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]
' h2 F* G: R: R: s# l' T: K
2 P" D* i' ?- a, x4 n" _

小姐姐有话说:

: |+ h2 _8 G4 O# G1 J, K

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 S1 _, k. D. [4 V- _/ P' ]

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 E6 Y& b+ K( K$ ~. t
* l8 g1 E- A& J7 N; P0 i

什么是海啸预警系统?

- L. f2 W0 G3 ]& k& ?# k! v

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。

# a6 ]3 G! ~( h R% a

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。

3 z {$ g+ Q) W v) p
4 k4 v+ |2 {% b$ w# }& y+ l

泰国黄色海啸预警浮标

k( B* C1 R. i% T+ {$ `
' N& {; c3 V3 ]

海啸预警系统的最大bug

; ^( O4 f; f7 L6 V

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。

( {2 U" O8 x# f# I

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。

$ V5 h+ h6 n1 C5 x; L r6 v

在地震31分钟后才估算出海啸高度可能达2.74米。

0 m! @2 C5 h' P, j& P$ R

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。

, t9 K6 S3 a/ f6 Z; l& y
) H" a% }5 w6 c7 C* V6 e7 S4 {

日立造船海啸预警系统

+ [& P; m) o8 Y0 E

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。

; o1 S8 |0 N, t

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”)。

7 J! k; r8 Q# {- y( ~2 w( X, [% w
/ v- v6 J8 X4 f% m O, 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。

3 |) I* H; D8 ^& E( L4 N
% Y- f, Z! d- t+ P. R

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。

) m7 \) T* z) `% \5 b; y

然而,2011年的时候,悲剧还是发生了。

0 c, j5 I$ r7 `! C" U

日本海啸预警系统的漏洞与重建

/ o! _$ q2 F5 X! l8 g) J6 o

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。

/ y' L. k$ r! Y* ~

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。

; z) M! K8 I6 y' G4 N

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。

. V4 `; m# ~8 ~. X2 }4 j' t
% r) y: a# ^" V' v+ }4 c! r

新型海啸监测系统如何做到迅速、精准?

1 ?) z2 {+ c: s) y/ l

80个点位的宽带传输强震监测网络

* x/ D7 \7 Y; I# G) O p, p1 g

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。

5 O) |' m. V( k6 n

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。

) t0 k) P, ]0 m$ {* e& \
; t$ T6 P' c5 P5 Q4 U

精密的压力传感装置

. z5 z& C6 u0 t" C; u2 S

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。

+ q" U/ g6 f) p& h# ^

261个地震监测站

3 Y% k6 \- J; h. m

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。

, c, h% O& Q% h9 @$ v
, q: W; X8 j9 \4 G) Y

3分钟内预警

( {* |* f8 n/ R* S0 f

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

# ~* r! Z6 k' m z8 Q& J/ v5 g

为什么是3分钟?

. b3 l( M% X, S }0 z: C

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。

9 C* l5 W G, Y: E- z. k5 t

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。

4 |( O1 r) D0 G k! t3 j
* U+ b/ ?2 l- a [7 L& Y; S6 d

参考:日立造船日本官网、百度百科、云中的博客、南海网

; f% b2 T: D; D* Q6 T

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!

" f( m/ p6 Z/ ^, N! l6 A

最新专栏:

$ Z. F, }; D. }

学习先进工厂,少走AI弯路。

1 w: u# S* \' R, {

戳此链接阅读电子专栏《AI工厂:思维、技术13讲》

# q5 T! a; c4 X/ m
5 c! G: L5 s! G' G2 ~

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 T& Y* R c& [( Q

戳此链接阅读电子专栏《制造业市场研究第一期》

6 @" M& I* C. h+ `
5 A" b0 C/ y8 f

往期文章:

7 q% n0 j) R q+ f- U+ \

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

: A8 T5 a2 m$ W% q2 k& s: E

日本试跑新型高铁:长相丑陋,却是世界第一

$ b9 B1 X( k0 h! J' n8 ]; q

日本新兴企业:那些年,你们看不上的80%的客户,我们要定了

8 ]1 L& c6 T$ b/ L7 w

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

0 x$ _/ O, ?4 z3 B. w' n7 v8 T

你所不知道的:让日本本土厂商放弃努力的中国制造

+ ]: V1 C( Z9 C% E5 J/ q2 ^! m

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

$ y- e l5 x0 O+ o4 c( I1 I

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?

# P; c' l( m. N" W+ k8 |

欢迎留言与小编互动,与大家分享~

$ v& ]" v7 t# |& ]8 y- P8 V0 G

你的每一条留言小编都会虚心阅读,小编一直都在:)

! m6 y8 p$ m6 v; C/ [. ]
/ A; t5 C8 h& y0 }) I$ m/ q( g ; B" C' g) p% ~, }$ g4 E " X# o ~9 o( C* B5 b" m: K' Z; n1 r5 b6 t + L) f! X9 F$ 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