S+ r2 K

日立造船以这种想法为基础,开发了GPS海洋浮标(图1)。该GPS海洋浮标早在2010年就荣获日本全国发明奖(专利第3803177号“海啸预警系统”)。

. T4 J+ A: q* [+ D
/ @" V" L& |! Y+ E$ o

GPS海洋浮标得到的海面变动数据中,超过周期数秒到周期24小时的广泛周期波段的波段重叠在一起。周期数10分钟~数小时的海啸也混杂其中。因此,尽可能早地提取潜藏在实测数据中的海啸波形是很重要的。

- ~# H" K: U9 `9 }
$ z2 {% O5 F7 a5 K& D5 z

在除去短周期波浪时使用数字滤波器(有限冲激响应),在除去潮汐等长周期成份时,使用数字滤波器(有限冲激响应),通过应用海洋观测中使用的调和分析技术,日立造船开发了从杂乱混杂的波形中精准、实时(1分钟延迟)提取海啸波形的技术。

. M& ]" x7 A8 o. c4 X' _

然而,2011年的时候,悲剧还是发生了。

K' `7 N& O5 d3 S% s5 H

日本海啸预警系统的漏洞与重建

/ o" ?8 F. _6 |+ M9 f

2011年3·11日本大地震以及由此引发的巨大海啸导致1.9万名日本人丧生,数十万人流离失所,财产损失难以计数。

6 \5 V# Y6 j8 v8 H- g

要命的是,当时日本气象局预警的海啸浪高仅为3米多,但实际却达到了40米,这令许多人在猝不及防中失去了生命。

/ u, T% M2 O% |' {1 V k

此后,日本政府痛定思痛,两年来总共投入35亿日元(约合23亿元人民币),利用地震监测高科技,对最早建立于1941年的海啸预警系统进行大手笔的重建提升,最终打造了史上最强的海啸预警系统。

- H# o' S# S6 V# N, r( a
* X, q. a T1 c

新型海啸监测系统如何做到迅速、精准?

8 R0 `1 S9 ?; N8 k& ]" O

80个点位的宽带传输强震监测网络

% G; O& V- X* S, w$ \) ]

据日本专家介绍,新的海啸预警系统重在提高地震发生后预测海啸的时效性和精确性,其主要依托是,耗资巨大的分布于全日本80个点位的宽带传输强震监测网络。

6 n9 z+ W/ [- J/ E! x" \

这些设备能够广泛监测地震波,而与之前设备不同的是,它们的敏感度设计得并不那么高,这样就避免了像3·11大地震时数据溢出失效的情况。

# k1 I" R' u- E3 p/ J N
- S4 ^' L; |5 @

精密的压力传感装置

- U [3 w; f$ P. A* [& R/ @2 f; d

此外,还在太平洋沿岸海底深处埋设了精密的压力传感装置。这些装置能将海底监测数据发送给海面的浮标,形成对即将到来的海啸的实时掌控。

2 R- F' L6 j$ a' ]3 O+ M

261个地震监测站

+ w8 o, _6 i1 B4 n! ? P" ]2 U

新的预警系统还包含了分布于日本全国陆地的地震监测站。3-11大地震前全国共有221座监测站,现在已增设到261个,目前数量还在不断增加中。

3 Q9 M5 a: n0 v' p$ {& U
4 c0 l7 v7 f1 {; w- q0 X

3分钟内预警

" D7 O ?- ~- X! q0 \

在难度最大却又最为紧要的预警时效上,新的预警系统通过数据分析处理过程的优化,确立了地震发生后3分钟内向高危地区居民发出海啸预警的目标

0 i+ U, ^0 g& m! E$ h, ^5 T

为什么是3分钟?

" ?+ s! D% V N! u

一般情况下,地震发生后最迟20分钟、最快不到5分钟海啸就会冲击海岸,3分钟内得到预警将显著增加居民的逃生希望。

( N" p: e$ r6 w0 y+ F

即使不能准确预报海啸浪高,预警系统也将使用“巨大”、“较高”等描述发布警报。

: ]; ]' o) C1 m' G% _5 z: d1 n/ a, t
# q: }) W( l V$ w

参考:日立造船日本官网、百度百科、云中的博客、南海网

+ z: k7 c$ ?" r( Z& O

声明:头条号“日本制造业内参”所发稿件、图片、视频均用于学习交流:原创文章版权归日本制造业内参所有,日本制造业内参粉丝、友人投稿,版权归原作者所有;非原创内容源自网络且标明出处,如涉及作品内容、版权和其他问题,请及时与小姐姐联系删除!

" X7 x4 f4 R$ G/ {$ | M: N" c3 D$ N

最新专栏:

) b& m- I' G2 ?( g5 Z4 ?( c# B

学习先进工厂,少走AI弯路。

4 Z' `% l! p# [ ]' D

戳此链接阅读电子专栏《AI工厂:思维、技术13讲》

/ d# w- x1 \& T+ @ e# t
, B9 _5 h: l" @3 \1 t6 C; Q

为你追踪日本制造业精英在商业新趋势、新机会方面的洞察。

0 F) |- I2 H% X1 \; | f7 f6 S

戳此链接阅读电子专栏《制造业市场研究第一期》

" X% G8 n/ D0 c# J' C! N
6 V+ l7 U2 Y1 q/ ]

往期文章:

$ H8 H; z! H6 E6 Q; ?7 n; V

日本优越公司:6000平方米,用4台密封风扇代替200台工业电风扇,打造夏日不死机的车间

+ s4 p' o9 n! t0 m; n& B% [* o; o

日本试跑新型高铁:长相丑陋,却是世界第一

4 G. F: n7 o( l% c8 X' k

日本新兴企业:那些年,你们看不上的80%的客户,我们要定了

' t2 E& v1 [0 u0 S7 T% |

日本优越脚轮:“我”能负重跳越50毫米的台阶,不需要你们人类

# ]# F% y% \2 v# Z

你所不知道的:让日本本土厂商放弃努力的中国制造

( h: p# ?! B* G5 R

美国CS顾客满足度调查:2019年最耐用汽车车型,居然不是丰田

- k, }) q: X K8 e( b

雅马哈:世界上最不务正业的公司,为啥什么都干,还能干的很好?

/ M- d* W( l8 h3 ]9 m( k

欢迎留言与小编互动,与大家分享~

, O- Z; ~/ z% q

你的每一条留言小编都会虚心阅读,小编一直都在:)

/ k f- k( D- @5 ^5 b9 c3 E
( l. `1 n1 d9 {' N8 t8 X ' E9 s: I( l3 p9 C" t: @ ^- w$ E' H/ D3 [ 5 r# J- R: O& Y8 _8 t9 C4 D% ^8 T6 z1 V# p0 Q( ?! l, M
回复

举报 使用道具

相关帖子

全部回帖
暂无回帖,快来参与回复吧
懒得打字?点击右侧快捷回复 【吾爱海洋论坛发文有奖】
您需要登录后才可以回帖 登录 | 立即注册
任光彬
活跃在昨天 10:51
快速回复 返回顶部 返回列表