海啸预警:我们的实力能力

来源:   发布时间:2015-05-20 16:40:14 
分享到

记者 张斌键
有人说,现在的地球已被调成“震动状态”,从而导致海啸灾害频发。据统计,在20世纪,重要的海啸灾害平均每6年发生1次,但进入21世纪后,海啸灾害陡然变得频繁,平均每年1次。没有人能解释其中原因,但越来越多的国家已开始重视和关注海啸灾害,并积极探索有效的预报手段,来尽可能降低海啸带来的损失,保障人民生命财产安全。
11月27日,国家海洋环境预报中心(以下简称“预报中心”)加挂了国家海洋局海啸预警中加挂了国家海洋局海啸预警中心的牌子。作为海啸预警中心的主要依托单位,预报中心近年来一直积极探索、创新海啸预报模式与手段,并于“3·11”日本海啸等事件中,准确发布相关预警报,取得了良好成效,并获得了国际认可。
3个自主研发的模型
如果海底发生地震,海啸时间传播模型会第一个发挥作用。这是预报中心自主研发的模型,每当海底发生地震,它就能迅速算出海啸波到达我国近岸的时间,计算时间较为精准,误差不超过半个小时,迅速的海啸预警将在第一时间提醒沿海居民采取防御措施。
预报中心副主任于福江介绍说,对于发生在西太平洋海域的地震,其计算时间约为半分钟;对于发生在全球其他海域的地震,其计算时间约为2.5分钟。而如果用联合国教科文组织政府间海洋学委员会提供的可执行程序计算西太平洋海域地震引发的海啸,则需要4分钟~5分钟,没有该模型计算得快。
同时,预报中心还研发了一套海啸数值预报模型,它不仅能精确计算出海啸波到达我国近岸的时间,还能计算出我国近岸的海啸波高。
这一模型于2005年开始业务化运行,采用球面坐标,适用于大范围计算,其空间分辨率为2′(宽度约为3公里~4公里的网格),有近300万个格点。由于其计算量非常之大,预报中心近两年来开发的该模型的并行版本,极大地缩短了运行时间。那具体要花费多长时间呢?于福江举例说,如果是计算西太平洋海域地震引发的海啸,其计算时间约为2.5分钟。而事实上,在相同水深、相同震级的条件下,由于没有采用并行计算,美国和日本的计算时间则要30分钟~40分钟。
为了更准确地预报海啸灾害,对预报精度的要求也在不断提高。去年,日本将其海啸预警数据库的空间分辨率提高到1′(宽度约为2公里的网格)。预报中心也意识到高分辨率的精细化预报将大幅提高沿海地区应对海啸灾害的能力,也积极研发,并于今年成功开发出了基于非结构网格的海啸漫堤预报模型。该模型覆盖了西北太平洋、南中国海等海域,可以对海啸发生后我国近岸可能出现的情况进行精细化模拟,其最大分辨率约为100米,可有效开展沿岸漫堤风险预报。由于采用了MPI并行计算技术,其运算速度十分惊人,如只计算西北太平洋和南中国海区域地震引发的海啸最大波高的话,可于1分钟内计算出结果。
2个值得关注的模型
除了自主研发的上述3个模型外,还有2个模型也值得关注,分别是太平洋海啸数值预报模型和海啸波漫滩预报模型。
目前我国采用的越洋海啸数值预报模型是由美国研发的,这一模型实现了多重自适应网格,大大节省了海啸计算时间,可用于如2010年智利海啸数值预报等越洋海啸的预报。然而,预报中心并未满足于此,而是积极研发更先进的预报模型,来替换现有模型。
于福江说:“我们正在试图开发覆盖整个太平洋的、采用三角非结构网格的数值预报模型,来计算越洋海啸对我国产生的影响。”他介绍说,由于该模型须覆盖整个太平洋,工作量很大,所以仍需时间进行修订完善,预计距离其正式运行的时间已经不远了。他还举例说,根据预报中心的测试,如果运用这一模型计算智利海域地震引发海啸对我国的影响,需要两个小时。虽然时间较长,但海啸波从智利传到我国需要约20多个小时,这已足够我国近岸及时采取相关措施。
海啸波漫滩预报模型则是另一种情况。对于海啸波漫滩预报,预报中心已有较为成熟的预报技术,能准确预报海啸波到达的位置、哪些地区需要疏散群众等。但由于无法获得准确的沿海海堤、陆地高程等基础资料,这项技术的业务化运用还有待时日。
1处无可奈何的软肋
海底地震一定能引发海啸吗?答案是不一定。“我们发现,有时候一个8.5级地震引发的海啸可能很小,而有些7级~8级地震引发的海啸却很大。”于福江说。“地震发生后的4分钟~9分钟内,我们就能获得地震震级等数据,但如果只采用地震参数做海啸预警,可能导致海啸预警的准确度很差。”
要判断地震是否能引发海啸,有两种手段可以解决。一是从震源机制上来解决,这就必须依赖高密度的地震观测站。然而,海上的地震观测站只存在于少数的几个岛屿上,而在海底布设地震观测点的代价又很高。因此,目前美国和中国等国的地震监测机构,需要近1个小时才能计算出当次地震的震源机制,若由此来进行海啸预报,对于局地海啸为时已晚。
另一种方法便是依赖海啸浮标。“只要得到海啸浮标获取的水位数据,我们便可以判断海底地震是否会引发海啸,并预测海啸的灾害影响。”于福江说。2011年3月11日,在日本发生地震后,日本气象厅仅根据地震参数得出的结论是海啸波高只有3米。直到后来,日本近岸的GPS浮标测得的数值加大,日本气象厅才不断修正预警中的海啸波高。接下来发生的实际情况是,日本岩手、宫城近岸海啸波高达10米以上,部分地区甚至达到数十米,给日本近岸造成了严重损失。海啸浮标的作用由此可见一斑。
为此,环太平洋各国都加强了海啸预警的合作机制,并完成了对各国海啸浮标数据的共享。对于西太平洋发生的海啸灾害,我国可以参考美国、俄罗斯、日本等国在西太平洋沿岸布设的海啸浮标数据。但对于南中国海发生的海啸灾害,则只能依赖于我国在南海布设的2个海啸浮标。然而,正是这两个关系到南中国海周边各国人民生命财产安全的海啸浮标,却屡遭破坏。目前,这两个海啸浮标无一正常运行,成为我国海啸预警报工作中无可奈何的软肋。
万般无奈之下,在征得联合国教科文组织政府间海洋学委员会的同意后,预报中心将所属海啸浮标回收回来,在其外观喷上了IOC(联合国教科文组织政府间海洋学委员会的英文缩写)的标志……查看全文:http://epaper.oceanol.com/shtml/zghyb/20131205/66836.shtml

Copyright © 2004-2014 hycfw.com Inc. All Rights Reserved. 山东海洋网络科技有限公司 版权所有
用微信扫描二维码
分享至好友和朋友圈
x