Из Википедии, бесплатной энциклопедии
Перейти к навигации Перейти к поиску
Схема системы Dart II
Буй цунами
Высота водяного столба 11 марта 2011 года ( землетрясение Тохоку и цунами ) у буя DART 21413, 690 морских миль к юго-востоку от Токио
График измерений с буя DART 34142, показывающий прохождение цунами, вызванного землетрясением в Чили в 2010 году . Буй 34142 расположен в юго-восточной части Тихого океана в 630 морских милях (1170 км) к юго-западу от Лимы .

Глубоководная оценка цунами и сообщение о них (DART) - это компонент усовершенствованной системы предупреждения о цунами .

Регистрируя изменения температуры и давления на морском дне и передавая данные через наземный буй на наземную станцию ​​через спутник, DART позволяет мгновенно и точно прогнозировать цунами. В стандартном режиме система регистрирует данные с 15-минутными интервалами, а в режиме событий - каждые 15 секунд. Система двусторонней связи позволяет наземной станции переключать DART в режим событий всякий раз, когда требуются подробные отчеты.

Станции [ править ]

Каждая станция DART состоит из надводного буя и системы регистрации придонного давления на морском дне ( BPR ), которая обнаруживает изменения давления воды, вызванные цунами . Надводный буй получает переданную информацию от BPR по акустической линии связи, а затем передает данные на спутник, который ретранслирует данные на наземные станции для немедленной передачи в Центры предупреждения о цунами NOAA, Национальный центр буев данных NOAA и Тихоокеанскую лабораторию морской окружающей среды NOAA ( ПМЭЛ). Иридий коммерческой спутникового телефона сеть используется для связи с 31 буев. [1]

Когда бортовое программное обеспечение определяет возможное цунами, станция выходит из стандартного режима и начинает передачу в режиме событий. В стандартном режиме станция сообщает температуру и давление воды (которые конвертируются в высоту поверхности моря , как глубиномер или манометр ) каждые 15 минут. В начале режима события буй сообщает измерения каждые 15 секунд в течение нескольких минут, а затем - средние значения за 1 минуту за 4 часа. [2]

Станции DART I первого поколения обладали возможностью 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 представляло возможность того, что цунами с низкой амплитудой не сможет запустить станцию.

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

Официально сокращенное название "Deep-Ocean Assessment and Reporting of Tsunamis" - DART. [3]

Фон [ править ]

Национальное управление океанических и атмосферных исследований NOAA разместило станции глубоководной оценки и отчетности о цунами в определенных областях, областях с историей генерации больших цунами, чтобы быть полностью уверенным, что обнаружение цунами должно быть как можно быстрее. В 2001 году было завершено строительство первых шести буев для обнаружения цунами, размещенных вдоль северного побережья Тихого океана. В 2005 году президент Соединенных Штатов Джордж Буш объявил о двухлетнем плане стоимостью 3,5 миллиона долларов по установке буев для обнаружения цунами в Атлантическом и Карибском океане, чтобы расширить возможности страны по обнаружению цунами. Поскольку на Тихий океан приходится 85 процентов мировых цунами [4] , большинство новых буев для обнаружения цунами будет установлено вокругТихоокеанского побережья , в то время как только семь буев будут размещены вдоль Атлантического и Карибского побережья, потому что, несмотря на то, что цунами в Атлантическом океане случаются редко, были зарегистрированы сообщения о смертельных цунами в Атлантике. Примерно 13,8 миллиона долларов из государственного финансирования было использовано для приобретения и установки 32 датчиков давления на дне океана для обнаружения цунами и сбора таких данных, как высота и скорость приближающегося цунами. Эта предложенная система, заявленная Джоном Х. Марбургером в Управлении научно-технической политики Белого дома, должна обеспечивать Центры предупреждения о цунами США почти стопроцентным покрытием в случае надвигающегося цунами, а также сводить к минимуму все ложные сигналы тревоги. нуль. [4] В ходе всех этих улучшений и обновлений существующей системы было обнаружено, что примерно три четверти предупреждений о цунами являются ненужными и пустой тратой денег. Несколько лет спустя, в 2008 году, NOAA установило в Тихом океане около 40 буев для обнаружения цунами. Модернизированные буи DART были первоначально разработаны для обслуживания, но в основном для улучшения времени обнаружения цунами. Благодаря улучшенному времени обнаружения цунами, это больше времени для спасения жизней, предупреждений и международной координации.

История [ править ]

Технология DART буй была разработана в ПМЕЛ , [5] с первым прототипом развернутым у побережья штата Орегон в 1995 г. В 2004 г. на станцию были DART® перешло от исследований в ПМЕЛ оперативной службы в Национальном центре буев для сбора данных (NDBC) , а PMEL и NDBC получили Золотую медаль Министерства торговли «за создание и использование новой системы заякоренных буев для предоставления точной и своевременной информации для предупреждения о цунами» . [6]

После землетрясения в Индийском океане в 2004 году и последовавшего за ним цунами было объявлено о планах развернуть по всему миру еще 32 буя DART II. [7] Они впервые будут включать станции в Карибском бассейне и Атлантическом океане .

Группа Соединенных Штатов была завершена в 2008 году и насчитывала 39 станций в Тихом океане , Атлантическом океане и Карибском море . Международное сообщество также проявило интерес к буям DART, и с 2009 года Австралия , Чили , Индонезия и Таиланд развернули буи DART для использования в качестве части системы предупреждения о цунами в каждой стране.

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

Обзор [ править ]

Системы буев для глубоководной оценки и сообщения о цунами (DART) состоят из трех частей. К дну морского дна прикреплен самописец донного давления (BPR). Пришвартованный надводный буй соединяется с регистратором давления на дне посредством акустической линии передачи. По каналу связи данные с закрепленного на якоре регистратора давления отправляются на надводный буй. Надводный буй передает данные по радио на спутники, такие как система Иридиум . Со спутников данные передаются по радио на землю, а затем в системный офис по обычным каналам связи. [9]

Надводный буй имеет диск из стекловолокна диаметром два с половиной метра, покрытый пеной, и имеет полное водоизмещение 4000 кг. [10] шварты , соединяющие поверхность буй и рекордер давления является девятнадцатью миллиметровым нейлон линии , которая имеет предел прочность на разрыв 7100 кг. [10]

Данные, передаваемые с закрепленного на якоре регистратора донного давления на надводный буй, состоят из температуры и давления 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 - критически важная технология для регистратора давления на дне DART. [12] Это резонансный тензометрический датчик на кристалле кварца с коллектором силы с трубкой Бурдона . С поправкой на температуру этот датчик имеет разрешение примерно 1 мм водяного столба при измерении давления на глубине в несколько километров. [13]

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

Если программа получает данные, выходящие за рамки последних средних значений, система автоматически переключается в режим событий. В режиме событий данные передаются каждые 15 секунд и вычисляется средняя высота поверхности моря и время, когда данные записываются каждую минуту. Если не будет получено никаких дополнительных данных, кроме средних, вычисляемых в то время, он переключается обратно в стандартный режим через четыре часа. [14] Когда NOAA выпустило первые шесть буев DART, их система имела только одностороннюю систему связи. Только в 2005 году первое поколение буя DART было модернизировано до второго поколения буя DART. После 2005 года буи Dart начали использовать спутники связи Iridium, которые позволили вам не только получать информацию, но также отправлять информацию в DART. [15]Двусторонняя связь между центрами предупреждения о цунами и регистратором давления позволяла вручную переводить буи DART в режим событий в случае любого подозрения о возможном приближающемся цунами. Чтобы обеспечить постоянную связь и безопасность, у буев DART есть две системы связи; две независимые и резервная система связи. [15] Благодаря этим обновленным и надежным системам связи теперь можно отправлять данные в любую точку мира.

См. Также [ править ]

  • Глобальная система наблюдения за уровнем моря
  • Система предупреждения о цунами
  • Цунами
  • Центр исследования цунами NOAA

Ссылки [ править ]

  1. ^ Iridium отслеживает буи цунами для NOAA
  2. ^ "Архивная копия" . Архивировано из оригинала на 2010-03-06 . Проверено 1 марта 2010 .CS1 maint: archived copy as title (link)
  3. ^ Веб-сайт DART с формой заявки на патентное лицензирование
  4. ^ a b (15 января 2005 г., суббота). Расширение обнаружения цунами; Больше защиты прибрежных территорий США. The Washington Post, взято с www.lexisnexis.com/hottopics/lnacademic
  5. ^ Публикации и ссылки по разработке DART , 2011-11-15
  6. ^ Примечание: Золотая медаль присуждается за выдающийся вклад и является высшим почетным признанием, присуждаемым Министерством торговли. Поскольку так много людей внесли свой вклад в этот успех, Золотая медаль была вручена как награда организации.
  7. ^ http://www.noaanews.noaa.gov/stories2005/s2369.htm
  8. ^ Обоснование Конгресса NOAA FY 2018 [sic], стр. 408. Получено 2 июня 2017 г. с сайта http://www.osec.doc.gov/bmi/budget/FY18CBJ/FY18_NOAA_CJ.pdf.
  9. ^ а б (2015). Буи для обнаружения глубоководных цунами. Правительство Австралии; Бюро метеорологии. http://www.bom.gov.au/tsunami/about/detection_buoys.shtml
  10. ^ a b 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 глубоководных оценок и сообщений о цунами (DART®). (2011, 27 июля). Получено 24 марта 2015 г. с http://www.ndbc.noaa.gov/dart/dart.shtml. Архивировано 06марта2010 г. на Wayback Machine.
  12. ^ Милберн, Хью. «Описание и раскрытие NOAA DART II» (PDF) . noaa.gov . NOAA, Правительство США . Дата обращения 4 апреля 2020 .
  13. ^ Эбл, MC; Гонсалес, Ф.И. "Измерения донного давления в глубоководных слоях океана в северо-восточной части Тихого океана" (PDF) . noaa.gov . NOAA, Правительство США . Дата обращения 4 апреля 2020 .
  14. ^ a b Глубоководная оценка цунами и отчетность о цунами (DART®) Описание. (2011, 27 июля). Получено 21 апреля 2015 г. с http://www.ndbc.noaa.gov/dart/dart.shtml. Архивировано 06 марта 2010 г. на Wayback Machine.
  15. ^ a b Мунгов, Г., Эбле, М., и Бушар, Р. (2013). Ретроспективные данные Цунаметра DART 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 [ править ]

  • NOAA NDBC Глубоководная оценка цунами и представление отчетов о них (DART)
  • Центр NOAA по изучению цунами, глубоководная оценка и отчетность о цунами (DART)
  • Данные буев DART в реальном времени из Национального центра буев данных
  • Архивные данные с высоким разрешением из Национальных центров экологической информации
  • Социально-экономические преимущества системы DART по инициативе веб-сайта NOAA Socioeconomics
  • Веб-сайт NOAA Tsunami
  • Национальная программа уменьшения опасности цунами