海啸预警的机制是什么？ - 海洋地震预警

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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

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。

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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）。

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？

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。

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。

二、地震/海啸数据收集

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海啸预警收集的数据是什麽数据呢？这里有个权衡：

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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。

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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。

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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]。

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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）

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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。

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。

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~

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总结：

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1. 利用深海浮标监测海啸波的数据；

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；

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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；

4. 根据数值模式的结果发布海啸预警。

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[1]

地震波_百度百科 # d3 `. M- \/ z Q8 }

[2]

Japan Meteorological Agency 2 V/ ?) ^- E) V" f a) L& J9 y

[3] Tang, L., et al. (2009). "Development, testing, and applications of / \+ {& J5 F2 L( R( R site-specific tsunami inundation models for real-time forecasting." Journal $ V2 g) w ?* W+ b( _9 ~ of Geophysical Research114(C12).

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