津波警報ブイとは何ですか？それが何をするのか知っていますか?

1. 津波警報ブイの紹介

津波災害は大規模な海洋災害であり、21 世紀以降だけでも世界中で 25 万人以上の死者や行方不明者を出しています。津波警報ブイは、津波の早期検知と監視に効果的な手段として国際的に認められており、新世代の津波警報システムの中核設備です。津波警報ブイは、海底に設置された高精度の圧力センサーにより海面変動を監視し、津波や異常な変動を自動で識別してリアルタイムで通報します。敏感な応答、正確なデータ、強力なリアルタイムパフォーマンスという特徴を備えています。

津波警報ブイは2つの部分で構成されています。海底に設置された津波検出器は、海底圧力データの収集、処理、津波波の判定、報告などの機能を実現できます。海底津波検知装置から送信されたデータは、海面上に設置された係留ブイで受信され、編集・処理された後、衛星経由で地上管制センターに送信されます。同様に、地上管制センターも衛星経由で海面ブイに指示を送信し、音響通信装置を使用して津波検出器にリアルタイムで転送することができます。

図1 津波警報ブイシステム

2. 主要コア技術のブレークスルーと国際リーダーシップの達成

我が国は1983年に正式に国際津波調整グループのメンバーとなり、それ以来天然資源部（旧国家​​海洋局）が我が国の津波警報事業を開始しています。国立海洋技術センターは、海洋公益特別プロジェクトなどの国家科学研究プロジェクトの支援を受けて、津波警報ブイシステムの開発を主導し、国内の技術格差を埋め、我が国の津波警報システムにおいて重要な役割を果たしました。

当社は長年にわたる津波警報ブイの研究開発を通じて、独自の知的財産権を持つ津波波識別アルゴリズムを習得し、水中音響データと衛星データのリアルタイムかつ信頼性の高い伝送などの重要なコア技術で画期的な進歩を遂げ、津波警報時間を短縮し、津波警報の商業運用に重要な技術サポートを提供してきました。津波警報ブイの技術的成果は2021年海洋科学技術賞の二等賞を受賞し、その技術性能は国際先進レベルに達しました。

津波警報ブイの最大作動深度は6000mに達します。高精度の圧力センサーとデジタルフィルタリング技術を採用し、1mmの海面測定解像度を実現します。ニュートン補間多項式に基づく津波波検出・認識アルゴリズムを内蔵しており、振幅3cm以上の津波波を自動識別できます。監視データは水中音響通信や衛星通信によりリアルタイムで地上に送信され、津波の波高や津波の時刻などのデータが報告されます。津波伝播パターンのデータベースと組み合わせて、1 つ以上の津波ブイからの時系列データを反転し、海洋全体の津波の脅威を推定し、影響を受ける可能性のある沿岸コミュニティのポイントごとの浸水予測モデルに入力パラメータを提供します。津波発生源外の深海における津波エネルギーを直接かつリアルタイムで監視することで、津波警報の適時性と精度を向上させることができます。継続的な海洋監視により、津波予報の精度と適時性が大幅に向上し、緊急管理部門が避難や災害救助の決定を下すのに役立ちます。

津波警報ブイは南シナ海で実証実験に成功しており、2015年から2016年にかけて、3,871メートルのテストと108日間の応用実証テストを含む4回の深海テストを実施した。高精度の海面高度測定、データ処理・計算、津波波の判定・識別、複数の作業モードのシームレスな切り替え、リアルタイムおよびスケジュールによるデータ報告機能を実現し、良好な実証運用成果を達成しました。試験海域では、津波警報ブイはマニラ海溝北部の3つの断層による津波を15～45分以内に監視することができ、海南島に約2時間、広東省、福建省、浙江省などの中国本土沿岸地域に3～5時間の警報時間を提供する。これにより、我が国の津波監視・早期警報サービス能力が効果的に強化され、沿岸の省や都市の海洋経済の発展に強力な保証がもたらされました。

図2 南シナ海に設置された津波警報ブイ

図3 津波警報ブイの水中サブシステムの展開