用于海啸检测和预警的系统技术方案

本发明专利技术涉及一种用于海啸检测和预警的系统。描述了一种使用主要设计用于实时映射海洋表面洋流的沿海雷达系统进行海啸检测和预警的系统及技术。这些雷达系统被配置为在系统的“近场”(即，雷达系统在其内观察海面的近岸区域)中检测接近的海啸。

System for tsunami detection and warning

The present invention relates to a system for tsunami detection and early warning. A system and technique for tsunami detection and early warning using a coastal radar system designed primarily for real-time mapping of ocean surface currents are described. These radar systems are configured to detect near tsunamis in the \near field\ of the system (i.e., the radar system in which the sea surface is observed in the nearshore region).

【技术实现步骤摘要】
用于海啸检测和预警的系统
本专利技术涉及一种用于海啸检测和预警的系统。
技术介绍
通常，海啸由突发的地壳表面物理移位(例如，海底地震或滑坡)或大气异常(例如，后者被称为气象海啸)而产生。因此，海啸的第一可能迹象可以是地震的地震检测。然而，并非所有的海底地震都会产生海啸，并且因此，地震的量级不能用于预测导致的海啸的生成或强度。察看并且测量海啸的强度的一种类型的传感器是与上方浮标连接的底部压力传感器。在其后续海啸结束二十五万生命的灾难性的2004班达亚齐(印尼)地震之后，部署了由国家海洋与大气管理局(NOAA)研发的这些传感器的网络(被称为海啸的深海评估和报告DARTTM)。DARTTM传感器在海啸经过其上方时观察海啸的高度。然后，将通过这些浮标测量的海啸高度输入至数值海啸模型，以给出在世界各地的沿海点的到达和强度的粗略预测。这种数值模型的实例描述于ImplementationandtestingoftheMethodofSplittingTsunami(MOST)model,V.Titov和F.González,NOAATech.Memo.ERLPMEL-112(PB98-122773),NOAA/PacificMarineEnvironmentalLaboratory,Seattle,WA,11pp,(1997)中，出于所有目的，通过引用将其全部内容结合于此。然而，DARTTM网络仍然稀少，使得不能在海啸冲击海岸之前观察到全部的海啸并将其输入至模型中。进一步地，由于不同沿海区域的测深(即，离岸水的深度)的变化范围极大，因此在沿海处的定时和强度的模型的预测通常只是非常粗略的。
技术实现思路
描述了一种用于海啸检测和预警的系统、方法、以及计算机程序产品。根据一组实施方式，提供了其中接收由从沿海雷达系统的接收器信号导出的布拉格峰信息的系统、方法、以及计算机程序产品。布拉格峰信息表示了海洋表面洋流。使用海啸检测逻辑从布拉格峰信息生成海啸警报。海啸检测逻辑被配置为检测与海啸的时间、频谱、以及空间特性对应的模式。使用来自一个或多个外部源的时间相关信息判断海啸警报的可信度。根据一些实施方式，基于海啸警报的可信度执行以下中的一项：(1)将海啸警报传输至海啸预警中心；(2)将带有表示海啸警报的可信度的可信度信息的海啸警报传输至海啸预警中心；或(3)忽略海啸警报。根据一些实施方式，判断海啸警报的可信度包括：将海啸警报与由一个或多个附近沿海雷达系统生成的一个或多个其他海啸警报关联。根据一些实施方式，判断海啸警报的可信度包括：将海啸警报与使用地震事件信息、海底滑坡事件信息、或大气异常事件信息中的一项评估的到达时间窗关联。根据多个具体实施方式，响应于地震事件信息、海底滑坡事件信息、或大气异常事件信息计算到达时间窗。根据一些实施方式，参考从布拉格峰信息判断的海洋表面洋流的复杂性完成对海啸警报的可信度的判断。根据一些实施方式，响应于海啸警报，基于沿海雷达系统的离岸测深，使用近场海啸传播的数值模型评估高度和到达时间。根据一些实施方式，从布拉格峰信息生成海啸警报包括：将从布拉格峰信息导出的径向洋流信息解析成与邻近于沿海雷达系统的岸线(shoreline)大致平行的多个大致矩形的流带(band)。每个流带由垂直流动分量和平行流动分量表征。对于每个流带，判断：(1)与流带相关联的轨道速度在连续时间间隔内是否改变多于第一量；(2)与流带相关联的轨道速度是否在邻近流带的轨道速度的第二量内；并且(3)与包括该流带的多个邻近流带相关联的轨道速度在至少两个连续的时间间隔内是否全部在同一方向上改变。基于对流带的判断调节一个或多个海啸警报值，并且如果海啸警报值中的一个或多个超过阈值，则生成海啸警报。根据另一组实施方式，提供了其中从沿海雷达系统的一个或多个接收器接收接收器信号的系统、方法、以及计算机程序产品。从接收器信号生成多普勒频谱信息。从多普勒频谱信息中移除信号干扰信息，由此生成预处理的频谱信息。从预处理的频谱信息中提取布拉格峰信息，布拉格峰信息表示海洋表面洋流。使用海啸检测逻辑从布拉格峰信息生成海啸警报。使用之前通过海啸检测逻辑生成的错误警报信息与之前储存的表示沿海雷达系统的洋流条件的信号干扰信息之间的储存的关联性，判断海啸警报的可信度。根据一些实施方式，基于海啸警报的可信度，执行以下中的一项：(1)将海啸警报传输至海啸预警中心；(2)将带有表示海啸警报的可信度的可信度信息的海啸警报传输至海啸预警中心；或(3)忽略海啸警报。根据一些实施方式，通过将海啸警报与由一个或多个附近沿海雷达系统生成的一个或多个其他海啸警报关联而进一步判断海啸警报的可信度。根据一些实施方式，通过将海啸警报与使用地震事件信息评估的到达时间窗关联而进一步判断海啸警报的可信度。根据更具体的实施方式，响应于地震事件信息计算到达时间窗。根据一些实施方式，参考从布拉格峰信息判断的海洋表面洋流的强度和复杂性进一步判断海啸警报的可信度。根据一些实施方式，响应于海啸警报，基于沿海雷达系统的离岸测深，使用近场海啸传播的数值模型评估高度和到达时间。根据一些实施方式，从布拉格峰信息生成海啸警报包括：将从布拉格峰信息导出的径向洋流信息解析成与邻近于沿海雷达系统的岸线大致平行的多个大致矩形的流带。每个流带由垂直流动分量和平行流动分量表征。对于每个流带，判断：(1)与流带相关联的轨道速度在连续的时间间隔内是否改变多于第一量；(2)与流带相关联的轨道速度是否在邻近流带的轨道速度的第二量内；并且(3)与包括该流带的多个邻近流带相关联的轨道速度在至少两个连续的时间间隔内是否全部在同一方向上改变。基于对流带的判断调节一个或多个海啸警报值，并且如果海啸警报值中的一个或多个超过阈值，则生成海啸警报。根据另一组实施方式，提供了其中使用海啸检测逻辑生成海啸警报的系统、方法、以及计算机程序产品。海啸检测逻辑被配置为检测与海啸的时间、频谱、以及空间特性对应的模式。使用来自一个或多个外部源的时间相关信息判断海啸警报的可信度。根据一些实施方式，基于海啸警报的可信度，执行以下中的一项：(1)将海啸警报传输至海啸预警中心；(2)将带有表示海啸警报的可信度的可信度信息的海啸警报传输至海啸预警中心；或(3)忽略海啸警报。根据一些实施方式，判断海啸警报的可信度包括：将海啸警报与通过一个或多个附近沿海雷达系统生成的一个或多个其他海啸警报关联。根据一些实施方式，判断海啸警报的可信度包括：将海啸警报与使用地震事件信息评估的到达时间窗关联。根据更具体的实施方式，响应于地震事件信息计算到达时间窗。根据一些实施方式，参考根据由从沿海雷达系统生成的布拉格峰信息所判断的海洋表面洋流的复杂性，来完成对海啸警报的可信度的判断。根据另一组实施方式，提供了其中使用海啸检测逻辑生成海啸警报的系统、方法、以及计算机程序产品。海啸检测逻辑被配置为在从沿海雷达系统接收的信号中检测与海啸的时间、频谱、以及空间特性对应的模式。海啸警报具有与其相关联的时间和离岸距离。响应于海啸警报，基于离岸测深和沿海雷达系统的海岸线几何形状，使用近场海啸传播的数值模型评估高度和到达时间。根据一些实施方式，使用来自一个或多个外部源的时间相关信息判断海啸警报的可信度。根据这些实施方式中的具本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于海啸检测和预警的系统，包括：一个或多个存储器；和一个或多个处理器，被配置为：使用海啸检测逻辑生成海啸警报，所述海啸检测逻辑被配置为在从沿海雷达系统接收的信号中检测与海啸的时间、频谱、以及空间特性对应的模式，所述海啸警报具有与其相关联的时间和离岸距离；并且响应于所述海啸警报，基于离岸测深和在所述沿海雷达系统附近的海岸线几何形状，使用近场海啸传播的数值模型评估高度和到达时间。

【技术特征摘要】
2016.04.27 US 15/140,3251.一种用于海啸检测和预警的系统，包括：一个或多个存储器；和一个或多个处理器，被配置为：使用海啸检测逻辑生成海啸警报，所述海啸检测逻辑被配置为在从沿海雷达系统接收的信号中检测与海啸的时间、频谱、以及空间特性对应的模式，所述海啸警报具有与其相关联的时间和离岸距离；并且响应于所述海啸警报，基于离岸测深和在所述沿海雷达系统附近的海岸线几何形状，使用近场海啸传播的数值模型评估高度和到达时间。2.根据权利要求1所述的系统，其中，所述一个或多个处理器被进一步配置为，使用来自一个或多个外部源的时间相关信息判断所述海啸警报的可信度。3.根据权利要求2所述的系统，其中，所述一个或多个处理器被进一步配置为基于所述海啸警报的可信度执行以下中的一项：(1)将所述海啸警报传输至海啸预警中心；(2)将带有表示所述海啸警报的可信度的可信度信息的所述海啸警报传输至所述海啸预警中心；或(3)忽略所述海啸警报。4.根据权利要求2所述的系统，其中，所述一个或多个处理器被配置为，通过将所述海啸警报与由一个或多个附近沿海雷达系统生成的一个或多个其他海啸警报关联而判断所述海啸警报的可信度。5.根据权利要求2所述的系统，其中，所述一个或多个处理器被配置为，通过将所述海啸警报与使用地震事件信息、海底滑坡事件信息、以及大气异常事件信息中的一项评估的到达时间窗关联而判断所述海啸警报的可信度。6.根据权利要求5所述的系统，其中，所述一个或多个处理器被进一步配置为，响应于所述地震事件信息、所述海底滑坡事件信息、或所述大气异常事件信息计算所述到达时间窗。7.根据权利要求2所述的系统，其中，所述一个或多个处理器被配置为，参考根据由从所述沿海雷达系统接收的所述信号导出的布拉格峰信息所判断的海洋表面洋流的复杂性而判断所述海啸警报的可信度。8.根据权利要求1所述的系统，其中，所述一个或多个处理器被配置为使用所述海啸检测逻辑，通过以下步骤来生成所述海啸警报：接收由从所述沿海雷达系统接收的所述信号导出的布拉格峰信息，所述布拉格峰信息表示海洋表面洋流；并且从所述布拉格峰信息生成所述海啸警报。9.根据权利要求8所述的系统，其中，所述一个或多个处理器被配置为通过以下步骤...

【专利技术属性】
技术研发人员：唐纳德·E·巴里克，贝琳达·J·利帕，詹姆斯·艾萨克森，
申请(专利权)人：科达海洋传感器有限公司，
类型：发明
国别省市：美国,US