СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ОПАСНОСТИ ЦУНАМИ Российский патент 2005 года по МПК G01V9/00 

Изобретение относится к области сейсмологии, а именно к способам определения опасности цунами, а более конкретно к способам регистрации преимущественно электрических сигналов, предвестников образования цунами.

Известны способы [1-3], включающие формирование упругих колебаний, регистрацию колебаний, сравнение их с опорным сигналом, определение сейсмических параметров среды.

Недостатком данных устройств является необходимость подавления квазисинусоидальных помех, а также электрических промышленных помех, а также относительно невысокая вероятность получения достоверных прогностических данных.

Известен также способ определения опасности цунами [4], включающий размещение в прибрежной зоне на глубине более 100 м групп устройств регистрации, соединение их трактом связи с наземными станциями приема и обработки сигналов путем поэтапного определения опасности цунами. На расстоянии 2-4 тысячи километров от берега устанавливают еще одну группу устройств регистрации, а группу устройств в прибрежной зоне размещают на расстоянии, обеспечивающим необходимое время на защиту охраняемого района. Факт возникновения цунами устанавливают по сигналам дальних устройств, а по сигналам ближних устройств регистрации, установленных в прибрежной зоне на глубине более 100 м, определяют степень опасности волны цунами для охраняемого района.

Поэтапное определение опасности цунами обеспечивает повышение надежности прогноза цунами по сравнению с аналогами, однако размещение регистрирующих устройств на глубинах более 100 м ограничивает информативность получения первичных сигналов и как следствие снижает достоверность прогнозов, так как известно, что наибольшая информативность первичных сигналов наблюдается на глубинах 6-10 м от уровня прилива, вблизи берега и вдоль континентальных шельфов.

Кроме того, размещение второй группы регистрирующих устройств на расстоянии 2-4 тысячи километров от берега требует наличия сложных и надежных линий связи с наземными станциями приема и обработки информации, что при неблагоприятных гидрометеорологических условиях, предшествующих возникновению цунами, технически обеспечить сложно.

Задачей, решаемой изобретением, является устранение отмеченных недостатков за счет повышения информативности и достоверности получения первичных сигналов с последующей их комплексной обработкой.

Поставленная задача достигается за счет того, что в способе определения опасности цунами, включающем размещение в прибрежной зоне групп устройств регистрации, одну из которых размещают на расстоянии l от берега, определяемом по формуле , где τ_kp - нормативное время на защиту охраняемого района, g - ускорение свободного падения, Н - средняя глубина моря между берегом и устройством, соединение их трактом связи с наземными станциями приема и обработки сигналов и определения степени опасности волн цунами для охраняемого района по сигналам устройств, размещенных в прибрежной зоне - факт возникновения и направления распространения волны цунами устанавливают по сигналам устройств регистрации, размещенных в прибрежной зоне по крайней мере в двух точках в вертикальном направлении на глубинах не более 10 метров вблизи берега и вдоль континентальных шельфов, а определение степени опасности волны цунами устанавливают по измеренным параметрам физических полей и волнения в едином масштабе времени.

В предлагаемом способе с размещением устройств регистрации, размещенных в прибрежной зоне по крайней мере в двух точках в вертикальном направлении на глубинах не более 10 м вдоль берега и вдоль континентального шельфа, и определением степени опасности волны цунами по измеренным параметрам физических полей и волнения в едином масштабе времени позволяет повысить информативность и достоверность получения первичных сигналов с последующей их комплексной обработкой.

Данная совокупность новых признаков предлагаемого способа не выявлена из известного уровня техники, что позволяет сделать вывод о соответствии заявляемого изобретения условию патентноспособности \изобретательский уровень\.

Сущность предлагаемого способа заключается в следующем.

1. Размещают в прибрежной зоне на глубинах не более 10 м от берега и вдоль континентальных шельфов, группу устройств регистрации на расстоянии l от берега, определяемом по формуле , где τ_kp - нормативное время на защиту охраняемого района, g - ускорение свободного падения, Н - средняя глубина моря между берегом и устройством.

2. Соединяют устройства регистрации трактом связи с наземными станциями приема и обработки сигналов.

3. Измеряют параметры физических полей и волнения в едином масштабе времени.

4. Обрабатывают сигналы на наземных станциях приема и обработки сигналов.

5. Определяют степень опасности волны цунами по измеренным параметрам физических полей и волнения в едином масштабе времени.

В качестве устройств регистрации сигналов физических полей используется измерительная система состоящая по крайней мере из двух электродов, соединенных с высокоомным вольтметром. Ввиду того, что для повышения информативности и достоверности получения конечного результата, устройство содержит несколько измерительных систем, отличающихся сопротивлениями электродов, что обеспечивает измерение градиента потенциала электрических полей, обусловленных [5, 6, 7]:

- электрохимическим происхождением;

- движением воды в магнитном поле Земли;

- тектоническим происхождением;

- теллурическими токами;

- магнитным полем Земли;

- волнением морской поверхности.

Параметры волнения могут быть определены посредством неконтактного измерителя параметров волнения, обеспечивающего определение таких параметров волнения, как высота, направление, длина, период и скорость волны, аналоги которого описаны в источниках [8-10].

Обработку сигналов (усиление, преобразование, формирование, вычисления) проводят на наземных станциях приема и обработки сигналов.

Определение степени опасности волны цунами устанавливают по измеренным значениям параметров физических полей и волнения по крайней мере на двух уровнях по вертикали путем сравнения их со значениями, полученными для спокойного моря. При этом если измеренные параметры превышают параметры для спокойного моря более чем на 75% для первого уровня и 50% для второго уровня и при этом параметры волнения имеют тенденцию дальнейшего синхронного увеличения, то опасность волны цунами составляет более 85%.

В предлагаемом способе размещение устройств на двух уровнях по вертикали в прибрежной зоне с измерением параметров физических полей с одновременным измерением параметров волнения позволяет повысить информативность и достоверность прогноза, так как наиболее существенные колебания электрических полей, синхронные с морским волнением, возникают в прибрежных водах за счет того, что ток воды практически захватывает придонные слои.

Источники информации

1. Патент РФ №2082184.

2. Патент РФ №2066467.

3. Авторское свидетельство СССР №1300393.

4. Патент РФ №2066466.

5. Доклады Академии наук СССР. М., т.248, №1,1979, с.252-254, 202-205.

6. Фонарев Г.А., Шнеер B.C. Геомагнетизм и высокие слои атмосферы. Итоги науки н техники. М.: Наука, т.2, 1975, с.225.

7. Броун Г.Р., Ильинский О.Б. Физиология электрорецепторов. Л.: Наука, 1984, 247 с.

8. Ванаев А.П., Чернявец В.В. Определение параметров волнения совмещенной системой измерения скорости судна и высоты волны // Судостроение, №8-9, 1993.

9. Nebylov A.V., Vanayev A.P., Cherayavets V.V. Sea Wave Parameters Small Amplitudes and Distances Measurers Design for Movement Control Systems of Ships, Wing-infurface Effect Crafts and Seaplanes. AGARD, cp-556, NEUILLY-SUR-SEINE, France, 1995.

10. Патент РФ №2137153.

Изобретение относится к геофизике и может быть использовано при оценке катастрофических явлений. Заявлен способ определения опасности цунами. Способ включает размещение в прибрежной зоне групп устройств регистрации, соединение их трактом связи с наземными станциями приема и обработки сигналов и определение степени опасности волны цунами для охраняемого района по сигналам устройств, размещенных в прибрежной зоне. Факт возникновения и направления распространения волны цунами устанавливают по сигналам устройств регистрации, размещенных в прибрежной зоне по крайней мере в двух точках в вертикальном направлении на глубинах не более 10 метров вблизи берега и вдоль континентальных шельфов. Определение степени опасности волны цунами устанавливают по измеренным параметрам физических полей и волнения в едином масштабе времени. Технический результат: повышение информативности и достоверности способа.

Способ определения опасности цунами, включающий размещение в прибрежной зоне групп устройств регистрации, одну из которых размещают на расстоянии l от берега, определяемом по формуле , где τ_kp - нормативное время на защиту охраняемого района, g - ускорение свободного падения, Н - средняя глубина моря между берегом и устройством регистрации, соединение их трактом связи с наземными станциями приема и обработки сигналов и определение времени опасности волны цунами для охраняемого района по сигналам устройств, размещенных в прибрежной зоне, отличающийся тем, что факт возникновения и направления распространения волны цунами устанавливают по сигналам устройств регистрации, размещенных в прибрежной зоне, по крайней мере в двух точках в вертикальном направлении на глубинах не более 10 м вблизи берега и вдоль континентальных шельфов, а определение степени опасности волны цунами устанавливают по измеренному градиенту потенциала электрического поля и параметрам волнения в едином масштабе времени по крайней мере на двух уровнях по вертикали путем сравнения их со значениями, полученными для спокойного моря, при этом, если измеренные параметры превышают параметры для спокойного моря более чем на 75% для первого уровня и 50% для второго уровня и при этом параметры волнения имеют тенденцию дальнейшего синхронного увеличения, то опасность цунами составляет более 85%.