利用船舶航行记录预报海啸
海啸是最具破坏性和破坏性的自然灾害之一,一旦发生,可能造成大规模死亡和基础设施破坏。沿海城市必须设法减少这些损失。虽然可以通过使用海岸防御工事来减轻其中一些损失,但在海啸发生后,个人和组织立即采取行动,对于减少往往直接发生的生命损失至关重要。
这就是为什么能够判断海啸何时发生,以及它可能的强度是如此重要。地震和海啸的实时预报在作出减灾决策时很有用。这就是为什么东京海洋科技大学的稻津大辅(Daisuke Inazu)及其同事的工作如此重要。稻津大辅(Daisuke Inazu)对研究预测自然灾害强度的方法并不陌生。他的研究经验主要是利用物理学来理解和预测海洋事件,如海啸、潮汐和风暴潮。由日本科学促进会(Japan Society for the Promotion of Science)和日本基金会(Nippon Foundation)资助,他完全适合研究海啸发生的可能性。
最电流系统用于检测海啸使用地震波观察。地震波通常由地球构造板的运动产生。然而,它们也可能是由水下发生的火山和山体滑坡造成的。地震波检测技术在预测地震的幅度和强度方面是有用的,但在预测海啸时并不总是完美。这是因为它们估计可能间接与海啸间接相关的弹性变形,有时不能准确地预测海啸如何形成。这是因为Tsunamis可以由山体内形成,这些滑坡通常由于地震和火山运动而发生。因此,这使得海啸预测比简单地预测地震的大小更困难。
AIS认识到的船舶数量不断增加,这意味着越来越多的数据可以在世界范围内用于预测和测量海啸。
因此,最好是利用近海海平面的直接观测来估计海啸的最终规模。有许多系统使用这种方法,如深海海啸评估和报告(DART)浮标预测系统。然而,虽然这些类型的天文台是可靠的,但它们的维护费用也非常昂贵,而且需要定期更换,通常在安装后几十年。由于巨大的海啸通常会在几十年到几百年的时间里在某个地方发生一次,所以维护和更换这些天文台的部分费用可能会增加。海上海啸预报需要可持续和可靠。因此,开发其他更可持续的监测和预报海啸的方法非常重要。
Inaku和他的研究人员已经开展了开创性的研究,解决了这个问题,看着使用自动识别系统(AIS)数据来预测海啸的当前和高度的可能性。
什么是AIS数据?
AIS数据是船舶的航行记录。它包括船舶的经纬度、对地速度(SOG)、对地航向(COG)和船舶航向(HDG)。所有这些信息都用来确定船的位置,以及它要去的地方。AIS数据是根据国际海事组织(IMO)的规定收集的,这意味着所有超过300总吨的船舶,以及所有客船,都需要通过甚高频(VHF)无线电传输该数据。靠近海岸的船舶AIS数据可由海岸站接收,离海岸较远的船舶可由低地球轨道卫星接收。随着海上贸易和卫星数量的增加,拥有公认AIS数据的船只数量每年都在增加。船舶的实时分布可以从许多网站上的AIS数据中得到。只要付出一定的代价,AIS数据就可以随时获取,但在如何使AIS数据在未来更容易获取方面一直在努力。
AIS数据如何帮助预测海啸?
虽然AIS数据尚未传统上用于预测海啸,但预计是有用的,因为它能够看到船舶位置的突然变化,这有助于监测海啸电流和预测波高。Inazu和他的研究团队正在努力促进关于使用AIS数据缺乏研究预测海啸的研究。通过使用来自2011年毁灭性的地震和结果海啸的数据,他们研究了船舶水平漂移和海啸电流之间的关系。
2011年Tohoku地震导致海啸达到海岸,在海啸一代后几十分钟内达到了显着的波浪高度(大于10米)。Inazu和他的研究团队使用了在此海啸期间从海上出来的16艘不同船只获得的AIS数据。他们发现从2011年到海啸海啸期间获得的AIS数据获得的测量,在海啸条件下具有重要偏差。通过进行定量调查,这些偏差被用作准确衡量海啸电流的代理,并有助于预测2011年北京海啸海岸的海啸源和波浪高度。
从这些船获得的AIS数据表明,随着海啸通过船舶,COG显着地偏离了HDG。使用数学模型,他们证明船只通过以等效速度的对角线方向移动来立即响应Tsunami电流。本研究表明,人群采购AIS数据将有助于预测海啸的源极,幅度和波浪高度。
Inazu和他的研究团队正在努力促进关于使用AIS数据缺乏研究预测海啸的研究。
在当前的AIS框架中可以在这种测量海啸的方式如此辉煌。AIS认可的船舶数量不断增加,旨在越来越多的数据可以在世界各地使用和测量海啸。这种新的人群采购数据方法具有巨大的潜力,可以改变沿海人口预测海啸的方式。
尽管提高AIS数据可靠性还有很多工作要做,Inazu博士的研究小组正在寻求通过使用实时的海岸和卫星AIS数据来提高AIS数据对海啸洋流的敏感性。在未来,利用AIS数据测量和预报海啸是一种相对便宜、有前景的方法。
这项技术的未来
虽然日本等国家已经使用了海上观测站来预测海啸,但许多发展中国家没有建立这些观测站所需的经济资源。然而,由于获取AIS数据的成本较低,东南亚和南美洲的沿海城市很可能将能够利用船舶获取的数据来监测和预报海啸。
许多沿海地区都居住的许多沿海地区,海啸灾害减缓至关重要,这就是inazu和他的研究人员如此至关重要的原因。使用AIS数据用于海啸当前监测可能是一种可持续的方式,可以确保在救生预防和基础设施损坏如此重要的地区可以减轻海啸。
个人反应
首先激起了你对发现预测海啸的有效方法的兴趣吗?