基于海啸单位源数据库的南中国海区域海啸数值预报方法

1

作者 李宏伟 孙立宁 +3 位作者 王宗辰 徐志国 王培涛 史健宇 《海洋预报》 CSCD 北大核心 2023年第1期21-27,共7页

基于全球俯冲带板片模型Slab 2.0将马尼拉海沟划分为80个海啸单位源,构建了海啸单位源数据库,建立了基于单位源数据库方法预报海啸的业务化流程。经过与现有海啸数值模型计算结果的比对,单位源数据库预报的最大海啸波幅平均预报一致性... 基于全球俯冲带板片模型Slab 2.0将马尼拉海沟划分为80个海啸单位源,构建了海啸单位源数据库,建立了基于单位源数据库方法预报海啸的业务化流程。经过与现有海啸数值模型计算结果的比对,单位源数据库预报的最大海啸波幅平均预报一致性可以达到88%,能够满足业务化需求。 展开更多

关键词 海啸 预警 单位源 Slab 2.0

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1994年发生在台湾海峡的一次地震海啸的数值模拟 被引量：35

2

作者 于福江 叶琳 王喜年 《海洋学报》 CAS CSCD 北大核心 2001年第6期32-39,共8页

建立了一个地震海啸数值模式 ,模式包含越洋海啸传播部分和近岸海啸变形部分 ,在越洋海啸传播部分中采用线性浅水方程 ,使用蛙跃格式求解 ,并且选择合适的空间步长与时间步长 ,使差分格式中产生的数值频散与包辛尼斯克方程中的物理频散... 建立了一个地震海啸数值模式 ,模式包含越洋海啸传播部分和近岸海啸变形部分 ,在越洋海啸传播部分中采用线性浅水方程 ,使用蛙跃格式求解 ,并且选择合适的空间步长与时间步长 ,使差分格式中产生的数值频散与包辛尼斯克方程中的物理频散一致 ,这样在不影响海啸数值计算精度的前提下 ,节省了计算机的机时与内存 .在近岸海啸变形部分的计算中 ,考虑了非线性对流项与海底摩擦项 .同时该模式采用了多重网格嵌套技术 ,提高了所关心地区的计算精度 .利用这个地震海啸模式模拟了 1 994年发生在台湾海峡的一次地震海啸 ,结果与观测记录较吻合 .这个模型已用于我国沿海核电站可能最大地震海啸的数值计算 . 展开更多

关键词 地震海啸 海啸灾害 数值模拟 1994年 计算机 台湾海峡

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越洋海啸的数值模拟及其对我国的影响分析 被引量：19

3

作者 王培涛 于福江 +1 位作者 赵联大 刘秋兴 《海洋学报》 CAS CSCD 北大核心 2012年第2期39-47,共9页

简要介绍了地震海啸产生的物理机制、海啸波在大洋中的传播特性以及海啸所具有的超强破坏力可能引发的巨大灾害;概述了全球地震海啸发生的频率和太平洋区域历史海啸的时空分布;整理分析了我国沿海发生海啸的频次和空间分布。针对越洋海... 简要介绍了地震海啸产生的物理机制、海啸波在大洋中的传播特性以及海啸所具有的超强破坏力可能引发的巨大灾害;概述了全球地震海啸发生的频率和太平洋区域历史海啸的时空分布;整理分析了我国沿海发生海啸的频次和空间分布。针对越洋海啸传播的特点,采用基于波浪追逐原理和自适应网格加密技术的海啸数值模型对1960智利海啸进行了数值模拟,将模拟的结果与历史记录进行了对比,验证了模型的可靠性。通过对数值模拟结果的分析,初步讨论了我国沿海地区越洋海啸的危险性,并定量阐述了越洋海啸对我国各海区的影响。 展开更多

关键词 越洋海啸 数值模拟 影响分析 自适应网格加密技术

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海啸波传播的线性和非线性特征及近海陆架效应影响的数值研究 被引量：6

4

作者 王培涛 于福江 +1 位作者 范婷婷 董剑希 《海洋学报》 CAS CSCD 北大核心 2014年第5期18-29,共12页

浅水方程被广泛应用于海啸预警报业务及研究,而针对线性浅水方程与非线性浅水方程在不同海区水深地形条件下的适用范围、计算效率问题是海啸研究人员急需了解的。本文应用基于浅水方程的海啸数值预报模型就海啸波在南海、东海传播的线... 浅水方程被广泛应用于海啸预警报业务及研究,而针对线性浅水方程与非线性浅水方程在不同海区水深地形条件下的适用范围、计算效率问题是海啸研究人员急需了解的。本文应用基于浅水方程的海啸数值预报模型就海啸波在南海、东海传播的线性、非线性特征以及陆架对其传播之影响进行了数值分析研究。海啸波在深水的传播表征为强线性特征,此时线性系统对海啸波幅的模拟计算具有较高的精度和效率,而弱的非线性特征及弱的色散特征对海啸波幅的预报影响甚微,可以忽略不计。海啸波传播至浅水大陆架后受海底坡度变化、海底粗糙度等因素影响,波动的非线性效应迅速传播、积累,与线性浅水方程计算的海啸波相比表现出较大差异,主要表现为:在南海区,水深小于100m时,海啸波首波以后的系列波动非线性特征比较明显,两者波幅差别较大,但首波波幅的区别不大,因此对于该区域在不考虑海啸爬高的情况下,应用线性系统计算得到的海啸波幅也可满足海啸预警报的要求;在东海区由于陆架影响,海啸波非线性特征明显增强,水深小于100m区域,首波及其后系列波波幅均差异较大,故在该区域必须考虑海啸波非线性作用。本文就底摩擦项对海啸波首波波幅的影响进行了数值对比分析,结果表明:底摩擦作用对海啸波首波波幅影响仅作用于小于100m水深。最后,该文通过敏感性试验,初步分析了陆架宽度及陆架边缘深度对海啸波波幅的影响,得出海啸波经陆架传播共振、变形后,海啸波幅的放大或减小与陆架的宽度及陆架边缘水深有关。 展开更多

关键词 海啸波 线性和非线性 浅水方程 陆架效应 数值研究 底摩擦

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基于数值模拟的渤海海域地震海啸危险性定量化研究 被引量：5

5

作者 王培涛 高义 +1 位作者 于福江 范婷婷 《海洋学报》 CAS CSCD 北大核心 2014年第1期56-64,共9页

根据地震海啸产生的条件,结合渤海海域的地形特征、地质构造、地震学特征和历史地震及海啸记录对渤海海域潜在的地震海啸进行了数值模拟研究。分析了渤海可能引发地震海啸的震源区域,讨论了渤海发生海啸灾害的可能性。文中通过数值模拟... 根据地震海啸产生的条件,结合渤海海域的地形特征、地质构造、地震学特征和历史地震及海啸记录对渤海海域潜在的地震海啸进行了数值模拟研究。分析了渤海可能引发地震海啸的震源区域,讨论了渤海发生海啸灾害的可能性。文中通过数值模拟再现了渤海历史上几次规模较大的地震事件可能引发的海啸情景,研究分析了可能的地震海啸在渤海及周边海域的传播过程及波动特征.地震海啸传播模型采用基于四叉树原理的自适应网格加密技术,有效解决了局部分辨率与计算效率之间的矛盾。数值计算包括地震海啸产生及传播过程。利用该模型对渤海潜在的地震海啸进行了数值计算,基于数值计算结果定量阐述了渤海海域潜在地震海啸对渤海局部岸段及北黄海沿岸的影响,给出了渤海可能地震海啸危险性划分;研究结果将为我国海啸危险性分析和海啸预警技术研究工作提供技术支持。 展开更多

关键词 渤海地震海啸 数值模拟 四叉树 海啸预警

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基于GIS的海啸预警信息系统集成框架 被引量：5

6

作者 孙美仙 丁照东 +2 位作者 赵联大 于福江 滕骏华 《海洋学研究》 2009年第4期108-116,共9页

预先利用CTSU海啸数值模型模拟出可能存在的各种假想海啸源。运用海啸数值计算模型,分别就5个不同震级（6.5、7.0、7.5、8.0、8.5）、6个不同震源深度（0、20、40、60、80、100 km）的1 400多个假想海啸源进行海啸数值模拟,模拟的时间... 预先利用CTSU海啸数值模型模拟出可能存在的各种假想海啸源。运用海啸数值计算模型,分别就5个不同震级（6.5、7.0、7.5、8.0、8.5）、6个不同震源深度（0、20、40、60、80、100 km）的1 400多个假想海啸源进行海啸数值模拟,模拟的时间步长为1 min,空间网格以2′为间隔,模拟区域为104° -132°N、0° -32°E。按照引发海啸的级别不同,将数模计算结果存贮于数据库之中,并在应用时基于GIS网格建立快速内插索引,自动输出预警信息,并在GIS界面中提供可视化表达。系统采用模板文件来定义预警分析的范围和内容。在海啸预警分析时,系统主要使用以下4个模板：（1）海啸源网格模板,该模板定义了整个预警场中可能存在的海啸源地理位置和相关属性;（2）海啸预警网格框架模板,此模板定义了整个海啸预警分析场中最后需要汇总的岸线网格位置;（3）海啸预警岸段网格模板,该模板用来定义预警网格归于哪一个岸段;（4）海啸预警城市网格模板,这个模板可以定义用户最为关心的重点城市的海啸预警信息。系统采用GIS界面,预警分析操作十分简单,系统运算也非常快,输入地震的精确位置、地震强度以及震源深度3个参数后,系统将自动执行一系列运算,在1 -2 min内便可计算出所有海啸预警信息,并自动将预警信息在GIS界面中显示出来。最终以web网页的形式向公众发布海啸预警信息,达到了快速海啸预警分析的目的。网页开发采用Ajax技术,同时借助Google Maps API函数实现了预警信息的显示与维护。网络客户端仅需要1个浏览器,就可以实现有关信息的查询。系统在海量数据存贮、快速查询和分析等方面较好地解决了相关的技术难点,它对提高海啸防灾减灾科学决策能力具有重要意义。 展开更多

关键词 海啸预警 数据库 GIS 信息系统

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台湾海峡一次海啸的初步数值模拟 被引量：4

7

作者 姚远 蔡树群 王盛安 《热带海洋学报》 CAS CSCD 北大核心 2009年第2期1-6,共6页

应用一个三维斜压陆架海模式——HAMSOM模式,首先对台湾海峡内的背景潮汐场进行了数值模拟,随后将一个参数化公式作为强迫条件,对1994年发生在海峡内的一次海啸进行模拟,结果与实测数据比较吻合。还分析了海啸波在海峡沿岸的分布情况及... 应用一个三维斜压陆架海模式——HAMSOM模式,首先对台湾海峡内的背景潮汐场进行了数值模拟,随后将一个参数化公式作为强迫条件,对1994年发生在海峡内的一次海啸进行模拟,结果与实测数据比较吻合。还分析了海啸波在海峡沿岸的分布情况及其对沿岸区域的影响状况,结果表明该次海啸波动对海峡沿岸区域的影响不大。 展开更多

关键词 地震海啸 潮汐 数值模拟 台湾海峡

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从2011海啸演习看中国海啸危害 被引量：3

8

作者 侯京明 王培涛 赵联大 《海洋科学》 CAS CSCD 北大核心 2013年第12期84-89,共6页

2011年11月,联合国教科文组织政府间海洋学委员会(IOC/UNESCO)发起了代号为"Exercise Pacific Wave 11"的跨国海啸演习,演习区域为整个太平洋海区。中国应邀参加了本次演习,演习在我国海域地震带上假设了两个震源,分别位于琉... 2011年11月,联合国教科文组织政府间海洋学委员会(IOC/UNESCO)发起了代号为"Exercise Pacific Wave 11"的跨国海啸演习,演习区域为整个太平洋海区。中国应邀参加了本次演习,演习在我国海域地震带上假设了两个震源,分别位于琉球海沟和马尼拉海沟。为了评估这两个潜在海啸对我国的影响,本文采用数值模拟的方式,对其进行了计算。计算结果表明:这两处震源所引发的海啸均能对我国造成灾害性影响,受影响严重的省市有江苏、上海、浙江、福建、广东和海南等;从传播时间图上看,若发生大海啸,海啸波将在5 h内,陆续影响沿海各省市;相比琉球海沟,马尼拉海沟震源产生的海啸会更快到达我国沿岸。 展开更多

关键词 海啸 演习 数值模拟

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全球海啸灾害事件统计及预警系统简述 被引量：3

9

作者 侯京明 李涛 +1 位作者 范婷婷 闪迪 《海洋预报》 北大核心 2013年第4期87-92,共6页

统计分析了全球历史海啸灾害数据,结合相关海啸研究成果,给出了全球海啸的分布特点及历史重大事件,并介绍了全球海啸预警系统、数值技术以及海啸监测等防灾情况。

关键词 全球海啸 分布 防灾对策

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基于海底压力测量的海啸预警方法研究 被引量：1

10

作者 贾立双 任炜 +2 位作者 李家军 冯志涛 商红梅 《海洋技术学报》 2017年第3期108-111,共4页

海啸是一种具有极大破坏力的海洋灾害,及时准确的海啸预报可大幅降低人民生财产损失。文中介绍了一种新的海啸灾害预警方法。该方法针对海啸预警需求,分析海啸波和海洋中的其他波动特性,以海底高精度压力测量为核心并消除噪声信号影响,... 海啸是一种具有极大破坏力的海洋灾害,及时准确的海啸预报可大幅降低人民生财产损失。文中介绍了一种新的海啸灾害预警方法。该方法针对海啸预警需求,分析海啸波和海洋中的其他波动特性,以海底高精度压力测量为核心并消除噪声信号影响,可实现深海远距离海啸实时预警。以该方法为基础研制的海啸监测仪可实时监测并识别海啸波,从根本上降低海啸预警误报、漏报的概率,提高海啸预警系统的性能,及时为决策者提供信息,有效降低海啸灾害带来的损失。 展开更多

关键词 海啸 预警 压力测量 潮波

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实时海啸监测和预报技术 被引量：3

11

作者 刘佳佳 《海洋技术》 2007年第1期20-25,共6页

介绍了日本和美国的海啸预警系统,特别介绍了NOAA的深海海啸评估及预警系统(DART)的系统组成以及工作原理,并针对用于海啸预报方法的模型(MOST)进行了阐述。

关键词 海啸预报 实时监测 DART MOST

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海啸地震震源机制解统计

12

作者 侯京明 徐志国 《海洋通报》 CAS CSCD 北大核心 2014年第4期391-396,共6页

为探索海啸地震发震时的规律,统计分析了1976-2010年的美国全球CMT地震矩心矩张量数据,并结合美国海洋与大气局的海啸灾害数据库,从海啸事件和较大海啸事件两个方面对震源机制解展开了对比统计分析,给出了海啸地震在震源方面的统计特征。

关键词 海啸地震 震源机制解 特征

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浅议海啸及中国的海啸灾害

13

作者 刘绍文 《科学》 北大核心 2011年第3期39-41,共3页

2011年3月11日北京时间13时46分，日本东北部本州岛仙台港以东约130公里处的海域发生里氏9．0级特大地震，震源深度为10公里，东京地区有强烈震感。地震随即诱发了海啸，10分钟后，就有3米高的海浪到达陆地。地震发生后，环太平洋地区... 2011年3月11日北京时间13时46分，日本东北部本州岛仙台港以东约130公里处的海域发生里氏9．0级特大地震，震源深度为10公里，东京地区有强烈震感。地震随即诱发了海啸，10分钟后，就有3米高的海浪到达陆地。地震发生后，环太平洋地区纷纷发出海啸预警， 展开更多

关键词 地震 海啸 海啸灾害

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东海海啸反问题预报模式研究——以日本“3·11”海啸为例 被引量：3

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作者 应超 于普兵 +1 位作者 穆锦斌 周华民 《海洋预报》 2015年第3期36-42,共7页

采用COMCOT数值模式,将日本东海岸划分为18个单位震源,建立了日本东海岸海啸数据库并用非负约束的最小二乘法建立反问题预报模式。将本模式应用于日本"3·11"海啸,计算所得的海啸初始水位有10 m的抬高与3 m的降低,与前人... 采用COMCOT数值模式,将日本东海岸划分为18个单位震源,建立了日本东海岸海啸数据库并用非负约束的最小二乘法建立反问题预报模式。将本模式应用于日本"3·11"海啸,计算所得的海啸初始水位有10 m的抬高与3 m的降低,与前人研究结果基本一致,预报的浮标水位与实测资料符合良好。对比浙江省近岸潮位站实测海啸波高,预报值与实测值偏差较大。若采用反问题反演的震源,通过COMCOT非线性模式求解近岸水位,可以大幅提高预报精度。 展开更多

关键词 COMCOT 海啸 反问题 最小二乘法

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同舟共济 重建美好家园

15

作者 温家宝 《中国减灾》 2005年第1期6-7,共2页

1月6日,国务院总理温家宝出席在印度尼西亚首都雅加达召开的东盟地震和海啸灾后问题领导人特别会议,并发表了重要讲话。温家宝表示,中国将帮助周边国家建立灾害预警机制,加强灾害信息共享和交流,举办亚洲减灾大会,开展人力资源开发合作。

关键词 温家宝 灾害预警机制 东盟 救灾工作 人力资源开发 印度洋海啸

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海啸及其预警系统

16

作者 郭大本 《黑龙江水专学报》 2006年第1期2-4,共3页

论述了海啸的运动规律和历史上的主要海啸。阐明了海啸预警系统的重要影响。

关键词 地震 海啸 波浪 海啸预警系统

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马尼拉地震带海啸对广东沿海影响的数值研究——潮汐与海啸的非线性作用的影响 被引量：1

17

作者 曹永港 刘长建 +3 位作者 刘同木 冯砚青 刘愉强 廖世智 《中国地震》 北大核心 2018年第2期258-269,共12页

基于COMCOT数值模型,建立了天文潮与海啸耦合数学模型,对日本"311"海啸进行了模拟验证。针对马尼拉地震带海啸,通过设计海啸震源的计算,分析广东省沿海海啸风险,从数值上得出了海啸引发的最大增水值以及海啸到达广东省沿岸的... 基于COMCOT数值模型,建立了天文潮与海啸耦合数学模型,对日本"311"海啸进行了模拟验证。针对马尼拉地震带海啸,通过设计海啸震源的计算,分析广东省沿海海啸风险,从数值上得出了海啸引发的最大增水值以及海啸到达广东省沿岸的时间。 展开更多

关键词 COMCOT模型 地震海啸 马尼拉地震带 数值模拟 广东沿海

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全球海啸预警系统发展及其对我国的启示 被引量：2

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作者 董杰 田士政 +2 位作者 武文 陈韶阳 郭佩芳 《海洋通报》 CAS CSCD 北大核心 2019年第4期368-378,共11页

20世纪以来频发的海啸灾害引起了国际社会的广泛关注,各沿海国家不仅加大了海啸预警建设、海啸灾害危险性和海啸基础理论研究方面的投入,更进一步加强了国际社会在应对海啸灾害方面的交流与合作。我国于1983年加入"太平洋海啸预警... 20世纪以来频发的海啸灾害引起了国际社会的广泛关注,各沿海国家不仅加大了海啸预警建设、海啸灾害危险性和海啸基础理论研究方面的投入,更进一步加强了国际社会在应对海啸灾害方面的交流与合作。我国于1983年加入"太平洋海啸预警系统",经过30多年的努力,我国的海啸预警系统框架已基本搭建成型,但仍有许多需要改进和完善的地方。本文主要介绍了国内外和国际海啸预警系统的建设现状,指出当前我国海啸预警系统存在的问题,并就未来完善和提高给出粗浅建议。 展开更多

关键词 海啸预警系统 国内外 建设现状 对策建议

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印度洋区域地震海啸数值预报系统的建立 被引量：1

19

作者 王宗辰 史健宇 原野 《海洋预报》 CSCD 北大核心 2020年第6期1-8,共8页

建立了印度洋区域地震海啸数值预报系统,主要包括海啸源计算模块、海啸传播计算模块和预警分析模块。借助GPU并行加速技术和GMT绘图软件,系统能够在1 min内产出海啸传播时间和最大波幅图以及印度洋岸段危险警示图,还可以针对重点城市和... 建立了印度洋区域地震海啸数值预报系统,主要包括海啸源计算模块、海啸传播计算模块和预警分析模块。借助GPU并行加速技术和GMT绘图软件,系统能够在1 min内产出海啸传播时间和最大波幅图以及印度洋岸段危险警示图,还可以针对重点城市和港口做定点预报。筛选了2004年以来发生在印度洋区域的4次震级Mw8.0以上地震海啸事件对预报系统的性能进行测试。结果显示:32个验潮站的海啸传播时间计算误差约为15 min,44个站点波幅计算误差不超过30%,危险性分析准确率可达86%。 展开更多

关键词 海上丝绸之路 印度洋区域 海啸数值预报 定量海啸预警

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一个基于GPU并行加速的海啸数值模型

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作者 王宗辰 原野 李宏伟 《海洋通报》 CAS CSCD 北大核心 2020年第2期200-205,共6页

地震海啸通常发生在大洋板块向陆地板块俯冲的区域,距离震源最近的国家和地区往往在震后5~20 min之内就会遭受到海啸袭击。因此,及时的海啸预警和准确的海啸预报结果对于民众和决策者都至关重要。为了提升海啸预警效率,缩短海啸预报时间... 地震海啸通常发生在大洋板块向陆地板块俯冲的区域,距离震源最近的国家和地区往往在震后5~20 min之内就会遭受到海啸袭击。因此,及时的海啸预警和准确的海啸预报结果对于民众和决策者都至关重要。为了提升海啸预警效率,缩短海啸预报时间,本研究对COMCOT海啸数值模型进行了基于图形计算单元GPU的二次并行开发。将原模型中海啸传播计算模块通过CUDA_C语言编写内核函数整体移植到GPU上并行加速,CPU负责模型其他代码的执行。为了减少CPU和GPU之间的数据通信,将吸收边界和变量更新函数一并改写。仅在需要输出的时间节点,GPU向CPU传递结果,其他时间步长,CPU和GPU之间只有指令和少量参数传输,基本可视为零耗时。基于GPU并行加速的COMCOT较串行版本效率提升超过67倍,加速性能显著优于基于CPU共享内存的OpenMP并行版本。交叉使用常水深和真实地形,采用均匀滑移海啸源和有限元海啸源对模型的计算结果进行了较为全面的分析检验,相对误差最大不超过1%,为大范围的越洋海啸实时计算提供了有力工具。 展开更多

关键词 海啸数值模型 COMCOT GPU并行加速 CUDA_C

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