海啸预警的机制是什么? - 海洋地震预警

[复制链接]
! d/ I- G/ u- t; F
/ R0 R' W, s8 a

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 : v1 x: i7 {! x& H* H7 G$ ?: q

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。

( E: ?' y6 q8 n4 ?

=============================================================================

0 o+ b0 E2 s' Z3 p+ @$ r

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)。

/ D' \1 A& E7 L# w, a5 J

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?

) y4 \6 v1 O: M/ ?4 D

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。

# `( U, l- }+ p/ y# A

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。

' g6 @4 r: I Q- u) r

二、地震/海啸数据收集

% P& S2 ~; l* L, o7 f7 p7 i

海啸预警收集的数据是什麽数据呢?这里有个权衡:

! I1 o' d: W y; [' H1 M ]" h

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。

+ o$ a' n K0 x" h) i+ T4 G- A2 V

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。

$ o" t# @7 C. f# W6 K; V+ E

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]。

& `' C8 _( k+ ~- g' d8 c q4 |2 Q
/ f0 L! O8 p& g& C h

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)

" Y8 ~' j* T' G
7 r* ?! m7 [9 S7 {) K; E

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。

/ E# V2 Q A5 H' _. B5 H2 y

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。

" g3 V5 L4 f- ?% s0 P1 D" _; S0 c

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~

, M+ w) I0 `6 J3 v! F

总结:

, `2 p2 p6 ]6 i& J A: `) O9 G

1. 利用深海浮标监测海啸波的数据;

1 h( z5 K4 q7 L

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;

/ u8 G7 d5 o) h' }! \

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;

+ w7 @; O9 [2 C7 } M& a$ u" r

4. 根据数值模式的结果发布海啸预警。

====================================================================== ! D' ]! C: }3 e% o! W

[1]

地震波_百度百科 * C1 ]; T7 b1 ?. B, R

[2]

Japan Meteorological Agency3 x) a6 [) e0 b9 Y" |. n6 ~4 d% _

[3] Tang, L., et al. (2009). "Development, testing, and applications of6 H, T# c4 J5 r+ P site-specific tsunami inundation models for real-time forecasting." Journal( I) ]+ R' O8 V9 l7 l7 c of Geophysical Research114(C12).

8 L0 x% j; O9 [' H/ u2 y% W$ B
D; _+ F @/ z2 H; ?* } + a9 \) y+ v+ O+ Q % `# f# W1 n; ~
回复

举报 使用道具

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
咖啡奶茶
活跃在2025-1-26
快速回复 返回顶部 返回列表