日本“3.11”地震海啸十周年 | 我国海啸预警报技术发展现状

十年前的今天，一场9.1级的大地震突然袭击日本东部沿岸并引发巨大海啸，地震和海啸造成超过18,000人死亡，福岛核电站发生爆炸并引发核泄漏危机。

2011年日本3·11大海啸是全球海啸预警及防灾减灾历史中的一次里程碑事件，它造成的全球性影响持续至今。

十年来，我国着力提升海啸预警能力，在海啸预警与减灾方面取得了重大进步，进入了新的发展阶段。

海啸袭来场景

仙台机场受灾场景

海啸预警监测系统发展

日本“311”地震海啸事件后，原国家海洋局开始着力提升海啸预警能力。中编办批复成立原国家海洋局海啸预警中心，引进了Antelope和Seiscomp3地震监测系统，接入了600+个全球共享地震台站实时监测数据，同时在我国沿海建设了25个地震台站，进一步强化了对我国近海地震的监测能力。目前该中心可以做到24小时实时监控全球海底地震，有地震发生后3-8分钟就可以计算出地震参数。

对于海啸预警，只有地震监测系统还不够，还需要有科学的海啸预报技术，以及智能化的辅助决策系统。鉴于海啸传播的特点，对于发生在离我国较近的西北太平洋和中国近海区域的地震，我们建立了庞大的海啸预警数据库，这样可以在监测到地震后快速地从数据库中调取到海啸预报结果，尽力缩短预警报制作时间；对于离我国较远的地震，我们建立了基于GPU并行的海啸预报模型，可以在数分钟内完成覆盖整个太平洋范围的数值计算。

有了以上地震监测和海啸预报能力作为坚实的技术保障，2015年，我中心自主研发的海啸预警系统正式业务化运行。该系统将地震监测、海啸预报、水位观测、数据统计、数据制图、预报单制作和发布等众多功能集于一身，极大地提升了预报员制作和发布预警报信息的速度。多年来，随着系统不断的更新和改进，海啸预警报制作效率已经提升至平均8-10分钟，与“3.11”地震海啸时期的预警能力相比，有了跨越式的进步。

海啸预警操作软件平台

（左上：地震监测界面；右上：水位监测界面；

左下：地震海啸显示界面；右下：海啸警报信息发布界面）

南中国海海啸预警中心建立

为有效应对南海区域地震海啸风险，2011年，中国向ICG/PTWS第24次会议提交了《南中国海海啸预警与减灾系统建设框架方案》，倡议南海周边各国加强区域协作、共同建设南海海啸预警与减灾系统。2013年，ICG/PTWS第25次大会正式同意依托中国国家海洋环境预报中心建设UNESCO-IOC南海海啸预警中心，并专门成立技术专家组负责该中心的建设和协调工作。2018年5月8日，联合国教科文组织助理总干事、政府间海洋学委员会执行秘书弗拉基米尔·拉宾宁先生来华为南海海啸预警中心正式授牌。2019年9月16日， UNESCO-IOC发布通告，宣布南海海啸预警中心于2019年11月5日开始业务化正式运行，为南中国海周边的中国、文莱、柬埔寨、印尼、马来西亚、菲律宾、新加坡、泰国、越南等9个国家提供全天候的地震海啸监测预警服务，组织开展本区域的海啸预警和应急响应培训及减灾工作，标志着南海海啸预警中心正式成为UNESCO-IOC框架下的永久性海啸预警业务中心，是我国开展南中国海周边海洋领域务实合作、参与全球和区域海洋治理的一项重要成果。

技术研究进展

十年来，我中心在分析研究了大量的海啸史料后，对我国沿海海域地震海啸分布概况和发生频率等取得了许多有意义的研究成果。通过“十二五”和“十三五”期间快速发展，我国海啸预警技术取得了跨越式发展：构建了覆盖西北太平洋潜在海啸源区的定量海啸预警数据库，囊括了潜在影响我国的7万个海啸传播情景；研制了具有我国自主知识产权的海啸数值计算模型；发展了基于海啸浮标的海啸源快速同化反演预警技术；开展了精细化海啸淹没数值模拟系统研发，模拟分辨率可达到50米以内。在海啸数值模拟技术发展基础上，结合全球主要俯冲带地震资料，综合发展了极端海啸情景海啸风险评估技术和概率性海啸风险评估技术体系。通过集成上述关键技术，发展了具有自主知识产权的海啸监测预警自动化业务系统，具备在获取地震监测信息后10分钟发布海啸预警信息的能力；基于我国海啸灾害风险评估技术体系，在“十二五”期间组织启动了我国沿海城市海啸灾害风险评估和沿海大型工程风险排查工作。

国际合作和国际演习

由于海啸灾害具有跨大洋传播的特点，国际合作在海啸预警及减灾工作中发挥着至关重要的作用。2011年至今，我中心参加了多次海啸多边合作会议，包括六次太平洋海啸预警与减灾系统政府间协调组（ICG/PTWS）会议、九次南中国海区域海啸预警与减灾区域工作组会议等。我中心和联合国教科文组织政府间海洋学委员会（IOC）、太平洋海啸预警中心（PTWC）和南中国海沿岸各国海啸预警机构等进行了深入探讨与合作。

为提升南中国海区域海啸预警中心对区域内国家的海啸预警服务职能。南中国海区域海啸预警中心接收成员国国家海啸预警中心多批次业务人员来华进行短期业务交流，推动南中国海海啸预警中心的国际化运作。

于福江主任为菲律宾Arianne Gail Rivera女士颁发书

同时，为增强对南中国海区域海啸预警标准流程和南中国海区域海啸预警中心指导产品的理解与使用，我中心举办多次国际培训班。邀请来自美国海洋大气局国际海啸信息中心、太平洋海啸预警中心、日本气象厅、菲律宾地震火山研究所，以及政府间海洋学委员会等机构的专家担任国际授课讲师。培训地震海啸监测预警方法和标准业务流程，局地海啸灾害应急管理和标准流程，地震海啸监测预警软件使用，公众应急疏散，以及南中国海区域海啸预警指导产品理解和使用等。

南中国海海啸预警中心产品使用培训班

为检验海啸预警、信息发布和部门联动的防灾减灾工作机制，提高海啸警报机构和政府部门参与程度，我中心分别于2006年、2008年、2011年、2013年、2015年、2016年、2017年、2018年和2020年参加九次太平洋海啸演习，成功的测试了我国的预警系统的运行情况及我国与国际机构的联络机制，提高了我国的海啸应对能力。

海啸演习

海啸演习

海啸灾害风险评估

和地震灾害一样，科学家们现今也无法预测下一次海啸将何时何地发生。因此，为防范大海啸灾害的再次发生，有必要在海啸灾害发生之前对海啸事件进行全方面的研究分析。海啸风险评估旨在通过科学的评估手段，摸清我国面临的潜在海啸灾害风险，查找核电站等重要工程设施抵御海啸灾害的能力短板，做到防范于未然。目前，我中心已经发展了基于确定性和概率性的海啸风险评估方法。研究包括高精度基础地理资料分析应用、精细化数值建模评估、致灾因子和岸防设施相互作用、灾害风险评估体系构建、成果集成和可视化、应急疏散路径最优化设计等。

根据原国家海洋局工作建议，我中心于2012年正式启动海啸灾害风险评估和区划工作。根据工作安排，2012年编写了《海啸灾害风险评估与区划技术导则》。同年6月，原国家海洋局制定了《全国海洋灾害风险评估与区划工作实施方案》。2013年至今，依据该导则国家海洋环境预报中心对国家省市县各级行政区域进行海啸灾害风险评估工作，目前已经完成近50个区域的海啸风险评估研究。研究成果为当地政府科学地评估出了辖区内可能遭受海啸袭击的区域及灾害程度，并且依据评估结果为当地政府制定了相应的防灾减灾方案。海啸灾害的发生是一种自然现象，人力不可避免，但是可以通过改善地物的脆弱，来减少海啸的破坏，降低风险。

定海区淹没风险等级图

2014年以来，预报中心紧跟国际海啸风险评估前沿，发展了海啸发生概率风险评估技术体系，基于地震G-R概率统计理论和蒙特卡洛地震事件随机生成方法，采用并行海啸计算模型，在对近10万次地震事件进行模拟后，得到我国不同岸段不同重现期的海啸危险性评估结果。

日本南部海槽地震 G-R关系

千年一遇海啸最大波幅分布图

海啸灾害是世界上最严重的海洋灾害之一。近十多年来，太平洋沿岸平均每年均有破坏性海啸灾害发生。海啸虽然是小概率事件，但是它的发生往往伴随着巨大的经济财产损失和人员伤亡。而且海啸能够跨大洋远距离传播并影响远离震源的地区，造成大范围的灾害性影响。

沿海地区在面积上仅占世界土地面积的2％，但却居住着全世界的10％的人口。有些沿海地区地势较低，平均海拔不到10 m，如果再靠近地震活动区，那么将面临巨大的海啸风险。目前世界沿海地区的快速城市化进程对海啸防灾减灾也是一个挑战。

另外，气候变化可能导致前所未有的极端天气事件。由于海水热膨胀、高山冰川和极地冰盖融化等因素的影响，海平面上升问题越来越严重。根据政府间气候变化专门委员会的研究，20世纪全球平均上升速率为1.5-2.0 mm/y。海上丝路沿线有大量人口生活在海拔不到1 m的沿海地区，即使相对较小的海平面上升，也会对靠近海岸的人口和财产构成重大威胁，同时也增加了海啸的危害性。

基于以上的分析，我们建议：

1

加强海啸预警能力建设

在预报中心现有能力基础上，建立太平洋乃至全球的海啸预警系统，扩大海啸预警能力范围，实现全天24小时不间断的全球海啸预警监控，针对局地、区域海啸以及大洋传来的越洋海啸及时发布海啸预警，为我国政府和民众提供及时、准确的预警服务。在南海、台湾以东等关键海域部署更多的海啸监测浮标，加强我国沿海局地和越洋海啸的监测能力。

2

增加投入，推动海啸相关研究

和业务水平的提高

在我国现有的海啸预警系统基础上，通过增加人员和经费的投入，改进和完善现有海啸预警与监测系统，推动海啸预警水平的提高，增强海啸预警能力，鼓励海啸预警与监测新技术的研发并投入到业务化运行中。

3

继续推进海啸灾害风险评估工作

全球海洋防灾减灾的战略重心已经由“灾后救灾”转变为“灾前预防”，风险评估工作是“灾前预防”的重点之一。目前，全球海啸灾害严重国家如美国、日本等已经开展了海啸灾害风险评估工作，在人口密集、经济发达的重点城市和地区开展了相关工作，提供海啸灾害风险图和应急疏散图，为灾害应急管理机构提供应急决策，为民众防御灾害和疏散避险给予指导。加强沿海重点城市和地区的致灾孕灾调查、海啸灾害风险评估、重点隐患调查等工作，保质保量完成海啸灾害风险普查工作。

来源：自然资源部海啸预警中心

未来两天近海预报

预计明天，

渤海、黄海有0.6到1.2米的轻浪；

东海、钓鱼岛附近海域、台湾海峡、台湾以东洋面有1.5到2.4米的中浪区；

南海北部、巴士海峡有1.8到2.5米的中浪到大浪区；

南海中部、南部有1.3到2米的中浪区；

北部湾有0.6到1米的轻浪。

预计后天，

南海北部的大浪区维持，浪高1.8到2.5米。

3月11日~3月15日西北太平洋海浪数值预报动图

明日滨海出行提示

01

沿岸海域海况

预计明天，

舟山、平潭、厦门、三亚海域有中浪，我国其它主要沿岸海域都是轻浪，均适宜开展滨海休闲观光活动；

天津、青岛、连云港、北海海域受海面轻雾影响，视程不理想，上海、舟山、三亚海域受海面小雨影响，滨海出行最好备上雨具。

我国主要沿岸海域包含：

Ⅰ大连；Ⅱ天津；Ⅲ青岛；Ⅳ连云港；Ⅴ上海；Ⅵ舟山；Ⅶ平潭；Ⅷ厦门；Ⅸ深圳；Ⅹ北海；Ⅺ海口；Ⅻ三亚。

02

主要航线海况

预计明天，

上海至普陀山、厦门至金门、三亚至西沙北礁航线有中浪，乘船舒适度都为二级；

大连至烟台、海口至北海、海口至海安航线有轻浪伴海面轻雾，乘船舒适度也是二级；

深圳至珠海航线是轻浪，海况极佳，都非常适宜乘旅行。

我国主要旅行航线包含：

①大连-烟台；②上海-普陀山；③海口-北海；④厦门-金门；⑤深圳-珠海；⑥海口-海安；⑦三亚-西沙北礁航线。

乘船舒适度分为五级：

一级：海面状况极佳，非常适宜乘船旅行；

二级：海面状况优良，适宜乘船旅行；

三级：海面状况良好，较适宜乘船旅行；

四级：海面状况较差，基本适宜乘船旅行；

五级：涌浪偏大，不适宜乘船旅行。

03

美丽海岛海域海况

预计明天，

湄洲岛、钓鱼岛、永兴岛附近海域有2.1~2.2米的中浪，不适宜乘船出行；

南麂岛、东山岛、南澳岛、黄岩岛、永暑礁附近海域有1.8~2米的中浪，嵊泗列岛、岱山岛、东极岛、普陀山、大陈岛、洞头岛、嵛山岛、平潭岛、万山群岛、川山群岛、分界洲岛、蜈支洲岛附近海域有1.3~1.7米的中浪，这些海岛较适宜乘船出行；

我国其它各美丽海岛附近海域都是轻浪，海况不错，非常适宜乘船出行和海岛游玩。

美丽海岛是指以下的35个海岛：

觉华岛、长山群岛、菩提岛、长岛、刘公岛、灵山岛、秦山岛、连岛、崇明岛、嵊泗列岛、岱山岛、东极岛、普陀山、大陈岛、玉环岛、洞头岛、南麂岛、嵛山岛、三都岛、平潭岛、湄洲岛、东山岛、钓鱼岛、南澳岛、万山群岛、川山群岛、海陵岛、南三岛、东海岛、涠洲岛、分界洲岛、蜈支洲岛、永兴岛、黄岩岛、永暑礁。

（上图中的照片来自网络）