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]
5 W8 W% x# s( a. R
: v; L- T% C: ~0 `7 |7 r

小姐姐有话说:

9 B: p4 n" D3 z% Y7 B& \

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。

" T2 p1 l. j8 _

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。

0 w9 p. ^; N2 W, p0 @
5 L0 T% F; |4 I5 ]

什么是海啸预警系统?

6 O! n% w6 C: X) v9 ~9 i% l

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。

. c! q2 O1 [0 |

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。

7 h t S' q9 P
9 D4 H' j; K5 _

泰国黄色海啸预警浮标

! P: A Q2 n3 [% B5 k+ v
; Y0 C7 A1 B4 i& p( F* M

海啸预警系统的最大bug

$ {, S% Q: [; {% p# e

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。

. w9 |( J5 x, U& S; X3 {

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。

# W) c8 Q9 u" O$ N

在地震31分钟后才估算出海啸高度可能达2.74米。

+ @/ J9 B3 F! i; B5 s: K- d: 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。

7 R; e5 n" i5 C( [8 r5 V, d; X) p( f* I
% V5 z1 M p! L0 O

日立造船海啸预警系统

: e, \" x9 g. s& D# _- J# G

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。

1 h" l: j4 K- c# _# D; l+ 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”)。

% F$ a+ X& v2 @3 T3 p0 m+ r6 \
! \, ~5 P( }( P: C/ v& c8 @, q* w

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 q' W k" t) ^! V l) k
7 n( X% u) `8 w; ]: 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。

- |' b* r( v1 o9 W9 W( h5 g

然而,2011年的时候,悲剧还是发生了。

6 j' ^, j% Y% f+ l! I& G

日本海啸预警系统的漏洞与重建

1 I6 g3 h" n1 Y/ Y) s

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。

9 m4 R# U) Y) u; |# V4 ~

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 t1 k& w; f* v# I9 l

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 H. n5 v5 E( R% P# p2 N( G, Z i
( v9 I9 L. G* |

新型海啸监测系统如何做到迅速、精准?

. b: n1 M" _- x# c

80个点位的宽带传输强震监测网络

! c# i6 o% Z+ G8 @

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。

. M& A+ J6 _6 ~7 w

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。

1 L. Y. o' R( V& o9 V5 O3 [
& |0 o+ X0 _9 g4 p! B4 G3 b9 ]

精密的压力传感装置

+ v) E) d d2 {

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。

% h& b* N; R# H4 ?, e/ N2 I8 o T

261个地震监测站

0 Y! q0 i8 N- G. A- A; u

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。

* M6 o6 y8 E: o% y3 ]
- Q2 C* Z7 e2 z. w3 ?$ p4 _

3分钟内预警

3 H9 i! R/ O' {, ^7 W3 ~0 V

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

7 x6 O1 P7 S u! ]5 Y e

为什么是3分钟?

2 b% x& h; f/ l( M* M8 e

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。

% s6 G$ D9 X& K8 i ~; G1 e/ U0 U

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。

. S' h2 v7 S- A/ ^( H' K
# g. u) s- Z. ?

参考:日立造船日本官网、百度百科、云中的博客、南海网

. o- T1 e; c9 B

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!

: }: A8 J/ N- K1 `5 c) Q

最新专栏:

( u2 v( w: ]' `! K1 b0 @7 n

学习先进工厂,少走AI弯路。

6 }6 m" i, C3 T$ q0 R

戳此链接阅读电子专栏《AI工厂:思维、技术13讲》

, k# D7 @& v3 | o$ k+ c6 C
& H# L+ w7 }& K9 \. b+ w* [

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。

+ \5 M# w, z9 j+ ^

戳此链接阅读电子专栏《制造业市场研究第一期》

5 @8 u* f2 c- F! V, i
% f! ^+ |# |7 o6 k5 l l

往期文章:

" i: \, U0 w. q6 y$ }# }

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

0 C/ \ T3 s% X! M) g% x @5 E

日本试跑新型高铁:长相丑陋,却是世界第一

/ X4 J+ N( q' g7 @: 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

/ Y$ E4 {9 g3 n7 f

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

, w. F. G1 S- W/ H. O' g

你所不知道的:让日本本土厂商放弃努力的中国制造

: g% |% i0 D+ W. P

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

( m5 @9 s$ _/ K9 K$ K

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 f. Z2 H- Y2 O

欢迎留言与小编互动,与大家分享~

2 T- H9 Q. e3 Q5 T% p

你的每一条留言小编都会虚心阅读,小编一直都在:)

5 ]' U- ^- V4 W* T
- |( q, X A7 f: [ $ `! q$ S) P' H7 q ' r( q! V8 t& N/ Y 0 z: F- }* C/ I8 I \4 E n* o& N/ l. n! _& M- s9 Q3 q" u
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