这片文章说在中国建立地震预警系统并不难


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送交者: 波一波 于 2008-06-18, 17:32:59:

地震预警:摧毁抵达前的抢跑

北京科技报:马佳 (08/06/02 23:59)

  “在距震中足够距离的地方,甚至可能争取20-30秒的时间。”

  5月25日,中国科技大学地球与空间科学学院教授倪四道在“中国科学与人文论坛”上说,中国应建立地震预警系统。

  倪四道是汶川地震专家委员会的成员。他对《北京科技报》说,我国从硬件设施和科研水平上都具备了建立地震预警系统的能力。尤其像北京周边,虽然比川滇地区弱一些,但相对其他地区是一个地震活跃带;预警系统可以预防地震带来的损失。

  地震预报和地震预警并不是同一个概念。

  地震预报是指在地震未发生时,提前几天、甚至更长的时间作出预测。而地震预警则在地震发生时,离震中最近的地震台对已经发生的地震进行震级和破坏强度的初步检测;而后,通过数据中心传递到可能受到影响的地区,让这些地区的重要设施及人群密集区提前十几秒能够做出应急措施。

  “地震波由两种波组成:一种是快而弱的P波(纵波),一种是慢而强的S波,也叫面波(横波)。地震预警可以在检测到P波后,迅速计算出S波的强度,并进行预警。”倪四道说。

  P波的传播速度较快,根据距震中的近远,每秒传播6到10公里;而S波就相对比较慢了,每秒3到5公里。真正具有毁灭性、摧毁建筑物的是S波。因此,如果我们能准确探测到先到达的P波,并据此迅速计算出地震的最终强度,那么地震预警系统就可以迅速关闭煤气管道、向居民发布疏散警告等,以减少地震损失。

  事实上,目前世界各国都在积极开展有关地震早期预警的研究。

  美国地质调查局与加州理工大学、加州大学伯克利分校等合作探索地震预警系统研究,以争取十几秒的逃生时间。日本于2006年8月建立了全国地震预警系统,希望能及时向铁路、建筑、电力、医疗等部门发布地震预警,并利用手机短信向民众发布警报。墨西哥专家也在积极研究南部沿海地区的地震预警,并提出利用卫星发布警报。

  在我国,2006年,天津市建立了滨海地震监测预警中心;青藏铁路也成功建立了针对地壳岩石受力情况的综合自动监测系统和数据的远程传输,铁路沿线一旦发生破坏性地震,就可以根据实时监测台网获取的地震信息和地震破坏程度快速评估结果,利用地震波到达重大基础设施和生命线工程场地前的短暂时间,有效实施自动处置措施。倪教授说,其实在京沪高速这样的重要运输通道上,也非常需要这样的监测。

  地震预警系统究竟能起多大的作用呢?

  “接收地震波加上数据处理过程约10秒,而现在通过网络传递信息几乎不需要时间。”倪四道说。那么,在距震中足够距离的地方,甚至可能争取20-30秒的时间。

  以此次汶川大地震为例,从震中映秀传播到北川,有一次比较大的能量释放;然后到达青川又有一次比较大的能量释放。

  从地图上看,北川距映秀镇直线距离约125公里,青川距映秀镇约230公里。如果按照地震波传输速度来算,距离震中100公里左右具有破坏性的S波传递速度为3公里。由于地壳与地壳下物质不同,地震波会突然加速。超过100公里时,S波传递速度变成了4公里,到北川需要30秒到40秒,传递到青川需要60秒左右。

  映秀与距它最近的地震台有30公里。如果建立了预警系统,地震台就能在P波传出的5-6秒监测到,数据处理到传输出去4-5秒的时间足以。也就是说,有10秒钟左右就可检测到地震发生,并进行数据处理,将信息传递到北川、青川。那么,北川的人们就有20秒左右的时间进行疏散和采取一些应急处理,而青川就有50秒左右的时间。而此次地震中,很多学生从教室逃离到平地花了十几秒的时间。

  当然,对于不同震级和破坏力的地震,预警的范围也不同。由于我国还没有建立这样的系统,所以目前尚无具体的数据,但随着震级的增加,预警的范围也相应扩大。倪四道说:“在学校、工厂,甚至电梯中,安装预警接收器可以判断出地震是否会对该地区造成影响。”

  不过,世界上的预警系统也并非可以100%准确地发出警告。美国地质调查局地质信息中心的研究人员斯图尔特·西普金在回复《北京科技报》采访的邮件中说,目前世界上比较先进的要数日本的地震预警系统了,但它也有一定的错误率。

  日本从2004年开始试验最新研制的地震预警系统。但该系统当年2月至次年8月一共发布的245条警报中,有10%被确定为“假情报”。而今年的两次失误也大大动摇了日本公众对地震预警系统的信心。

  今年5月8日,东京东北200公里处发生了一场6.7级地震。地震中,大东京地区仅有数十人受轻伤,多是被掉落的花瓶、相框和喇叭砸伤的,但预警系统却未发出警报。《自然》杂志网站也将此作为一条重要新闻刊登。

  日本气象厅官员解释,这套系统应该至少提前10秒钟发出警报,这次失败是因为此次地震的烈度恰好处在边界线上。

  这套系统是基于日本的“地震烈度”划分法。5月8日的这次地震发生在地表40公里处,受影响的大多数地区的烈度被定为4级或4级以下;而只有烈度到达了至少5级,该系统才会发出警报。5级的破坏强度是4级的30倍。通常情况,地震烈度在5级低端时,墙面会开裂,书架会翻倒;而在千叶县北部的一些地区,烈度确实达到了5级。

  5月8日的震后一分钟内,系统计算机共得出了9套数据。其中,第一套是在震后最初的9.3秒得出的,震后58.3秒得出了第9套。这9套数据给出的估算结果各不相同,震级从6级到6.9级,深度从地下10公里到70公里不等。直到第9套数据,也就是地震发生后58.3秒、Mito地区感受到地面震动后的第40秒,这次地震的烈度才被确定为低5级。

  后来,对数十部地震计数据的分析得出了更精确的结果:这是一次震级6.7级,深度为地下40公里的地震,御津和另一个城镇的烈度为低5级。

  日本气象厅方面透露,该机构收到了很多政府官员和民众的投诉。这套系统对更大的地震会更有效一些。较小的地震的数据更不明朗,而大地震会产生更多数据。震级越大,越能更快地发出警报。

  对预警系统的准确率,倪四道认为不能求全,10%的错误率,至少说明还有90%的效果,对于这样的灾难,也绝对值得我们使用。西普金同样认为,尽管预警系统对地震预报没有作用,但可以提前十几秒甚至1分钟左右的应急时间,已经是非常重要了。

  倪四道告诉《北京科技报》,在我国,建立完善的地震预警系统有两三年的时间足以。

  “建立地震预警系统有三个条件——密集的地震台网、完备的数据中心、有效的计算方法。”倪四道说。在这三个条件中,建立地震台是最耗时的;但在我国,北京、四川、云南等地区的地震台已经建立了很多。对于建立数据中心,我国的网络技术已经很成熟,只需要一两年的调试时间,应该没有问题。而在计算地震震级强度方面,我国已经具备了先进的技术。




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