史上超强海啸监测系统:震后3分钟内预警,然而灵敏度却低得吓人,这是为啥? - 海洋地震预警系统

[复制链接]
. x& R3 z8 G7 U( t2 j4 B; K
1 A2 K2 P1 }3 p. ?$ u) H* r

小姐姐有话说:

2 `9 e0 c0 j7 |3 R, |0 t

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。

, ?+ ` o }* T5 x- Z' I; [# C

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。

# a* W* L! y* e) L' _. Z
0 B( N) ?1 H& X: \! ^

什么是海啸预警系统?

- j( Y$ {4 W0 j

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。

8 Z& d* p: L4 y( [8 K' l$ I" v

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。

% q4 P: ]4 p% X! W+ Y
; s0 v9 b+ x" F& j @, i" O

泰国黄色海啸预警浮标

5 d4 e) w* Q# ?; K6 b
% m+ d% B0 {- T

海啸预警系统的最大bug

% h1 Q4 A# ~( a$ T5 m8 m& m. C0 Z6 [

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。

# ]. Z- @; A, G: W: _

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。

; n1 i& \- d6 i6 a

在地震31分钟后才估算出海啸高度可能达2.74米。

4 h. [/ R$ b8 R7 S2 ?

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。

2 [, @, A% G# C- |8 N" {1 p: V# I
7 z- Z& R4 q, y7 `, z) x( t/ R* q

日立造船海啸预警系统

3 ~9 V+ L$ y( ], t+ _6 f7 y

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。

: ], {* o. x5 B @6 D; `8 l

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 A. k% r* p4 M2 g! O
/ t. x7 |( i$ Q2 c& u& X5 @

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 R# h; S. r% Q1 p( K
2 x& z( D- T2 ]5 t6 n

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。

8 h* f! n/ O0 O( p! i2 O# D) I( k5 c

然而,2011年的时候,悲剧还是发生了。

: ~& T/ c& j4 i9 a2 J: @3 U- \' h

日本海啸预警系统的漏洞与重建

1 e; r& ?$ `& Q1 x0 _

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。

$ r [" F& E: H, g9 M' L

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。

* t- V& L* d* Q5 }8 @# \

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。

$ }4 r9 Z7 i/ @- Q
1 g6 h4 `; K3 T/ `% S

新型海啸监测系统如何做到迅速、精准?

( ^1 x6 Q* o! \) \! i1 p

80个点位的宽带传输强震监测网络

1 _6 o$ l6 g0 X1 N# p0 Y0 t- `5 U

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。

- H. J) k. p# G5 a* S" K

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。

) _/ s ^0 G* `# O B1 ?
' @) |/ L6 P* ~7 p, k( q

精密的压力传感装置

. G3 I. b- ~( H

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。

' ^: y4 [& p$ A9 Q3 W$ \

261个地震监测站

* K/ I# u# E! U$ c' W/ L, B2 Q0 s( e: Z

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。

' b$ {* N x* Y; N
' B" L$ ~; P) p2 a, o9 p1 M3 g. ~4 M& r) P

3分钟内预警

" p; B. u1 |- ], w* q" G. @

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

! B) S4 T5 y1 f- b

为什么是3分钟?

" e6 R7 D% H p3 z: w/ ]

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。

8 l% x `5 x* i8 Q) Z

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 z' ?; U% F: q3 w8 S; r0 i( P
% ^; z5 l! I) v$ F1 l; S$ Q. J1 V

参考:日立造船日本官网、百度百科、云中的博客、南海网

5 M2 r9 v+ k& M$ C

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!

* z# r0 j9 R" P) {6 Q/ c8 u5 `

最新专栏:

; H. Q; p" y7 {/ M* U

学习先进工厂,少走AI弯路。

: v8 ~) J9 v! N

戳此链接阅读电子专栏《AI工厂:思维、技术13讲》

" c3 a* G) ^# P/ g
! v( Y% o$ y0 ]! ^+ X# J$ K

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 T5 L: f" l0 \: k3 z( E

戳此链接阅读电子专栏《制造业市场研究第一期》

6 f+ W0 j/ T4 `& {& \
$ L8 z! w7 E0 A) f$ Q" ?

往期文章:

7 Z/ J9 H3 _. ?( K1 w; q+ r

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

* G1 o3 }0 h: z1 Z( H* W

日本试跑新型高铁:长相丑陋,却是世界第一

4 d e" l! L0 R

日本新兴企业:那些年,你们看不上的80%的客户,我们要定了

' K$ \2 \* G/ Y* |

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

1 \8 c. a% C# ~! |# G

你所不知道的:让日本本土厂商放弃努力的中国制造

6 s& l& ?3 M1 Z0 @" K% o& _% 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

9 p6 m+ U& `* F1 z9 u& ~

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?

6 }" x2 Z1 q: p0 Y

欢迎留言与小编互动,与大家分享~

7 Z- H6 D3 C- R+ j/ f0 U) v

你的每一条留言小编都会虚心阅读,小编一直都在:)

5 ]9 p \& o6 h/ ^
0 o. U" T! `5 u/ g* D- E 6 `& C- E9 K( q* R( j a2 M" T" G5 n& n9 x4 B

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
红袖舞墨
活跃在2025-1-27
快速回复 返回顶部 返回列表