Was sind Tsunami-Warnbojen? Wissen Sie, was es bewirkt?

1. Einführung in Tsunami-Warnbojen

Tsunami-Katastrophen sind schwere Meereskatastrophen, die allein seit dem 21. Jahrhundert weltweit mehr als 250.000 Todesopfer und Menschenleben gefordert haben. Tsunami-Warnbojen gelten international als wirksames Mittel zur Früherkennung und Überwachung von Tsunami-Wellen und bilden die Kernausrüstung der neuen Generation von Tsunami-Warnsystemen. Tsunami-Warnbojen verwenden hochpräzise Drucksensoren, die auf dem Meeresboden angebracht sind, um Veränderungen des Meeresspiegels zu überwachen, Tsunami-Wellen oder anormale Schwankungen automatisch zu erkennen und in Echtzeit zu melden. Sie zeichnen sich durch eine sensible Reaktion, genaue Daten und starke Echtzeitleistung aus.

Die Tsunami-Warnboje besteht aus zwei Teilen. Der auf dem Meeresboden platzierte Tsunami-Detektor kann die Funktionen der Erfassung und Verarbeitung von Meeresbodendruckdaten sowie der Beurteilung und Meldung von Tsunami-Wellen übernehmen. Die auf der Meeresoberfläche verankerte Boje empfängt die vom Tsunami-Detektor am Meeresboden gesendeten Daten und übermittelt sie nach der Bearbeitung und Verarbeitung per Satellit an das Bodenkontrollzentrum. Ebenso kann das Bodenkontrollzentrum Anweisungen per Satellit an die Meeresoberflächenboje übermitteln und diese dann mithilfe des akustischen Kommunikationsgeräts in Echtzeit an den Tsunami-Detektor weiterleiten.

Abbildung 1 Tsunami-Warnbojensystem

2. Durchbruch bei wichtigen Kerntechnologien und Erreichen der internationalen Führungsposition

Mein Land wurde 1983 offiziell Mitglied der Internationalen Tsunami-Koordinationsgruppe und seitdem hat das Ministerium für natürliche Ressourcen (früher die Staatliche Ozeanverwaltung) mit der Tsunami-Warnung meines Landes begonnen. Mit Unterstützung nationaler wissenschaftlicher Forschungsprojekte wie dem Marine Public Welfare Special Project übernahm das National Marine Technology Center die Führung bei der Entwicklung eines Tsunami-Warnbojensystems, füllte damit die technologische Lücke im Inland und spielte eine wichtige Rolle im Tsunami-Warnsystem meines Landes.

Durch jahrelange Forschung und Entwicklung von Tsunami-Warnbojen haben wir einen Algorithmus zur Tsunami-Wellenerkennung mit unabhängigen geistigen Eigentumsrechten entwickelt, Durchbrüche bei wichtigen Kerntechnologien wie der Echtzeit- und zuverlässigen Übertragung von hydroakustischen Daten und Satellitendaten erzielt, die Tsunami-Warnzeit verkürzt und wichtige technische Unterstützung für den kommerziellen Betrieb von Tsunami-Warnungen bereitgestellt. Die technischen Errungenschaften der Tsunami-Warnboje wurden mit dem zweiten Preis des Marine Science and Technology Award 2021 ausgezeichnet und ihre technische Leistung hat ein internationales Spitzenniveau erreicht.

Die maximale Betriebstiefe der Tsunami-Warnboje kann 6000 m erreichen. Es verwendet hochpräzise Drucksensoren und digitale Filtertechnologie, um eine Meeresspiegelmessauflösung von 1 mm zu erreichen. Es ist intern mit einem auf Newton-Interpolationspolynomen basierenden Algorithmus zur Erkennung und Erkennung von Tsunamiwellen ausgestattet, der Tsunamiwellen mit einer Amplitude von mehr als 3 cm automatisch identifizieren kann. Die Überwachungsdaten werden in Echtzeit über hydroakustische Kommunikation und Satellitenkommunikation an den Boden übermittelt und melden Daten zur Amplitude und Zeit der Tsunamiwelle. In Kombination mit einer Datenbank mit Ausbreitungsmustern von Tsunamiwellen werden Zeitreihendaten von einer oder mehreren Tsunamibojen invertiert, um die Tsunamigefahr für den gesamten Ozean abzuschätzen und Eingabeparameter für Punkt-für-Punkt-Überschwemmungsvorhersagemodelle für potenziell betroffene Küstengemeinden bereitzustellen. Durch die direkte und Echtzeitüberwachung der Tsunami-Energie in der Tiefsee außerhalb der Tsunami-Quelle können Aktualität und Genauigkeit von Tsunami-Warnungen verbessert werden. Eine kontinuierliche Überwachung der Ozeane kann die Genauigkeit und Aktualität von Tsunami-Vorhersagen erheblich verbessern und den Katastrophenschutzbehörden bei Entscheidungen zur Evakuierung oder Katastrophenhilfe helfen.

Die Tsunami-Warnboje wurde im Südchinesischen Meer erfolgreich vorgeführt und von 2015 bis 2016 wurden vier Tiefseetests durchgeführt, darunter ein 3.871-Meter-Test und ein 108-tägiger Anwendungsdemonstrationstest. Es wurden erfolgreich hochpräzise Messungen des Meeresspiegels, Datenverarbeitung und -berechnungen, die Beurteilung und Identifizierung von Tsunamiwellen, das nahtlose Umschalten zwischen mehreren Arbeitsmodi sowie Funktionen zur Datenberichterstattung in Echtzeit und nach Zeitplan realisiert und gute Ergebnisse im Demonstrationsbetrieb erzielt. Im Testseegebiet kann die Tsunami-Warnboje den durch die drei Verwerfungen im nördlichen Teil des Manilagrabens verursachten Tsunami innerhalb von 15 bis 45 Minuten überwachen und bietet damit eine Warnzeit von etwa 2 Stunden für die Insel Hainan und 3 bis 5 Stunden für die Küstengebiete von Guangdong, Fujian, Zhejiang und anderen Festlandgebieten. Dadurch wurden die Kapazitäten meines Landes zur Tsunami-Überwachung und Frühwarnung wirksam verbessert und starke Garantien für die Entwicklung der Meereswirtschaft in den Küstenprovinzen und -städten geschaffen.

Abbildung 2: Im Südchinesischen Meer eingesetzte Tsunami-Warnbojen

Abbildung 3 Einsatz des Unterwassersubsystems der Tsunami-Warnboje