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地震预警系统:让活的机会多了三五秒
2014年01月11日 15:12:19 嘉善新闻网  
 

  2012年5月14日,汶川地震4周年后的第3天。

  中午12时0分,汶川县境内的电视播出字幕信息:“温馨提示:青川县正在发生轻微地震,汶川无震感。汶川县防震减灾局,成都高新减灾研究所。”

  这样简单的一行字,却含义深远。这是全国首次电视实时播报地震预警,由汶川县防震减灾局和成都高新减灾研究所合作实现。

  此举被认为是我国地震预警技术面向公众发布过程的里程碑式进步,也是我国公众应用地震预警信息的重要一步。

  汶川地震后,中国的地震预警系统研究加快了步伐,随着我国地震预警信息技术的日渐成熟,地震预警已走出了专业人士的圈子,以手机、电视为终端,自动读秒倒计时报警地震预警系统正走向普通民众。

 

  电波与地震波赛跑

  地震预警技术系统打个时间差,在地震横波尚未到达时发出预警,尽管只有短短的十几秒,但却是宝贵的救命时间

  “地震发生后预警,就是无线电波和地震横波的一场赛跑。”成都高新减灾研究所所长王暾这样比喻。

  地震预警是在地震已发生的前提下,抢在严重灾难尚未形成之前发出警告。地震预报在全世界范围内仍是一大难题。但地震预警则是可行的,它能有效减少伤亡与财产损失。

  地震波分为纵波和横波。纵波又称P(Primary)波,在地壳内传播速度约为每秒7-8.5公里,但破坏力小;横波又称S(Secondary)波,传播速度为每秒3.2-4.5公里,破坏力强。而电波的速度为每秒30万公里。这三者之间的差距,为地震预警提供了空间。

  王暾介绍,在地震预警系统中,间距10-15公里布设相对密集的监测仪(台站),形成地震监测台网。地震发生后,监测台网先监测到地震纵波,实时获取地震数据,快速对地震可能的波及范围、到达的时间和破坏程度进行评估,然后利用无线电波和地震横波之间的速度差,在地震横波到达之前给预警目标发出警告。

  “这好比闪电和雷声,”王暾打比方说,闪电和雷声本是同时发生,但光速比声音传播快,所以我们一般先看到闪电再听到雷声。地震预警技术系统同样也是打个时间差,在地震横波尚未到达时,提醒人们做好防护准备。

  在这电光火石的短短时间内,地震预警究竟有多大的空间可为?王暾介绍,由于监测站分析数据需要3-5秒的时间,因此有20公里左右的预警盲区。但是在距离震源50公里内的地区,会在地震横波前9秒收到预警信息;90-100公里内的地区,能提前20多秒收到预警信息。

  而这10秒-20秒的时间,在地震来临时,有时就是宝贵的救命时间。有了地震预警,可以缩短反应时间、判断时间、决策时间,采取紧急措施来减少人员伤亡,以及由地震引起的高铁、地铁、输油气、燃气管线、化工厂和核设施等重点工程的次生灾害。

  日本东京大学地震研究院曾经通过模拟一次想象中的东海大地震,来评估地震预警系统的作用,研究结论显示,在地震预警100%普及的情况下,死亡人数能够减少80%。有研究表明,在汶川地震时,若有预警系统,则可以减少人员死亡2万—3万人。

  日本地震频发,是最早建立实时地震预警系统的国家。早在上世纪80年代,日本铁道技术研究所建立了世界上第一个实用的地震预警系统。世界上第一个真正意义的全国性地震预警系统也是由日本建立,并于2004年8月1日开始试运行。

  这个全球性的地震预警系统名为“紧急地震速报系统”。从2006年8月起,它被运用于一些适合自动处置的行业,自2007年10月开始,提供预警信息的范围扩大到普通国民,并多次取得了成功的减灾效果。

  2011年3月11日,日本发生大地震。日本气象厅的地震预警系统在震后25.8秒即向公众发布了第一次预警信息,居住在首都东京地区的民众接收到地震预警便立即逃出户外避难,约1分钟后才感觉到地震波的强大震动,高大的建筑物不停颤抖。

 

  走出中国技术路线

  中国地震预警系统研发不能一味模仿国外,应据国情制定自己的技术路线,自主研发地震预警与烈度速报系统软件

  汶川地震伤亡惨重,给了中国地震预警一个沉痛的教训。在汶川地震的废墟上,中国地震预警系统建设开始加快步伐。国家科技支撑计划于2009年设立了地震预警研究项目,鼓励开展地震预警与烈度速报的研究。

  “中国人口占世界总人口约20%,而中国地震死亡人数占世界地震死亡人数33.1%。”中国国务院参事室参事、国务院应急管理专家组组长闪淳昌在接受媒体采访时曾沉痛表示,中国是世界上地震灾害最严重的国家,我们要抓紧建立国家地震速报预警系统,健全突发事件预警体系。

  地震预警的基本条件是密集的地震台网。日本的地震台网之密令人叹服:在其37万平方公里的土地上,布置了1000多台地震监测仪,其地震监测仪平均间距仅约为20公里。

  相比起日本与墨西哥,我国在地震预警建设方面起步较晚,台站密度还有待完善,要达到目前日本的水平任重道远。据福建省地震局局长金星向媒体透露,中国960万平方公里的土地上,现在共有1000多台地震仪,平均台间距超过100公里。

  汶川地震后,地震预警工作被提到了重要的位置。《国务院关于进一步加强防震减灾工作的意见》(国发〔2010〕18号)提出,到2020年,建成覆盖我国大陆及海域的立体地震监测网络和较为完善的预警系统,地震监测能力、速报能力、预测预警能力显著增强,力争做出有减灾实效的短期预报或临震预报。

  在汶川地震发生后,中国加大了对地震科学技术的研究投入,其中就包括地震预警系统。2008年末修订的《防震减灾法》中,明确“逐步提高防震减灾科学技术研究经费投入”。

  有了强有力的资金扶持,地震观测台迅速增多。目前,1303个隶属国家、地方和大型水电站的测震台组成了庞大的地震监测台网。例如,在地震多发省份云南,几乎每个县都有不止一个地震监测站台。此外,在汶川地震之后,全国范围内有近30个一级站台配备了精度更高的高价应力仪器和宽频地震仪。

  福建省地震局局长金星认为,中国地震预警系统的研制和应用势在必行,但不能一味模仿国外。如果中国模仿日本建设地震预警监测台网,意味着需要在全国布设26000个地震监测台站,国力恐不能承受。

  他认为,应根据国情制定自己的技术路线。一方面,采取在重点区域加密台网的办法;另一方面,吸取日美等国家的先进经验,自主研发地震预警与烈度速报系统软件。

  王暾对南方日报记者表示,按照他的方案,建设覆盖全国的预警台网,只需要不到100亿元的投入。国力是可以承担的。

  2009年12月,在科技部支持下,中国地震局开始实施科技支撑项目“地震预警与烈度速报系统的研究与示范应用”。

  国家希望通过这项研究,为地震预警与烈度速报在全国范围的进一步发展和推广提供技术支撑和试验示范。

 

  地震预警产品上线

  地震预警系统有专用客户端,相当于一个小收音机,可挂在墙上发布警报,中心向客户端发布信息仅延迟1秒左右

  4月22日,一款名为“地震预警警报”的APP产品在苹果应用商店中正式上线,用户免费下载该软件后,就可以通过手机接收预警信息。这款地震预警软件的研发方正是成都高新减灾研究所。

  在国内,成都高新减灾研究所走在了地震预警研究的前列。这个成立于汶川地震后不到一个月的研究所,专门从事地震预警技术的研究。

  “汶川大地震发生后,会有无数余震发生,这是检验研究成果的最好资源,能及时反馈应用情况。”王暾说。

  经过4年的努力,利用汶川大地震余震的有利条件,在多家单位的协助下,成都高新减灾研究所初步掌握了地震预警和烈度速报的核心技术,且已经将这些技术融入到其开发的软硬件一体化系统中,形成了自主知识产权,成功研发了地震预警系统。

  借助他们研发的地震预警系统,在理想的状况下,若预警台站布设区域内发生地震,系统对离震中50公里的地方,预警时间约9秒,对离震中100公里的地方,预警时间约22秒,预警盲区小于20公里。而且系统还能够提供对目标区域的预估影响。

  由于地震波按有限速度传播,监测台站将逐渐收到更多地震波信息,系统会根据地震预警监测仪随时间推演发回的地震数据进行持续分析和处理,修正、更新预警信息,进行第二次预警播报。

  王暾对自己的团队很有信心:“我们某些技术已经与国外处于同一水平。”

  5月15日,该研究所与汶川县防震减灾局宣布:5月14日12时0分,青川县发生预警震级1.3级地震。地震发生第5秒,地震预警系统发出预警,并在第9秒由汶川县电视台向观众发布了地震预警信息,首次实现通过电视向公众发布地震预警信息。

  王暾介绍,此次实现地震预警信息的电视台实时播报,是依靠地震预警监测台网监测到地震后,通过IP网络将预警信息推送到电视地震预警服务器。随后,电视预警服务器通过广播电视设备,将预警信息转发到电视上,并以滚动字幕的方式预警。

  在第一次进行电视公开预警之前,王暾的团队已经将这套自主研发的地震预警系统应用到了各个领域中,包括人员密集场所、高速铁路、核工业和燃气管线等领域,甚至走向了海外。

  2011年8月7日,成都高新减灾研究所与美国一家服务于海地的公司签署战略合作协议,将逐步在海地建设中国地震预警技术。这也是我国的地震预警技术首次走出国门。

  今年2月,成都高新区西区的四所学校正式启用了这套预警系统,此举标志着该项地震预警技术首次在我国成片运用于学校防震能力建设。

  而如今,我们每一个人都可以通过使用预警客户端来体验地震预警系统。王暾介绍,地震预警系统有专用客户端,相当于一个小收音机,可挂在墙上发布警报,中心向客户端发布信息仅延迟1秒左右。

  在成都的用户们还可以在计算机上安装预警接收客户端,这是类似于QQ的一种程序,接收到地震信号后会自动在电脑上弹出警报画面。

  目前,研究所在开发研究地震预警系统更广的应用范围。但是地震预警仍然任重道远,建立全国范围地震预警系统,还有很多复杂的基础性工作要做。

 来源 四川防震减灾信息网  编辑 毛静静  
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