Технология предупреждения об угорозе цунами, обеспечивающая высокую заблаговременность, надежность и достоверность

В дежурном режиме (режиме отсутствия события) производятся непрерывные наблюдения за сейсмологической и гидрофизической обстановкой.

Система переходит в тревожный режим при регистрации сильного землетрясения в акватории Тихого океана или при регистрации аномальных изменений уровня моря (практически, при отсутствии данных сейсмологической подсистемы, это может означать генерацию волн цунами несейсмологическими причинами, что теоретически возможно, но бывает крайне редко).

При регистрации сейсмологического события (в первую очередь, Р-волны), эта информация поступает в соответствующий пункт (центр) сейсмологической подсистемы . Этот пункт (центр соответствующего уровня) рассчитывает и оценивает параметры землетрясений с той степенью полноты, насколько это возможно. При использовании для обработки в оперативном режиме данных сетей РТС и цифровых СС параметры землетрясений определяются с высокой степенью надежности и достоверности, в том числе, определяются такие параметры, как глубина гипоцентра и механизм в очаге землетрясения. Эти параметры, которые по организационно-техническим причинам не определяются в настоящее время, являются крайне важными для корректного прогнозирования цунамигенности землетрясения. При очагах цунами в ближней зоне соответствующего цунамизащищаемого пункта ответственность за объявление тревоги цунами возложена на ГС РАН. Поэтому, при близком сильном землетрясении, в случае признания его цунамигенным, в первую очередь, по магнитудно-географическому критерию, соответствующая структура ГС РАН немедленно формирует и передает в каналы связи по схеме оповещения сигналы и сообщения об угрозе цунами по регламенту работы системы. Одновременно параметры землетрясения передаются в соответствующий центр СПЦ. При этом, в соответствии с регламентом международного обмена, центр СПЦ обменивается данными с зарубежными центрами СПЦ .

Специфика технологии функционирования СПЦ (и это отражено в регламентах) состоит в том, что если очаг цунамигенного землетрясения находится в ближней зоне относительно соответствующего пункта, то тревога по этому пункту (или району) объявляется немедленно.

Поэтому ниже, в основном, описывается технология функционирования СПЦ при условии наличия резерва времени для анализа ситуации и принятия решений.

Если землетрясение находится в дальней зоне Тихого океана, то всегда есть резерв времени для приема данных от зарубежных центров и более детального сравнительного анализа данных.

Центр СПЦ, получив предварительные параметры и оценку цунамигенности землетрясения, немедленно начинает анализ поступающей информации.

Одновременно начинается непрерывная обработка данных с гидрофизической (уровенной) сети СПЦ. До момента регистрации волны цунами данные ТРЦ используются для анализа и учета приливных составляющих и других гидрологических компонент (нагоны, сейши и др.).

АПК центра СПЦ производит предварительный расчет кинематических характеристик цунами (времен добегания и, соответственно, времен подхода волн цунами к цунамизащищаемым пунктам). Для тех пунктов, для которых есть резерв времени для объявления тревоги, производится уточнение времен подхода волн цунами, как с использованием различных алгоритмов, так и на основе данных уровенной сети. Определив времена подхода волн цунами до пунктов побережья, формируется график подачи сообщений об угрозе цунами.

Следующий этап - предвычисление динамических характеристик волн цунами (оценка высот волн в пунктах побережья). Сначала (до момента регистрации волны цунами уровенной сетью) такая оценка производится с использованием информации из баз данных предварительно выполненных вычислительных экспериментов от модельных источников, расположенных в точке с координатами эпицентра землетрясения.

При наличии резерва времени, ведется непрерывный анализ поступающей информации с уровенной сети, роль которой в СПЦ чрезвычайно велика. Использование ТРЦ позволит однозначно судить о возникновении волны цунами. Прямое измерение уровня моря даст возможность или полностью исключить опасность прихода волны цунами или точно определить, как сам факт возникновения волны, так и основные параметры. Методика обработки сигнала (уровня моря) включает детектирование волны цунами, оценку времени прихода, амплитуду первой волны и др.

Если сигналы об угрозе цунами уже переданы в соответствующие пункты, то наличие инструментальных наблюдений за уровнем моря позволяет подтвердить или отменить тревожное сообщение. В этом случае, соответствующий пункт уровенных наблюдений является "часовым" цунами для других пунктов, до которых волна доходит позже.

Крайне важным этапом анализа ситуации и принятия решений является оценка степени опасности цунами для пунктов побережья . Результаты предвычисления динамических характеристик уточняются с помощью итерационных процедур с учетом данных о регистрации волн цунами в пунктах и их характеристик. Оценка степени опасности цунами для пунктов побережья производится следующим образом:

* производится ряд итерационных процедур расчета динамических характеристик

* с учетом точной батиметрии в акватории пункта оценивается механизм трансформации волны при выходе на берег и, соответственно, высота волны, механизм и величина заплеска.

* с учетом физико-географических особенностей расположения населенного пункта или объекта и рассчитанных динамических характеристик оценивается степень опасности цунами для конкретного пункта.

Важное место в технологии функционирования СПЦ занимают локальные системы предупреждения о цунами . Они создаются в двух основных случаях:

* в особо цунамиопасных пунктах, для которых время подхода волн цунами от возможных очагов минимально (от 15 -20 минут)

* для обеспечения особо надежного и достоверного предупреждения об угрозе цунами для особо важных объектов.

В 1-м случае иерархическая региональная система заведомо не способна обеспечить своевременное предупреждение об угрозе цунами.

При расположении очага землетрясения в непосредственной близости от пункта размещения ЛС, она, кроме обеспечения оперативного и надежного предупреждения об угрозе цунами данного пункта, является надежным источником достоверной информации для соответствующего центра СПЦ.

Таким образом, при условии выполнения вышеописанных технологических процедур в территориальном центре СПЦ оперативный персонал СПЦ получает следующую информацию:

1. При очагах землетрясений в ближней зоне (резерва времени нет):

* где произошло землетрясение

* его основные параметры (координаты, время в очаге, магнитуда по одной волне)

* степень цунамигенности землетрясения

* времена подхода волны цунами к пунктам

2. При удаленных очагах (имеется резерв времени):

* расширенный спектр параметров землетрясения (координаты, время в очаге, магнитуды по различным волнам, глубину гипоцентра, механизм в очаге)

* времена подхода волн цунами к пунктам побережья (с возможностью уточнения по мере поступления новых данных)

* инструментально зафиксированные волны цунами и их характеристики

* динамические характеристики волн цунами (высоты волн, заплески и т.п.), предвычисленные для конкретных пунктов побережья

* информацию из постоянно пополняемых баз данных

Располагая этой информацией и, кроме того, информацией из других центров СПЦ России и зарубежных центров, оперативный персонал СПЦ проводит анализ ситуации, принимает решение об угрозе цунами, определяет адресность и очередность подачи сообщений, на базе АРМ формирует с оответствующие сообщения и передает их в каналы связи в соответствии со схемами оповещения .

Отмена угрозы цунами производиться по данным уровенной сети СПЦ. Состояние угрозы цунами отменяется, если в течение нормативного времени после начала землетрясения ни один уровенный пункт не зафиксировал факт прихода волны цунами.

Таким образом, внедрение в практику работы СПЦ России описанных аппаратно-программных комплексов и технологий, обеспечит безусловное снижение вероятности пропусков цунами и ложных тревог и существенное повышение оперативности, надежности и достоверности предупреждения о цунами.