We have explored tsunami current signals in maritime Automatic Identification System (AIS) data during the 2011 Tohoku, Japan, tsunami. The AIS data were investigated in detail taking into account ship motion and response to tsunami current. Ship velocity derived from AIS data was divided into two components in terms of the ship heading: heading-normal and heading-parallel directions. The heading-normal velocity showed good agreement with the simulated tsunami current, as mentioned in our former research. Here, we found the heading-normal velocity was contaminated by non-tsunami noises that were mostly related to the ship yaw motion around the pivot point. The noises due to the yaw motion were reasonably corrected in the heading-normal velocity. The corrected heading-normal velocity clearly showed better agreement with the simulated tsunami current. Although the heading-parallel velocity is basically the navigation speed, and is mostly controlled by ships’ captain, we could find the heading-parallel velocity was also drifted by tsunami currents. The corrected heading-normal velocity was still a ship response to the tsunami current. Based on an equation of a ship response to tsunami currents, we numerically estimated tsunami current from the corrected heading-normal velocity. We could find very slight improvements in estimating the tsunami currents, which indicated that this operation possibly worked as a secondary correction. Tsunami currents of tens of centimeters per second are expected to be suitably detected using AIS based on discussion on detection limit.

中文翻译：

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使用船舶偏航和船舶响应方程从船载自动识别系统数据中提取更清晰的海啸流

我们探索了 2011 年日本东北海啸期间海上自动识别系统 (AIS) 数据中的海啸电流信号。考虑到船舶运动和对海啸流的响应，对 AIS 数据进行了详细调查。根据船舶航向，从 AIS 数据得出的船舶速度分为两个分量：航向法向和航向平行方向。正如我们之前的研究中提到的那样，航向法向速度与模拟的海啸电流显示出很好的一致性。在这里，我们发现航向法向速度受到非海啸噪声的污染，这些噪声主要与围绕枢轴点的船舶偏航运动有关。由偏航运动引起的噪声在航向法向速度中得到了合理的校正。修正后的航向法向速度与模拟的海啸电流明显吻合。虽然航向平行速度基本上是航行速度，并且主要由船长控制，但我们可以发现航向平行速度也受到海啸流的影响。修正后的航向法向速度仍然是船舶对海啸电流的反应。基于船舶对海啸流的响应方程，我们根据修正的航向法向速度对海啸流进行了数值估计。我们可以在估计海啸电流方面发现非常微小的改进，这表明该操作可能起到了二次修正的作用。基于对检测极限的讨论，预计可以使用 AIS 适当地检测每秒数十厘米的海啸电流。虽然航向平行速度基本上是航行速度，并且主要由船长控制，但我们可以发现航向平行速度也受到海啸流的影响。修正后的航向法向速度仍然是船舶对海啸电流的反应。基于船舶对海啸流的响应方程，我们根据修正的航向法向速度对海啸流进行了数值估计。我们可以在估计海啸电流方面发现非常微小的改进，这表明该操作可能起到了二次修正的作用。基于对检测极限的讨论，预计可以使用 AIS 适当地检测每秒数十厘米的海啸电流。虽然航向平行速度基本上是航行速度，并且主要由船长控制，但我们可以发现航向平行速度也受到海啸流的影响。修正后的航向法向速度仍然是船舶对海啸电流的反应。基于船舶对海啸流的响应方程，我们根据修正的航向法向速度对海啸流进行了数值估计。我们可以在估计海啸电流方面发现非常微小的改进，这表明该操作可能起到了二次修正的作用。基于对检测极限的讨论，预计可以使用 AIS 适当地检测每秒数十厘米的海啸电流。我们可以发现海啸流也漂移了航向平行速度。修正后的航向法向速度仍然是船舶对海啸电流的反应。基于船舶对海啸流的响应方程，我们根据修正的航向法向速度对海啸流进行了数值估计。我们可以在估计海啸电流方面发现非常微小的改进，这表明该操作可能起到了二次修正的作用。基于对检测极限的讨论，预计可以使用 AIS 适当地检测每秒数十厘米的海啸电流。我们可以发现海啸流也漂移了航向平行速度。修正后的航向法向速度仍然是船舶对海啸电流的反应。基于船舶对海啸流的响应方程，我们根据修正的航向法向速度对海啸流进行了数值估计。我们可以在估计海啸电流方面发现非常微小的改进，这表明该操作可能起到了二次修正的作用。基于对检测极限的讨论，预计可以使用 AIS 适当地检测每秒数十厘米的海啸电流。我们根据修正的航向法向速度对海啸电流进行了数值估计。我们可以在估计海啸电流方面发现非常微小的改进，这表明该操作可能起到了二次修正的作用。基于对检测极限的讨论，预计可以使用 AIS 适当地检测每秒数十厘米的海啸电流。我们根据修正的航向法向速度对海啸电流进行了数值估计。我们可以在估计海啸电流方面发现非常微小的改进，这表明该操作可能起到了二次修正的作用。基于对检测极限的讨论，预计可以使用 AIS 适当地检测每秒数十厘米的海啸电流。