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]
! P3 [9 x9 e- a3 o: W) M2 ]$ |! ^
\5 k3 n* _- W* Y$ x

小姐姐有话说:

& w0 \/ C& r( H' n

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。

$ v0 a# q! Q& _( z; ?7 \/ A

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。

% z0 `/ k9 n1 c8 ^* P3 K
2 E# d8 Y% S& J. Z$ V8 |. u2 i

什么是海啸预警系统?

* [2 D% a$ l5 D: C* w" @& _$ k3 s

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。

. u$ ^$ e7 \& Y

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。

- A1 |/ G: J& @' A; X) y/ |
e8 q+ C0 m% l

泰国黄色海啸预警浮标

8 A* O; f2 } n. E/ Z& o" Z
1 `' x. P6 {2 I5 x" r

海啸预警系统的最大bug

9 s8 Y2 G/ u3 ^. H

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。

; | h: X4 z9 Z/ Q( Y

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。

! Z7 E/ I, H g' J& X& V% W, U7 v! _

在地震31分钟后才估算出海啸高度可能达2.74米。

3 M8 V# J! I% z/ k, u

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。

4 W" Y3 @- ?9 y5 _1 B
/ W* j# _: y" v

日立造船海啸预警系统

4 Y6 F6 k! S( @' z) h% ^" m. i

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。

2 M+ V. R$ `1 w1 O# t( y! g* E

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”)。

8 u/ v; v/ z4 J1 p. s6 y+ c x
% T1 }7 H5 o A! N

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。

0 b1 R& p2 J b* Q+ W
% j* \$ ]9 G* z) @( b! p

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。

7 b$ _( Z, y* [: j2 }

然而,2011年的时候,悲剧还是发生了。

$ N6 Y+ t4 R7 p3 m

日本海啸预警系统的漏洞与重建

9 O, y( \2 I) ~- e4 m

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。

" V* m2 o. w% H D; g6 M$ w

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。

" Q; f( j0 T( L6 Y0 s! V, ? b! I

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。

' d( ]) V9 @. I& s
- a% m# s- u) V- H/ ?1 v+ C

新型海啸监测系统如何做到迅速、精准?

& S1 K4 {0 G! V" _- Y- e

80个点位的宽带传输强震监测网络

) r9 m' N3 t' V4 f3 b8 s, R% j

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。

~4 X7 S: R- J8 T

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。

. m4 N& f2 y& z
3 ~7 G" M, _2 u+ P z( K

精密的压力传感装置

1 g8 ^' T+ ?5 O: g& L- Q/ G

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。

# v2 v, `9 d( D8 H

261个地震监测站

1 u G$ r1 D& \, y

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。

) S) Q) f8 A9 M& q7 L
7 x8 w5 V6 F9 }3 v

3分钟内预警

9 y, B3 H" @# T

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

5 o' P' l/ G7 p+ _5 [( k

为什么是3分钟?

8 c& `0 C8 y* ~4 @/ M" x0 x! L

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。

0 u' G$ }" a, _4 h! a) U: b- @

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。

1 Q ]2 Q4 |; j5 `
5 w. H& y# r B

参考:日立造船日本官网、百度百科、云中的博客、南海网

- b, ?6 P% r t5 e# z# Z

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!

2 L: I, ^7 a: f

最新专栏:

, k( x" n x& O* ? y

学习先进工厂,少走AI弯路。

4 i$ c u' ?+ F; K, K2 L( U0 K

戳此链接阅读电子专栏《AI工厂:思维、技术13讲》

: _& t( X% g. u
- L- v6 z* b" H5 I! \$ _9 t

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。

3 |. k# V9 i* {! q/ `+ f

戳此链接阅读电子专栏《制造业市场研究第一期》

$ ?/ V; c0 r% N8 j
* p" Z S3 O) G) @. [. P; p$ c- K1 B

往期文章:

3 C) k, O! X' i! P! l

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

2 x8 U8 t* t9 j9 z u1 Z

日本试跑新型高铁:长相丑陋,却是世界第一

- I. X$ t/ t+ o9 a

日本新兴企业:那些年,你们看不上的80%的客户,我们要定了

$ @/ U) F' c2 f! \% g3 V

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

5 v% w1 \! X P3 q+ J- w

你所不知道的:让日本本土厂商放弃努力的中国制造

" p( A) l% s6 D5 ?" h

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

7 R& O4 ]5 [4 Q/ g

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?

1 ?9 J2 T6 r/ B5 n

欢迎留言与小编互动,与大家分享~

1 c+ H# [% a, [" x3 P

你的每一条留言小编都会虚心阅读,小编一直都在:)

! l0 o, y( Y4 o% Y0 V
4 U1 a# a1 ^/ Q* }- d0 G4 _; p- n0 x7 ~# e* e+ A6 m " x( n8 w. s. P, N* m8 t4 z 2 }5 H( R9 U2 {( {0 m* Z, @5 L5 K9 U* w1 @* x
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2026-3-29
快速回复 返回顶部 返回列表