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

海啸预警的机制是什么? - 海洋地震预警

[复制链接]
; b+ R, d2 i; x! o- u
5 Z- V; q7 S3 v6 [% w

首先是第一个子问题:什麽样的地震会引起海啸?可以参考本人在

http://www.zhihu.com/question/20172216# O5 H3 R8 Y( D: L9 z* I

问题中的答案。其实这个问题跟海啸预警的机制关系不大。“没有引起海啸警报”只是因为海啸的强度没有达到预警的阈值。

9 I4 p# ], h! E9 S5 f% e

=============================================================================

6 k+ P* M+ ]% X

回答主题。发生海啸的几个过程中,地震以目前人类的技术手段,是无法预报的。只能在地震发生后进行预警。海啸预警包括收据海啸波数据(或者地震波的数据)-通过数值模式模拟海啸波(最重要的信息包括海啸波的波高和到达时间,对于有可能受灾的地区,比如在太平洋发生的海啸,一般都需要模拟整个太平洋海域)-针对特定区域发出预警。其中前两个阶段是技术问题,最后一个阶段是公共管理的问题(个人感觉,对最后一个阶段不是很熟悉)。

5 t3 A8 Y6 q9 v- X( A( |( ?: I

一、那么海啸发生后,有多少时间用来收集数据-计算海啸波-发出预警呢?

7 r8 I, k9 a& ~, l# H4 p0 p

答案是取决于与震中的距离。海啸波和地震波是有时间差的,地震波的纵波(也叫做P波)的波速大约为5.5~7 千米/秒[1],海啸波的传播速度取决于水深,在5000米的水深中不过大约0.2千米/秒,接近浅水时还会更慢。这个速度差就是用来预警的时间。概念上,离震源越远,用来预警的时间就越多。20千米远,大约有100秒时间;100千米远,大约500秒。

" G/ v8 X: v) D6 G2 ^2 K

如2011东日本大地震,在与死神的赛跑中,距离最近的宫城县仅有10分钟(距离震中约130千米)的时间用于预警。

* S p9 y8 D# r; F

二、地震/海啸数据收集

8 t* L( }) Y# w% q; }) e

海啸预警收集的数据是什麽数据呢?这里有个权衡:

& X. y* v7 r( i

1. 地震波的数据,优点是时间上比海啸波的数据快,缺点是需要通过地震波推算地震的性质(强度、震中、震源深度等),属于间接的数据。而事实上,这部分推算不够精确,是2011东日本海啸巨大灾难的主要原因之一。

; K5 M; h7 d% D2 h2 v; W+ L# W7 T/ h

2. 直接测定海啸波的数据,优点是“直接”,缺点是只有当海啸波到达某些站位,也就是海啸发生、传播的过程开始之后,才能够得到海啸的数据,而此时可能已经有些区域受灾了。

& _% W! B* g3 G/ f: G* m

日本气象厅(JMA)采用的海啸预警系统是基于前者,利用遍布日本的地震仪,测定地震波数据的预警,始建于1999年[2]。

1 n- |6 `$ C- Z# b+ {7 o1 { ~
: n3 }1 a* b( {. _

图1 日本的海啸预警示意图(图中所示约3分钟就可以发布第一次海啸预警,但是实际上,由于地震波数据反演的不准确,可能多次修改预警等级,造成预警不精确)

$ V* V+ i1 M& h4 o2 _7 ~' l
6 `2 E; h* i* F, f

图2 NOAA的太平洋海啸预警中心则是基于后者,利用遍布大洋的DART浮标进行海啸波的监测。图中所示为浮标的位置,不同颜色表示布设的国家。

9 K# P. r* D7 R

只要任意两个以上浮标监测到海啸波,即可通过这些数据来推算海啸波的来源、强度,从而进行数值模拟。由于是直接测定,精确度比地震反演高。推算得到海啸源数据后,利用预先设定好的模式,计算海啸的波高和到达时间。即使在单核的PC上,也只要花10分钟,即可计算出精度为2分(大约3.67千米)、整个太平洋海区的波高和到达时间[3]。在大型计算机上所花费时间则更少。

9 t: B& r# }- }( c- D# x3 ~ _, B a& f2 D

计算出每个区域的海啸波到达时间和波高,即可根据特定的标准,发布海啸预警。接下来就涉及到发布预警的方法、手段等问题~就不是我的领域了~

" `7 g0 Q1 O$ Y% y( `6 l0 K

总结:

2 T8 [: v6 t; \- C$ m8 i

1. 利用深海浮标监测海啸波的数据;

4 F0 |* `; t- L

2. 根据数据推算海啸波的性质,包括发生位置、海啸源的强度;

$ f( r4 a* r& O

3. 利用数值模式模拟海啸波,从而计算整个海区的海啸波到达时间和波高;

: n/ G; k# h- [

4. 根据数值模式的结果发布海啸预警。

======================================================================$ M$ z9 I3 z4 n& v. A

[1]

地震波_百度百科5 Y- n" O, `9 s

[2]

Japan Meteorological Agency / L$ \8 d2 V! D2 v2 d

[3] Tang, L., et al. (2009). "Development, testing, and applications of $ u3 D/ R( K7 n site-specific tsunami inundation models for real-time forecasting." Journal1 e3 A C( _2 `( \ of Geophysical Research114(C12).

8 z# I% o! r" D
" o$ {. U( a* h" Y8 f, s7 H " ?2 T" G# G: {% F2 \( M" h' B , V+ s' e$ e; R* b
回复

举报 使用道具

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
咖啡奶茶
活跃在11 小时前
快速回复 返回顶部 返回列表