海啸预警的机制是什么? - 海洋地震预警

[复制链接]
8 h& l% Z7 e2 L5 M4 ?' L$ F/ j
K* j* B+ U9 i5 F. S

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 ! ~. u2 v) s. n$ Y. P8 m+ L

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。

+ S8 t6 q, b8 T6 f; k

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

0 ^% t9 h% R2 i4 l% q2 [

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)。

; M5 R! W) y" p1 w

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?

' }/ w2 {8 I9 T& o+ V# T

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。

' Y- B7 O5 M' R# j. i& g) h

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。

- E5 @' t0 ?# {3 D- x8 _, _- f

二、地震/海啸数据收集

5 ?( c0 z& y. j: H5 d

海啸预警收集的数据是什麽数据呢?这里有个权衡:

( Z' D X" G& t! s v( }% g

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。

- l1 r4 t8 c4 i; O6 N

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。

2 F, W+ n8 g% S/ ], s

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]。

! b3 D! _3 s6 o( D
' i; [' N$ j5 x

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)

$ K1 A2 e1 ]* A! I
! z# e0 y% t1 X4 M

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。

3 e: }1 k- T" T- f- E

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。

- k8 R+ a# d j0 e9 i

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~

& O8 |# Q+ s) M; b; t4 g

总结:

/ ]& y( C0 n0 |; r

1. 利用深海浮标监测海啸波的数据;

& H% Z. N Y S

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;

w' L& @! u" l V% I& L

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;

# Y+ {& C R, o+ P2 ?

4. 根据数值模式的结果发布海啸预警。

======================================================================1 |3 q& Q) }5 g: Z8 `1 e

[1]

地震波_百度百科 5 H, U# ^' H9 W* b/ w

[2]

Japan Meteorological Agency3 d8 b& B3 }3 x' D

[3] Tang, L., et al. (2009). "Development, testing, and applications of ' p( E: Y) |) ?' J2 k site-specific tsunami inundation models for real-time forecasting." Journal/ I- [) z6 \% {) ~ of Geophysical Research114(C12).

, g; Y$ Q$ R* C, i, x% ?1 T
1 X% L3 Z# j& q; m4 h" \ 4 F/ M" ` Q+ I! ?4 c+ ~" H" \- w4 p. G* M6 t" Z7 \- x% i3 U
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2024-11-30
快速回复 返回顶部 返回列表