Глубоководная оценка и отчетность о цунами

Высота столба воды 11 марта 2011 г. ( землетрясение и цунами Тохоку ) у буя DART 21413, 690 морских миль к юго-востоку от Токио.

Глубоководная оценка и отчетность о цунами (DART) является компонентом усовершенствованной системы предупреждения о цунами .

Регистрируя изменения температуры и давления морского дна и передавая данные через надводный буй на наземную станцию через спутник, DART позволяет мгновенно и точно прогнозировать цунами. В стандартном режиме система записывает данные с интервалом в 15 минут, а в режиме событий — каждые 15 секунд. Система двусторонней связи позволяет наземной станции переключать DART в режим событий всякий раз, когда необходимы подробные отчеты.

Станции

Каждая станция DART состоит из надводного буя и блока регистрации придонного давления ( BPR ), который обнаруживает изменения давления воды , вызванные цунами . Надводный буй получает передаваемую информацию от BPR по акустической линии связи, а затем передает данные на спутник, который ретранслирует данные на наземные станции для немедленного распространения в центры предупреждения о цунами NOAA, Национальный центр буев NOAA и Тихоокеанскую лабораторию морской среды NOAA ( ПМЭЛ). сеть Iridium используется для Коммерческая спутниковая телефонная связи с 31 буем. ^[1]

Когда бортовое программное обеспечение определяет возможное цунами, станция выходит из стандартного режима и начинает передачу в режиме событий. В стандартном режиме станция сообщает о температуре и давлении воды (которые преобразуются в высоту морской поверхности , мало чем отличаясь от глубиномера или манометра ) каждые 15 минут. В начале режима событий буй сообщает об измерениях каждые 15 секунд в течение нескольких минут, а затем усредняет значения за 1 минуту в течение 4 часов. ^[2]

Станции DART I первого поколения имели возможность односторонней связи и полагались исключительно на способность программного обеспечения обнаруживать цунами для запуска режима событий и быстрой передачи данных. Чтобы избежать ложных срабатываний, порог обнаружения был установлен относительно высоким, что создавало вероятность того, что цунами с низкой амплитудой может не вызвать срабатывание станции.

DART II второго поколения оборудован для двусторонней связи, что позволяет синоптикам переводить станцию в режим событий в ожидании прибытия цунами.

Глубоководная оценка и сообщение о цунами официально сокращенно и зарегистрировано как DART. ^[3]

Фон

Национального управления океанических и атмосферных исследований NOAA разместило станции глубоководной оценки и отчетности о цунами в определенных районах, районах с историей возникновения крупных цунами, чтобы быть полностью уверенными в том, что обнаружение цунами должно происходить как можно быстрее. В 2001 году были завершены работы по установке первых шести буев для обнаружения цунами вдоль северного побережья Тихого океана. В 2005 году президент США Джордж Буш объявил о двухлетнем плане стоимостью 3,5 миллиона долларов по установке буев для обнаружения цунами в Атлантическом и Карибском океанах, чтобы расширить возможности страны по обнаружению цунами. Тихий океан вызывает 85 процентов мировых цунами. ^[4]Большинство новых буев для обнаружения цунами будет установлено вокруг Тихоокеанского региона , в то время как только семь буев будут размещены вдоль Атлантического и Карибского побережья, поскольку, хотя цунами в Атлантике редки, были зарегистрированы сообщения о смертоносных цунами в Атлантика. Примерно 13,8 миллиона долларов из государственного финансирования было использовано для закупки и установки ровно 32 датчиков давления на дне океана для обнаружения цунами и сбора таких данных, как высота и скорость приближающегося цунами. США Эта предлагаемая система, как заявил Джон Х. Марбургер (Управление по научно-технической политике Белого дома), должна обеспечить центрам предупреждения о цунами почти стопроцентное покрытие любых приближающихся цунами, а также снизить уровень всех ложных тревог. ноль. ^[4] В ходе всех этих улучшений и обновлений нынешней системы примерно три четверти предупреждений о цунами оказались ненужными и пустой тратой денег. Несколько лет спустя, в 2008 году, NOAA разместило в Тихом океане около 40 буев для обнаружения цунами. Модернизированные буи DART изначально были разработаны для поддержания, но в основном для улучшения времени обнаружения цунами. Благодаря сокращению времени обнаружения цунами у вас будет больше времени для спасения жизней, предоставления рекомендаций по предупреждению и международной координации.

История

Технология буев DART была разработана в PMEL , ^[5] первый прототип был развернут у побережья Орегона в 1995 году. В 2004 году станции DART® были переведены из исследовательского центра PMEL в эксплуатацию в Национальном центре буев данных (NDBC), а PMEL и NDBC получили Министерства торговли. золотую медаль «за создание и использование новой заякоренной буйковой системы для обеспечения точного и своевременного оповещения о цунами» . ^[6]

После землетрясения в Индийском океане в 2004 году и последовавших за ним цунами было объявлено о планах развернуть еще 32 буя DART II по всему миру. ^[7] их число войдут станции в Карибском бассейне и Атлантическом океане Впервые в .

Группа Соединенных Штатов была завершена в 2008 году и насчитывает 39 станций в Тихом океане , Атлантическом океане и Карибском море . Международное сообщество также проявило интерес к буям DART, и по состоянию на 2009 год Австралия , Чили , Индонезия и Таиланд развернули буи DART для использования в рамках системы предупреждения о цунами в каждой стране.

В обосновании бюджета NOAA на 2018 год администрация Трампа предложила ликвидировать систему DART в рамках сокращения на 56% программы предупреждения о цунами. ^[8]

Обзор

Буйковые системы для глубоководной оценки и отчетности о цунами (DART) состоят из трех частей. На дне морского дна закреплен регистратор придонного давления (BPR). Заякоренный надводный буй соединяется с регистратором донного давления посредством акустической линии передачи. Эта линия передает данные со стоящего на якоре самописца давления на надводный буй. Надводный буй отправляет данные по радио на спутники, такие как система Iridium . Со спутников данные передаются по радио на землю, а затем в системный офис по обычным телекоммуникациям. ^[9]

Надводный буй представляет собой диск из стекловолокна диаметром два с половиной метра , покрытый пеной, и имеет полное водоизмещение 4000 кг. ^[10] Швартовный трос, соединяющий надводный буй и регистратор давления, представляет собой нейлоновый трос длиной девятнадцать миллиметров, имеющий прочность на разрыв 7100 кг. ^[10]

Данные, передаваемые от стоящего на якоре донного самописца давления на надводный буй, включают температуру и давление окружающей морской воды. Он извлекает и публикует данные каждые 15 секунд, чтобы получить среднее значение текущих погодных условий. ^[11]

Очень стабильный, долговечный датчик давления с очень высоким разрешением является важной технологией для регистратора донного давления DART. ^[12] Это резонансный кварцевый тензодатчик с с трубкой Бурдона силосборником . При компенсации температуры этот датчик имеет разрешение давления примерно 1 мм водного столба при измерении давления на глубине в несколько километров. ^[13]

Как только данные достигают поверхности буя, данные о давлении преобразуются в среднюю высоту волн, окружающих буй. Температура окружающей морской воды важна для расчетов, поскольку температура влияет на плотность воды и, следовательно, на давление, и, следовательно, температура моря необходима для точного измерения высоты волнения океана. Поскольку размеры волн океана постоянно меняются, система имеет два режима передачи данных: стандартный режим и режим событий. ^[14] Стандартный режим является более распространенным. Каждые 15 минут он отправляет расчетную высоту морской поверхности и время измерения. ^[9]

Если программное обеспечение получает данные, выходящие за пределы последних средних значений, система автоматически переключается в режим событий. Режим событий передает данные каждые 15 секунд и каждую минуту рассчитывает среднюю высоту морской поверхности и время записи данных. Если не получено никаких дополнительных данных, не выходящих за рамки рассчитанных в данный момент средних значений, через четыре часа происходит переключение обратно в стандартный режим. ^[14] Когда NOAA выпустило первые шесть буев DART, их система имела только одностороннюю систему связи. Лишь в 2005 году первое поколение буев DART было модернизировано до второго поколения буев DART. После 2005 года буи Dart начали использовать спутники связи Iridium, которые позволяли не только получать информацию, но и отправлять ее на DART. ^[15] Двусторонняя связь между центрами предупреждения о цунами и регистратором давления позволяла вручную переводить буи DART в режим событий в случае каких-либо подозрений на возможное приближение цунами. Чтобы обеспечить постоянный контакт и безопасность связи, буи DART оснащены двумя системами связи; две независимые и резервированная системы связи. ^[15] Благодаря этим обновленным и надежным системам связи данные теперь можно отправлять туда, где они необходимы, по всему миру.

См. также

Ссылки

^ Iridium отслеживает буи цунами для NOAA
^ «NDBC - Глубоководная оценка и отчетность о цунами (DART®) Описание» . Архивировано из оригинала 6 марта 2010 г. Проверено 1 марта 2010 г.
^ Веб-сайт DART с формой заявки на получение патентной лицензии.
^ Jump up to: Перейти обратно: ^а ^б (15 января 2005 г., суббота). Обнаружение цунами будет расширяться; Дополнительная защита прибрежных зон США. The Washington Post, получено с сайта www.lexisnexis.com/hottopics/lnacademic.
^ Публикации и ссылки по разработке DART , 15 ноября 2011 г.
^ Примечание. Золотая медаль вручается за выдающийся вклад и является высшей почетной наградой, присуждаемой Министерством торговли. Поскольку этому успеху способствовало очень много людей, Золотая медаль была вручена как организационная награда.
^ «Новости NOAA онлайн (история 2369)» . Архивировано из оригинала 19 января 2005 г. Проверено 15 января 2005 г.
^ Обоснование Конгресса NOAA за 2018 финансовый год [так в оригинале], стр. 408. Получено 2 июня 2017 г. с http://www.osec.doc.gov/bmi/budget/FY18CBJ/FY18_NOAA_CJ.pdf .
^ Jump up to: Перейти обратно: ^а ^б (2015). Глубоководные буи для обнаружения цунами. Правительство Австралии; Бюро метеорологии. http://www.bom.gov.au/tsunami/about/detection_buoys.shtml
^ Jump up to: Перейти обратно: ^а ^б Мейниг, К., С.Е. Сталин, А.И. Накамура, Х.Б. Милберн (2005), Система измерения, мониторинга и отчетности о глубоководных цунами в реальном времени: описание и раскрытие информации NOAA DART II.
^ Описание глубоководной оценки и отчетности о цунами (DART®). (2011, 27 июля). Получено 24 марта 2015 г. с http://www.ndbc.noaa.gov/dart/dart.shtml . Архивировано 6 марта 2010 г. в Wayback Machine.
^ Милберн, Хью. «Описание и раскрытие информации NOAA DART II» (PDF) . noaa.gov . НОАА, Правительство США . Проверено 4 апреля 2020 г.
^ Эбл, MC; Гонсалес, Ф.И. «Измерения глубоководного придонного давления в северо-восточной части Тихого океана» (PDF) . noaa.gov . НОАА, Правительство США . Проверено 4 апреля 2020 г.
^ Jump up to: Перейти обратно: ^а ^б Глубоководная оценка и отчетность о цунами (DART®). Описание. (2011, 27 июля). Получено 21 апреля 2015 г. с http://www.ndbc.noaa.gov/dart/dart.shtml . Архивировано 6 марта 2010 г. в Wayback Machine.
^ Jump up to: Перейти обратно: ^а ^б Мунгов Г., Эбле М. и Бушар Р. (2013). Ретроспективные данные DART Tsunameter и данные в реальном времени: размышления о 10-летней обработке в поддержку исследований и операций по цунами. Чистая и прикладная геофизика, 170(9/10), 1369-1384. doi:10.1007/s00024-012-0477-5

Внешние ссылки

NOAA NDBC Глубоководная оценка океана и отчетность о цунами (DART)
Центр NOAA по исследованию цунами , глубоководной оценке и отчетности о цунами (DART)
Данные буев DART в реальном времени. Архивировано 3 июня 2010 г. в Wayback Machine из Национального центра данных буев.
Архивные данные высокого разрешения из Национальных центров экологической информации.
Социально-экономические преимущества системы DART от инициативы веб-сайта «NOAA Socio Economics»
Веб-сайт NOAA по цунами
Национальная программа по снижению опасности цунами

[1] Iridium отслеживает буи цунами для NOAA

[NDBC_DART_description-2] «NDBC - Глубоководная оценка и отчетность о цунами (DART®) Описание» . Архивировано из оригинала 6 марта 2010 г. Проверено 1 марта 2010 г.

[3] Веб-сайт DART с формой заявки на получение патентной лицензии.

[lexisnexis.com-4] Jump up to: Перейти обратно: ^а ^б (15 января 2005 г., суббота). Обнаружение цунами будет расширяться; Дополнительная защита прибрежных зон США. The Washington Post, получено с сайта www.lexisnexis.com/hottopics/lnacademic.

[5] Публикации и ссылки по разработке DART , 15 ноября 2011 г.

[6] Примечание. Золотая медаль вручается за выдающийся вклад и является высшей почетной наградой, присуждаемой Министерством торговли. Поскольку этому успеху способствовало очень много людей, Золотая медаль была вручена как организационная награда.

[7] «Новости NOAA онлайн (история 2369)» . Архивировано из оригинала 19 января 2005 г. Проверено 15 января 2005 г.

[8] Обоснование Конгресса NOAA за 2018 финансовый год [так в оригинале], стр. 408. Получено 2 июня 2017 г. с http://www.osec.doc.gov/bmi/budget/FY18CBJ/FY18_NOAA_CJ.pdf .

[bom.gov.au-9] Jump up to: Перейти обратно: ^а ^б (2015). Глубоководные буи для обнаружения цунами. Правительство Австралии; Бюро метеорологии. http://www.bom.gov.au/tsunami/about/detection_buoys.shtml

[Meinig,_C._2005-10] Jump up to: Перейти обратно: ^а ^б Мейниг, К., С.Е. Сталин, А.И. Накамура, Х.Б. Милберн (2005), Система измерения, мониторинга и отчетности о глубоководных цунами в реальном времени: описание и раскрытие информации NOAA DART II.

[11] Описание глубоководной оценки и отчетности о цунами (DART®). (2011, 27 июля). Получено 24 марта 2015 г. с http://www.ndbc.noaa.gov/dart/dart.shtml . Архивировано 6 марта 2010 г. в Wayback Machine.

[12] Милберн, Хью. «Описание и раскрытие информации NOAA DART II» (PDF) . noaa.gov . НОАА, Правительство США . Проверено 4 апреля 2020 г.

[13] Эбл, MC; Гонсалес, Ф.И. «Измерения глубоководного придонного давления в северо-восточной части Тихого океана» (PDF) . noaa.gov . НОАА, Правительство США . Проверено 4 апреля 2020 г.

[ndbc.noaa.gov-14] Jump up to: Перейти обратно: ^а ^б Глубоководная оценка и отчетность о цунами (DART®). Описание. (2011, 27 июля). Получено 21 апреля 2015 г. с http://www.ndbc.noaa.gov/dart/dart.shtml . Архивировано 6 марта 2010 г. в Wayback Machine.

[Mungov,_G._2013-15] Jump up to: Перейти обратно: ^а ^б Мунгов Г., Эбле М. и Бушар Р. (2013). Ретроспективные данные DART Tsunameter и данные в реальном времени: размышления о 10-летней обработке в поддержку исследований и операций по цунами. Чистая и прикладная геофизика, 170(9/10), 1369-1384. doi:10.1007/s00024-012-0477-5

[1]

[2]

[3]

[4]

[5]

[6]

[7]

[8]

[9]

[10]

[11]

[12]

[13]

[14]

[15]

v т и Физическая океанография
Waves	Airy wave theory Ballantine scale Benjamin–Feir instability Boussinesq approximation Breaking wave Clapotis Cnoidal wave Cross sea Dispersion Edge wave Equatorial waves Fetch Gravity wave Green's law Infragravity wave Internal wave Iribarren number Kelvin wave Kinematic wave Longshore drift Luke's variational principle Mild-slope equation Radiation stress Rogue wave Rossby wave Rossby-gravity waves Sea state Seiche Significant wave height Soliton Stokes boundary layer Stokes drift Stokes wave Swell Trochoidal wave Tsunami megatsunami Undertow Ursell number Wave action Wave base Wave height Wave nonlinearity Wave power Wave radar Wave setup Wave shoaling Wave turbulence Wave–current interaction Waves and shallow water one-dimensional Saint-Venant equations shallow water equations Wind setup Wind wave model
Circulation	Atmospheric circulation Baroclinity Boundary current Coriolis force Coriolis–Stokes force Craik–Leibovich vortex force Downwelling Eddy Ekman layer Ekman spiral Ekman transport El Niño–Southern Oscillation General circulation model Geochemical Ocean Sections Study Geostrophic current Global Ocean Data Analysis Project Gulf Stream Halothermal circulation Humboldt Current Hydrothermal circulation Langmuir circulation Longshore drift Loop Current Modular Ocean Model Ocean current Ocean dynamics Ocean dynamical thermostat Ocean gyre Overflow Princeton ocean model Rip current Subsurface currents Sverdrup balance Thermohaline circulation shutdown Upwelling Wind generated current Whirlpool World Ocean Circulation Experiment
Tides	Amphidromic point Earth tide Head of tide Internal tide Lunitidal interval Perigean spring tide Rip tide Rule of twelfths Slack tide Tidal bore Tidal force Tidal power Tidal race Tidal range Tidal resonance Tide gauge Tideline Theory of tides
Landforms	Abyssal fan Abyssal plain Atoll Bathymetric chart Coastal geography Cold seep Continental margin Continental rise Continental shelf Contourite Guyot Hydrography Knoll Oceanic basin Oceanic plateau Oceanic trench Passive margin Seabed Seamount Submarine canyon Submarine volcano
Plate tectonics	Convergent boundary Divergent boundary Fracture zone Hydrothermal vent Marine geology Mid-ocean ridge Mohorovičić discontinuity Vine–Matthews–Morley hypothesis Oceanic crust Outer trench swell Ridge push Seafloor spreading Slab pull Slab suction Slab window Subduction Transform fault Volcanic arc
Ocean zones	Benthic Deep ocean water Deep sea Littoral Mesopelagic Oceanic Pelagic Photic Surf Swash
Sea level	Deep-ocean Assessment and Reporting of Tsunamis Future sea level Global Sea Level Observing System North West Shelf Operational Oceanographic System Sea-level curve Sea level rise Sea level drop World Geodetic System
Acoustics	Deep scattering layer Hydroacoustics Ocean acoustic tomography Sofar bomb SOFAR channel Underwater acoustics
Satellites	Jason-1 Jason-2 (Ocean Surface Topography Mission) Jason-3
Related	Acidification Argo Benthic lander Color of water DSV Alvin Marginal sea Marine energy Marine pollution Mooring National Oceanographic Data Center Ocean Explorations Observations Reanalysis Ocean surface topography Ocean temperature Ocean thermal energy conversion Oceanography Outline of oceanography Pelagic sediment Sea surface microlayer Sea surface temperature Seawater Science On a Sphere Stratification Thermocline Underwater glider Water column World Ocean Atlas
Oceans portal Category Commons