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防灾减灾预警系统建设及研究案例中的传感器应用

作者:深圳铭之光 发布时间:2018-10-11 15:37:45
  10月7日,印尼中苏拉威西省强震和海啸造成的死亡人数已上升至2085人遇难,两千多名重伤员正在医院接受治疗,搜救即将结束。虽然此次海啸造成的伤亡和财产损失没有2004年南亚大海啸那么巨大,但人们仍需从这次海啸灾难中总结经验,并改进预警技术和方式,从而在未来有效防范海啸。
 


印尼海啸过后的场景
 
  事后调查发现,印尼现行海啸预警系统没有启用,是引发此次伤亡的重要原因之一。
 
  印尼现行海啸预警系统,主要借助134个潮汐观测站观测海面水位变化,配合陆上大约55处地震仪发布警报,系统才能在1到3分钟内发出警报。但潮汐观测站对提供预警信息作用有限,加之新系统需在附近海域需要设置22个浮标,才能将最后一处海底传感器节点与一处离岸小岛上的数据站接通。
 
  问题在于,每个浮标耗资数以十万美元计,由于缺钱,这一系统迟迟没有建成。另外,有的浮标遭人为破坏、盗窃,也有的因缺乏维护而出故障。
 


海啸预警系统示意图,资料图
 
  另外,印尼对此次海啸的威力预估不足,是造成此次海啸伤亡的原因之一。
 
  印度尼西亚气象、气候和地球物理局(BMKG,简称气象局)预计到地震之后可能会发生海啸,并根据潮汐传感器发布了海啸警报,但根据距离最近的潮汐传感器提供的数据,海浪高度为6公分,气象局34分钟之后解除了这一警报。这导致海滩上的数百人未在第一时间撤离。
 
  对此,印尼气象局解释说,人们仅凭距离最近的潮汐传感器提供的数据,并不足以准确预警海啸。
 
  这一问题提醒我们,要想尽可能避免未来的海啸大灾难,起码需要及早修建新型海啸预警系统。同时,对地震成因进行更早预测,研究其是否可能引发海啸。
 
  其实,目前,很多国家都在积极展开对各类自然灾害的预警防范研究工作,其中不乏采用先进的传感器的办法,以此来收集和监测不同灾害发生时的数据,比如下面两个例子。
 
  同样在今年9月,在飓风佛罗伦萨袭击下的美国北卡罗来纳州,跟普通人躲避飓风相反,科研人员正为避免敏感样本、昂贵仪器受飓风影响而逆风而上。通过在飓风期间部署新实验,同时努力收集飓风登录前后的各种数据。
 


左图是压力传感器旁边的沉积物捕集器。 右图是压力传感器。 收集的数据将有助于监测飓风过境时候引起的风暴潮,沙丘侵蚀和覆盖。资料图
 
  据了解,飓风佛罗伦萨抵达前,研究人员在飓风路径中的建筑物上安装了压力传感器,帮助科学家模拟风暴波浪的高度和形状。与此同时,美国地质调查局的工作人员在卡罗来纳州、弗吉尼亚州、西弗吉尼亚州和马里兰州,安装了190多个临时风暴潮汐传感器和水位测量仪。这些仪器提供的水位实时数据、海洋潮汐变化信息,能够帮助应急响应人员预估飓风造成的损失,同时帮助研究人员改进未来风暴的预测模型。
 


媒体报道称,全日本有可能受泥石流侵害的地点多达53万处。资料图
 
  在预测泥石流方面,日本大阪大学的研究人员,早在2016年便开发出了一款智能系统。该系统通过结合降水量预告、分析降水临界点时间、测量斜面上的水分含量和倾斜度的传感器,可预测出降雨之后斜面的水分含量,来判断是否发出泥石流预警。如有可能达到临界点,即可提前数小时通知当地居民避难。
 
  相信,在未来的防灾减灾领域,通过采用先进的物联网传感器,以及人工智能等技术手段,人们可以掌握大部分自然灾害发生的过程及特点,并制定出了更加完善的应对举措。