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]
2 E7 K, ?' _; p2 f( C, [* `) l
. g3 e% g9 _% Z% `4 W, q; U

小姐姐有话说:

8 l$ D7 c4 v4 W8 c, t0 H; M+ I1 V- L7 X

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。

. r" q) j! {& E/ O4 P3 q& x8 ?

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。

* y5 q) }# T' q6 X7 s
5 _) \- X9 M! o r) s* F# g

什么是海啸预警系统?

- R' l1 F3 {4 Q7 r- v& G1 k

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。

$ @* {* J( g6 K3 i0 J1 j

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。

4 e& T- T4 k' z6 M* x
/ ?! Z* {$ V8 e" L0 ~

泰国黄色海啸预警浮标

, ]& W$ v! Z7 K; C4 X1 v
8 o! M' G. k. H8 n7 P; d: C

海啸预警系统的最大bug

1 e. P# X O7 \+ O$ m

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。

- J2 {! z2 T \0 W/ |& e/ s6 V3 a: 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。

7 s" C" S {7 [* s) M

在地震31分钟后才估算出海啸高度可能达2.74米。

" K, a: Y6 @7 D* Y$ H( e3 n

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。

) G$ P6 P0 Z! `7 d: ~1 `
! B! c, ^# f" s' B

日立造船海啸预警系统

: Q4 r( A7 v _+ P; h3 \

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。

9 E3 p6 ^# U' v( y& P0 m" b$ R

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”)。

. `. H4 [8 N2 a( ~5 @. Z8 H
2 E# s4 A: ?5 { h4 Z! }4 e K) r2 q1 ^

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。

( g( A# q6 f, Y6 a
; o' q% D" D$ S4 y

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。

5 l) z6 @- c1 |4 `2 e/ i3 A ~

然而,2011年的时候,悲剧还是发生了。

7 p E6 P1 r# P( k" f% r& X5 u" W

日本海啸预警系统的漏洞与重建

- v( e$ k8 ?1 K3 X/ G

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。

) ?6 l, T2 e0 ~

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。

& Q- n$ @& o1 {. 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。

$ G: o4 J* X( g9 R
) H; C4 T( X3 b8 d: p

新型海啸监测系统如何做到迅速、精准?

* u6 k" J& o# G7 D* F5 f

80个点位的宽带传输强震监测网络

- x/ f$ P. q8 O2 z) V

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。

/ j# ]8 Z z S8 p/ R

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。

. W9 H1 i9 }6 H' j
- Y, `, @1 Z2 g1 d8 C: q- w# h: t

精密的压力传感装置

+ X& x7 {6 W& v8 ~7 K, ]

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。

8 |; A. `2 b0 y

261个地震监测站

+ L+ T' \! l: f7 y( 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。

" ]4 P# v, R8 r- d- ~. h1 v
% V# p! l- y+ |5 y: e& h

3分钟内预警

0 O7 s( t) R9 [% N, P, l0 n" t

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

" v7 Q: n2 `1 C1 U/ j- N2 K) K

为什么是3分钟?

+ L; J; M, o/ R* @2 z

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。

3 v) `8 c! h* R3 ~5 y% {

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。

+ h* l7 _( d2 l: w! O, ~6 M: X
! U# d3 n L+ s3 J4 O7 D# {

参考:日立造船日本官网、百度百科、云中的博客、南海网

9 d$ h6 n. K0 H8 y

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!

1 [# c( y, U# w. ]2 V

最新专栏:

- u( ^: Q+ P! S% m! X: ^% L5 f

学习先进工厂,少走AI弯路。

8 x/ D0 g `* C& t

戳此链接阅读电子专栏《AI工厂:思维、技术13讲》

5 ?4 P+ N' L$ m
" P, _$ E" h1 v% j+ j& L% V1 ?

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。

6 h1 ~) G. X4 a1 ?! X8 Q: ]

戳此链接阅读电子专栏《制造业市场研究第一期》

" e: h0 G: ^; B$ G
8 G c. s m. Q! e( f6 ~& o

往期文章:

2 \! Z3 g- L. h% ]2 |

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

- Y. F! v$ [8 d, q

日本试跑新型高铁:长相丑陋,却是世界第一

8 s8 o( z: t# E R+ \7 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

' A5 a5 m: ?% J* @2 _5 s9 R

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

5 T2 A ?; K+ [; o$ B9 \3 J: w1 E

你所不知道的:让日本本土厂商放弃努力的中国制造

( A; Y! R! F# s9 `. h

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

& l# {) t( a4 q& x8 n6 T

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?

1 o! L& l& ]- Y( c7 n; e9 `' y' m

欢迎留言与小编互动,与大家分享~

' Z$ u/ r2 z# F4 o- S

你的每一条留言小编都会虚心阅读,小编一直都在:)

" I( Y1 Z2 a0 G! \
" E, M7 k) l6 J; a! V) C1 O, K2 H0 A% P( N2 M8 b7 I 7 M+ I! r# Q6 |0 y |- G1 A( c ! }( A+ `' X) W% f4 B3 g1 H6 c$ }2 S7 o
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