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先讓我們理清以下幾個問題——
地震預(yù)警與地震預(yù)報的區(qū)別:
首先,地震預(yù)警不同于地震預(yù)報,是可以實現(xiàn)的。
地震預(yù)報是指,在地震發(fā)生前發(fā)布地震警示(分為長期、中長期、短期和臨震預(yù)報)。臨震預(yù)報尚無任何國家能夠準(zhǔn)確進行。
地震預(yù)警是指,在地震已經(jīng)(在震中)發(fā)生后,但震災(zāi)區(qū)尚未感到破壞性地震波時,震災(zāi)區(qū)收到對即將到來的破壞性地震波的警告信號。
簡言之,地震預(yù)報是在地震發(fā)生前發(fā)布警示;地震預(yù)警是在地震發(fā)生后、地震波尚未到達地表造成破壞前,向人們發(fā)布警示。
地震預(yù)警的原理
地震波包括縱波(p波)和橫波(s波),縱波的速度快但破壞性小,橫波的速度慢但破壞力大。
地震預(yù)警系統(tǒng),就是在一定地域布設(shè)地震觀測臺網(wǎng),在地震發(fā)生時,利用地震波與無線電波或計算機網(wǎng)絡(luò)傳播的速度差,在破壞性地震波(橫波或面波)到達之前給預(yù)警目標(biāo)發(fā)出警告,以達到減少地震災(zāi)害和地震次生災(zāi)害的技術(shù)。
地震預(yù)警系統(tǒng)需要有相應(yīng)觀測、通信方式支持。
首先是地震觀測臺網(wǎng),與電信公司在地面假設(shè)基站類似,地震觀測臺網(wǎng)是在一定地域布設(shè)相對密集(例如,臺站間距15公里)的檢測儀器(如強震儀、測震儀、烈度儀),這些儀器會在地震發(fā)生的第一時間采集到相應(yīng)信息。
其次是通信方式,常用的通信方式一般為手機網(wǎng)絡(luò)、衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)和以太網(wǎng),這些通信方式把觀測網(wǎng)絡(luò)收集到的信息傳播出去。
最后是接收終端,通信網(wǎng)絡(luò)將預(yù)警信息傳播到接收終端,發(fā)出相應(yīng)警報,實現(xiàn)預(yù)警功能。接收終端有專業(yè)版和個人版之分,專業(yè)版網(wǎng)絡(luò)更加穩(wěn)定,接收預(yù)警信息更加可靠;個人終端則相反。
地震預(yù)警的關(guān)鍵是利用地震波的前幾秒的數(shù)據(jù)準(zhǔn)確估計震級、震中位置以及快速估計地震對預(yù)警目標(biāo)的影響等。
地震預(yù)警系統(tǒng)發(fā)展現(xiàn)狀
目前全球有五個國家和地區(qū)擁有能夠為一個或多個用戶提供預(yù)警信息的預(yù)警系統(tǒng)。除了墨西哥和日本擁有通過多種通信信道提供給公眾預(yù)警信息的預(yù)警系統(tǒng)外,臺灣、土耳其和羅馬尼亞也擁有為一個或多個用戶提供信息的地震預(yù)警系統(tǒng)。
1、日本
日本國土交通省所屬的日本氣象廳于2006年8月1日啟用高度利用向緊急地震速報系統(tǒng),并于次年10月1日上午9時開始向全國的一般大眾發(fā)布警報。
日本緊急地震速報分為“預(yù)報”和“警報”,“預(yù)報”向高度利用者提供,警報的發(fā)報條件為“預(yù)測震度5弱以上”。
2、墨西哥
墨西哥城地震預(yù)警系統(tǒng)SAS(Seismic Alarm System)于1991年8月投入使用,向公眾發(fā)布地震警報的地震預(yù)警系統(tǒng)。該系統(tǒng)可以使墨西哥城2000萬人口中約有440萬人能夠接收到警報信號。
SAS系統(tǒng)已經(jīng)使用十多年了,錯報率和誤報率很高,探測的地域還有一定限制,這使得SAS系統(tǒng)的作用有限。
2005年,墨西哥國家理工學(xué)院的巴埃納?迪亞斯等人發(fā)明了一種地震預(yù)警系統(tǒng),如震動超過里氏5級,該系統(tǒng)將自動激活,在地震波抵達前200s通過手機向人們發(fā)送預(yù)警信號,據(jù)試驗,該系統(tǒng)預(yù)警成功率在90%以上。
3、國內(nèi)地震預(yù)警系統(tǒng)發(fā)展現(xiàn)狀
1994年,中國廣東大亞灣核電站建立了用于地震報警的地震儀表系統(tǒng);2001年10月,遼寧省地震局為中國石油天然氣股份有限公司大連分公司建立了大型石化企業(yè)地震預(yù)警系統(tǒng)投入使用。
在政府層面,2009年開始,中國地震局在科技部支持下,開始啟動“地震預(yù)警與烈度速報系統(tǒng)的研究與示范應(yīng)用”項目。2013年,據(jù)中國地震局相關(guān)人員介紹,“國家地震烈度速報與預(yù)警工程”已經(jīng)進入發(fā)改委立項程序,計劃投入20億元,用五年時間建設(shè)覆蓋全國的由5000多個臺站組成的國家地震烈度速報與預(yù)警系統(tǒng)。
這次成功預(yù)警云南魯?shù)?.5級地震的是一家名叫“成都高新減災(zāi)研究所”的民間機構(gòu),成立于汶川地震后,研究所通過自主研發(fā)的ICL地震預(yù)警技術(shù)系統(tǒng)對民眾進行地震預(yù)警。據(jù)研究所所長王暾介紹,與日本的預(yù)警系統(tǒng)相比,ICL系統(tǒng)的響應(yīng)時間快25%,可靠性更高。
據(jù)介紹,此次云南的地震是成都高新減災(zāi)研究所的地震預(yù)警系統(tǒng)預(yù)警的第14次造成了破壞的地震,第一次預(yù)警破壞性地震是2013年2月19日巧家4.9級地震,迄今國內(nèi)最大的被預(yù)警的地震為2013年4月20日的蘆山7級強震。
今年7月28日,該研究所宣布,跨越中國五省區(qū)(寧夏、甘肅、陜西、四川、云南)的南北地震預(yù)警網(wǎng)貫通并啟用,預(yù)警網(wǎng)包括1960個地震預(yù)警監(jiān)測臺站,覆蓋近80萬平方公里,可為超過3億人服務(wù)的地震預(yù)警系統(tǒng)。
地震預(yù)警的作用和意義
地震預(yù)警的主要意義在于為人們避險提供更多時間。
地震發(fā)生后,房屋從開始晃動到倒塌的平均時間大約12秒。最新的預(yù)警科技提供逃生和避險的時間可以超過30秒。有了預(yù)警系統(tǒng)后,預(yù)警時間增加了,判斷決策時間減少了,避險時間以大大增加。
但是避險時間的長短根據(jù)震中離用戶的距離不同而不同,據(jù)成都高新減災(zāi)研究所所長王暾介紹,預(yù)警時間大概等于“震中離用戶的距離(公里)/4”或者“震中離用戶的距離(公里)/350-6”。
相關(guān)研究表明,地震預(yù)警時間為三秒,傷亡率可減少14%;預(yù)警時間為10秒,傷亡率可減少39%;預(yù)警時間為20秒,傷亡率可減少63%。從這個數(shù)據(jù)來看,增加預(yù)警時間是非常有意義的。
據(jù)騰訊科技了解,在8月4日云南魯?shù)?.5級地震發(fā)生后,距魯?shù)?8公里處的四川云南縣民眾,在地震波到達前十秒接收到預(yù)警信號。
(韓依民)