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]
' G$ c0 ~: ?* t6 z
0 ]" o, U1 h5 p2 L2 S! {" b

小姐姐有话说:

* }8 e) Z0 G5 E% a

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。

. c$ ]6 |4 d6 J# g

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。

8 l; I+ B+ S2 ?) _% t
- w2 ^% x- s7 D3 ]3 H; z

什么是海啸预警系统?

7 ^5 V; Q. m7 ]* y _: ~9 c# g$ N

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。

+ Q& q- i h6 w+ J) m+ v$ O7 S

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。

2 |. T& m* O- ^1 t
6 I3 }; p4 ?6 J4 M' k

泰国黄色海啸预警浮标

3 e0 d0 z1 K3 T
- ^7 q7 C, D* A8 h1 {" ^. u( ~

海啸预警系统的最大bug

/ F# k# M! g8 e6 P

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。

$ M1 U- X9 [1 K8 d

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。

3 T& q0 I, A+ b

在地震31分钟后才估算出海啸高度可能达2.74米。

! h" l4 j. A" C

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。

7 o; \5 y/ C: K+ |9 L
1 u8 K! {. z O8 h

日立造船海啸预警系统

0 M; P2 o+ m% c6 a

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。

+ Z/ g& o/ @& b3 y% l( I' Z

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”)。

) d- F' x+ T1 E8 _& }; v* @2 G
8 v m H% @: `7 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。

8 I$ i3 m! r/ S: {" N$ o2 R0 q
4 n) \ ]: s- W9 L

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。

& I3 u; t% p6 V2 p+ t4 x

然而,2011年的时候,悲剧还是发生了。

: T" u1 s" K* d

日本海啸预警系统的漏洞与重建

. d8 ?/ |" P( G7 F# |" c

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 x' k9 E0 ~6 v0 F2 f- A" m

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。

9 l7 _% U; a6 I p2 ~* x; F1 z; Q+ s' Z0 h5 |

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。

! M0 T% A( ~2 j L8 L$ }
& `$ E3 @: g+ ~4 D7 m, N

新型海啸监测系统如何做到迅速、精准?

3 O4 f3 ?! W6 l, ?: Y3 t; d

80个点位的宽带传输强震监测网络

) K6 \/ T3 j6 w7 S# x' I7 ~

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。

: F6 v( x( F& p- v& C. h

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。

7 n2 k! t \ c- N* x: w
% S0 {) {1 {& b! I" [. i/ u

精密的压力传感装置

' h0 z4 w" i- @8 \% 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。

& d3 [% k" E4 @. L4 X- B) v

261个地震监测站

' ^& x, E1 g6 L }( s

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。

2 b8 J: Z3 k$ m2 X1 N: B7 z
' {! Q/ O3 p. W9 o( S

3分钟内预警

) e0 n3 Q) A# I) o E

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

8 Z' O# P/ Y R. c# k" x& c' Q

为什么是3分钟?

6 w. X+ i9 `: {2 g$ w# M7 b

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。

- X8 I$ S' a# o4 \4 o

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。

: y/ O [) V. z4 m! d+ y
% T, P9 m4 K9 C6 F9 X% [

参考:日立造船日本官网、百度百科、云中的博客、南海网

p# M+ C+ T' ?0 W8 A6 [' F7 D

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!

! M! f0 @1 w, t/ d. i( e% P; _* V# R

最新专栏:

0 f8 J# e- Z( Y0 R

学习先进工厂,少走AI弯路。

( O% M+ P' i- x R3 O- U

戳此链接阅读电子专栏《AI工厂:思维、技术13讲》

k7 L/ k1 T* O# i* y
" N8 H& Z7 A7 [

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。

1 F; E; K- \ _5 N. _

戳此链接阅读电子专栏《制造业市场研究第一期》

, U* c3 r' J# G/ }5 @6 c4 q7 G
I( V" q; {8 F2 ~0 a/ l

往期文章:

% I& e4 d! d# F. k$ ]7 I. @

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

+ A) h4 z3 H, F; t) h; I* `0 v; l

日本试跑新型高铁:长相丑陋,却是世界第一

' N* ?2 t6 o% Q) z

日本新兴企业:那些年,你们看不上的80%的客户,我们要定了

% {7 V3 ]. u4 y8 H5 W4 r. C: _" g

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

# a/ i# P0 b# I) S- D

你所不知道的:让日本本土厂商放弃努力的中国制造

: ^' P/ n& V. A3 R0 q8 |

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

" I& ?3 U1 v& s# |9 N

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?

! t% k5 B" b4 h- g

欢迎留言与小编互动,与大家分享~

. x; N) f3 q% d7 l( U0 B" r, P

你的每一条留言小编都会虚心阅读,小编一直都在:)

3 F2 X/ z# y5 r& R. Z
$ z: _% [) }* p" N# m) m2 B* e' u - X4 Q) c$ o: W7 Y6 u# b8 F! k , I% m$ \$ r# f* n8 g4 E : I7 {2 Q" ?5 K g' P, U$ v$ o# j / O" x3 p0 H$ I% q. l) B
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