地震预警与地震波“赛跑”

三秦都市报 2019-06-25 02:12 大字

6月17日晚地震预警系统刷屏网络,在四川长宁县地震来临时,宜宾市许多群众提前10秒通过电视、手机等接收到地震预警提示;而在成都南三环附近的群众,则提前61秒接到地震预警。面对灾难,人们总是期望有方法能提前预知,这就有了地震预警和地震预报,二者有什么区别,陕西省的地震预警系统建设目前进展情况如何?

地震预警与地震波“赛跑”

要了解地震预警,先要了解一下地震和地震波。地震是地壳岩石断裂在极短时间内释放出大量能量的结果,这种巨大的能量可以激发出一种向四周传播的弹性波,称为地震波。地震波在地震发生后会主要产生两种类型的波:一种是体波,包括纵波和横波,其中纵波也称为P波,横波也称为S波。纵波是挤压传递的波,横波是剪切传递的波。另一种是面波,是由纵波、横波在地表相遇后叠加而成的混合波,其波长大,只能沿地表面传播。大地震发生后,对地面造成破坏的主要是横波,面波也会造成地面破坏。

地震预警靠的就是电波和地震波传播速度的时间差。地震发生时会产生地震波,其传播速度是每秒3.5千米。此次地震预警,是当地震预警仪探测到地震波后,会以电波形式传到地震预警中心,而电波传播速度是每秒30万千米。因此,地震预警中心分析处理数据后,会立即通过网络向外界发出预警信号。可不要小看这几秒到几十秒的时间,有研究表明,如果在地震波到达时提前3秒收到预警,伤亡人数可降低14%;提前10秒,伤亡人数可降低39%;如果汶川地震发生时有预警,死亡人数可能会减少2万—3万。

在这里需要明确的是,地震预报虽然和地震预警只有一字之差,但本质上却截然不同,地震预警并非地震预测或地震预报。地震预报是指在地震发生前,对未来地震发生的震级、时间和地点进行预测预报,并及时公布于众,让预测受灾区人们做好预防工作,以减少人员伤亡和财产损失。但是,人类的视线还无法穿透厚实的岩层直接观测地球内部发生的变化。因此,地震预报,尤其是短期临震预报始终是困扰世界各国地震学家的世界性难题。

而地震预警是依托震中附近的密集地震台网,在震后数秒内快速估算地震影响范围和程度,抢在地震波造成严重灾害之前发出警报,预警的时间只有几秒或几十秒,但可以用于停止高速列车、离开电梯,终止或保护关键仪器和设备,人员撤离到安全地带等,从而减轻灾害损失。然而预警系统也面临尴尬,越是地面运动强烈的极震区,尤其是震中,能提供预警的时间几乎为零。远离极震区的地方,能提供的预警时间反而越长。地震预警技术系统包括地震监测、通讯、控制与处置、警报发布等,但它并不是简单的技术问题,还需要综合考虑科技、经济和社会因素。

地震监测的情况是这样的

省地震监测中心副主任、高级工程师李少睿在省政府政策例行吹风会上说到:从地震监测到预警信息的发布大致的过程是这样的,地震台站监测到地震信息,接收到地震信息以后,通过通信专线,实时汇集到省地震预警中心,由数据处理系统实时地快速估算地震参数,并预测对周邻地区的影响,同时通过地震预警服务系统把这一个预警信息发送出去,这个过程涉及到五大技术系统里面的台站观测系统、通讯网络系统、数据处理系统以及紧急地震信息服务系统,还有一个系统是技术支撑与保障,这是能够正常运转的一个重要保障。

地震预警依托的是高密度的台站和时实通讯技术以及高新计算机技术。台站越密,目标地离震中越远,预警时间就越长。当然地震预警是有盲区的,一般来说,我们首个地震台站如果记录到这个地震信息3—10秒钟它就可以发出地震预警信息。

地震预警信息可以通过多种方式实时发布。对于公众个人来说可以通过手机APP、广播、电视、网络和新媒体来获取;对于政府工作部门来说可以通过专用终端来获取;对于企业来说它可以通过专用数据接口来获取。《陕西省地震预警管理办法》就规定水库、油田、矿山、石油化工、高速铁路、城市轨道交通等重大生命线工程以及可能发生次生灾害的工程,应当建立地震预警信息的自动接收和应急处置系统,也可以根据需要建设专用的地震预警系统。

怎么保证地震预警信息及时准确并且误差小呢?地震预警是一个逐步修正的过程,是多次警报的过程,越往后,它的结果越准确。比如首报信息,它的位置和时间一般来说偏差比较小,但是它的震级有时候偏差就比较大。以2011年3月11日日本9.0级大地震为例,日本地震预警系统,它的首报震级只有4.3级,第四报震级是7.2级。要保证地震预警信息快速、可靠,要做到下面几点:第一,要建设密集的地震台站,台间距目前一般是8-12km左右;第二,建设高性能的数据传输和数据处理系统;第三,研发、推广使用手机App软件、PC接收软件以及专用的接收终端;第四,要实现海量数据的秒级发送和接收;第五,行业用户、企业用户按要求,安装地震预警信息接收系统和应急处置装置。

预警效果取决台站分布和密度

省地震预报中心高级工程师方炜在省政府政策例行吹风会上介绍,与日本、墨西哥、美国等国家技术相比的话,我国的地震预警工作起步比较晚,在2009年开展地震预警工程的预研究,先后在福建、兰州、川滇等地区开展地震预警工程试验研究。建成了铁路地震预警试验示范系统,先后在福厦线、成灌线项目当中进行示范应用,我国已经成为世界上少数几个掌握高速铁路预警技术的国家。这些重要的技术成果,都将在今后的地震烈度速报与预警项目当中得到应用。

与日本等先进技术国家相比,我国的地震预警技术与他们在信息处理和算法上没有根本的区别,我们采用的是相似的技术和方法,地震预警的效果主要取决于地震预警台站的分布和密度,与日本等技术先进的国家相比,在近似的台站分布的情况下,我国的地震预警水平与他们是相当的。

陕西是否实现了地震预警

2018年国家发改委正式批复了国家地震烈度速报与预警工程项目,项目建设是5年,2022年建成投入使用。国家地震烈度速报与预警工程陕西子项目涉及华北、南北地震带两个重点预警区,陕西省主要包括关中地区,陕南西部的宁强、略阳,陕北的定边,预警区面积约7万平方千米,同时项目新建改建地震台站是686个,其中基准站67个,基本站134个,一般站485个,台间距基本上就是11公里左右。这个项目建成以后,预警区内将形成完善的地震预警能力和基于乡镇实测值的烈度速报能力,目前这个项目实施方案编制已经完成,正在进行地震台站土建工程的实施等工作。

发挥地震预警作用的关键是快速响应地震预警信息,科学地采取措施,最大限度减轻地震灾害损失。作为各级政府和相关部门来说,接收到地震预警信息以后,应当根据地震应急预案组织抗震救灾工作;作为学校、医院等人员密集场所,接收到地震预警信息后,应当快速组织人员疏散;作为水库、高速铁路、生命线工程来说,接收到预警信息后应当根据系统的特点采取应急处置措施;作为公众个人来说,接收到地震预警信息后,可根据个人当时所处的环境,因地制宜地采取应急避险措施。

本报记者王嘉

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