基于GPS的新技术将海啸预警时间提前20分钟*



基于GPS的新技术将海啸预警时间提前20分钟*

刘文浩※编译

(中国科学院兰州文献情报中心， 兰州730000)

2016年2月12日， 《地球物理研究通讯》(Geophysical Research Letters)刊发题目为《局部海啸预警： 基于近期海啸事件的分析》(Local tsunami warnings: Perspectives from recent large events)文章称， 美国加州大学伯克利分校的研究人员提出了一种全新的计算模型， 可以基于现有全球定位系统(GPS)的实时监测数据， 计算海底地震的强度， 从而提前预报由其引发海啸的强度和抵岸时间。 这项技术将把传统海啸预警时间提前近20 min， 而且无需增加新的设备投资， 将有利于沿海社区提前实施应灾准备， 减少海啸的影响。

由地震引发的海啸较为少见， 但是， 这种海啸破坏力极强， 其可以在几分钟之内到达海岸线。 因此， 快速、 准确地提前预警对于沿海社区居民的安危至关重要。 当前系统使用地震仪器来监测海底地震的震动， 并且发布海啸预警。 具体说， 就是用地震检波器来监测地震时的震中、 地震大小和深度。 但是， 海啸的强度并没有和地震大小直接关联。 此外， 随着地震增强至7.5～8级， 其大小记录便出现误差。 地震仪在高震级地震时无法准确记录其大小， 而且这一过程往往是在海底地震发生过后的5～10 min才进行， 这种预警并不能提供海啸的具体大小信息，也不能确定其何时到达， 详细地获取海啸的强度信息耗时更要超过20 min。 然而， 一个精确的地震海啸预警系统需要能在地震波到来之后尽快准确捕捉， 这样才能精确预测随之而来的海啸。 但是， 这种监测过程在地震发生之后往往会有20～30 min的延迟。 日本在2011年福岛核电站事件引发海啸之后就是使用了这种传统方法， 他们估算地震震级为7.9， 对其产生的海啸强度估算也过于保守， 而实际发生震级高达9级， 海啸浪高达30 m， 席卷日本内地约10 km范围地区， 造成严重破坏。

※通讯作者： 刘文浩， e-mail: liuwh@llas.ac.cn。

在该研究中， 研究人员利用来自全球数以百计的地球物理监测站的实时GPS监测数据来估计地震引发的海底变形。 GPS在全球范围内已被用于监测板块运动， 监测地震对陆地景观的影响。 该研究认为， 现有的GPS其实也可以被用于更快、 更准确的预测海啸发生的规模。 研究提出了一个如何将GPS数据合并到海啸预警计算的全新模型。 研究人员利用4个近期发生的海啸地震验证了这种预警模型的准确性。 基于对每次事件中地震来源、 海啸的发生以及洪水的传播速度的检验记录， 发现该系统可以在海底地震发生1～2 min之后发出海啸预警， 海啸浪高信息在不到2 min的时间内便可以计算得出。 预警机构可以利用这些信息来确定海啸强度， 并在2～3 min之内提供给沿海社区。 在这种紧急时刻， 及时、 精确的预警信息意味着极大可能的降低灾害影响。 研究人员表示， 该研究中并没有部署新的仪器， 只是改变了现有GPS观测系统使用的思维。

美国国家海洋和大气管理局(National Oceanic and Atmospheric Administration， NOAA)也正在将GPS的实时数据整合到现有的海啸和地震预警系统中。 目前， NOAA下属的太平洋海啸预警中心(Pacific Tsunami Warning Center， PTWC)能够准确估计的地震震级约7.8～8级， 计算过程通常在地震发生后的2～4 min进行。 利用GPS数据， 将能够实现8级甚至更大地震的精准预报， 并在同一时间框架内提供关于海啸灾害的更多详细信息。 研究人员称， 该研究的目标是为整个美国西海岸创建一个区域性海啸预警系统。

文献来源： Melgar D， Allen R M， Riquelme S. Local tsunami warnings: Perspectives from recent large events. Geophys. Res.Lett.， 2016， 43(3): 1109-1117. doi:10.1002/2015GL067100

中图分类号：P315；

文献标识码：D；

doi:10.3969/j.issn.0235-4975.2016.03.005

* 收稿日期：2016-03-03； 采用日期： 2016-03-15。 2016-03-03； 采用日期： 2016-03-15。

※通讯作者： 刘文浩， e-mail: liuwh@llas.ac.cn。