作者:宗华 来源:中国科学报 发布时间:2015/7/15 8:57:07
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24/7搜寻地震“杀手”
直击一次大地震发生后的全球响应

 

很多国家会发布附近区域的地震警报,但Earle带领的工作人员是唯一一个分析全球地震的团队。

美国国家地震信息中心的地震学家每周7天、每天24小时值班监测地震活动。

图片来源:Barry Gutierrez

4月25日,星期六,午夜刚过17分钟,Rob Sanders的电脑开始响起警报。屏幕上,波浪状的记录数据从中国西藏地区、阿富汗和最先感觉到强震晃动的附近区域的地震仪涌入。

Sanders是美国地质调查局(USGS)国家地震信息中心(NEIC)的一名地震学家。当天夜里,他正在值班。迅速弄清楚发生了什么便是他的工作。在30秒内,他开始分析地震数据,并且意识到是时候给老板打电话了。

当电话响起时,Paul Earle正在4岁儿子的房间里睡觉。他从床上爬起来,并且打开家里的电脑。作为NEIC每周7天、每天24小时全天候业务的负责人,Earle知道时间非常紧迫。对于全球任何一次大地震,USGS都致力于20分钟内在网上发布地震等级和位置。该团队还能快速估算出多少人可能受伤。很多国家会发布附近区域的地震警报,但Earle带领的工作人员是唯一一个分析全球地震的团队。

NEIC提供的信息能帮助政府和人道主义团体决定在危机发生时如何应对。这决定了搜救队是否要背上背包以及金融市场是否开始对一场灾难性的自然灾害作出回应。在分秒必争的情况下,从白宫到联合国,上百个关键回应方都依靠NEIC团队确切地告诉他们某次地震有多严重。

夜班

成立于1966年的NEIC占据了戈尔登市科罗拉多矿业大学校园中一座斑驳建筑物的5楼。最初,它只在正常工作时间内运行,其他时间里则是地震学家随叫随到。不过,2004年,一场9.1级地震袭击苏门答腊岛,并且引发了导致印度洋附近约25万人死亡的灾难性海啸。在一项改善其重大灾害响应时间的努力中,地震中心开始昼夜不停地运行。目前,14名地震学家三班倒,以保证在任何特定的时间至少有两人在值班。

4月25日,当天唯一一次重要的地震开始在尼泊尔发生。震动始于15千米的地下,处在巨大的喜马拉雅断层上。当地时间上午11时56分(科罗拉多州为午夜刚过11分钟),地质碰撞的压力使尼泊尔廓尔喀区地下120公里长的地壳破裂。地震波从所有方向往外挤出。

在16秒内,地震波到达廓尔喀以南约80公里处的加德满都,并且开始推翻上千座建筑物。就在1分钟后,它们经过震中东北部600公里处的拉萨,而且使固定在一个山坡隧道花岗岩中的地震仪发生晃动。这作为全球地震观测网络一部分的机器,立即将数据传送到NEIC。

在科罗拉多州总部,警报声响起。同时,一个窗口突然在Sanders的电脑屏幕上弹出,并且充斥着来自亚洲各站点的信息。Sanders开始整理数据,选择最好的地震记录囊括进他的分析中。

当天夜里,第二位值班的地震学家打电话给Earle将其叫醒。Earle开始在家里研究地震数据。随着时间一分一秒地过去,3个人面临着一项关键任务,即决定地震震级。USGS测量出8种类型的震级,每种传递着关于地震震动强度及其所释放能量的不同信息。

凌晨12点29分42秒,NEIC发布了第一份“答卷”——位置:加德满都西北77公里处;震级:矩震级7.5级。不过,就像大地震经常遇到的情况一样,最先发表的官方震级并不是最终结论。Earle给另外两位同事Harley Benz和Gavin Hayes打电话,把他们叫醒,然后从家跑过两个街区来到办公室。即使新闻机构开始播报在尼泊尔发生的地震为7.5级,NEIC的研究人员也仍在筛选最新的数据。

在家中,Hayes运行了一套独立的模型计算。运算利用了稍后到达站点但更适合于全球最大型地震的更长周期的地震波数据。凌晨1点4分,在这种“W-相”分析的基础上,NEIC将尼泊尔地震的震级更新为7.9级。

行动

在华盛顿,伴随着第一条NEIC警报的到来,Gari Mayberry被手机吵醒。USGS火山学家Mayberry为美国国际开发署提供自然灾害方面的咨询。该机构为全球地震即时评估系统(PAGER)的发展提供资助,旨在简化地震后瞬间作出的决定。“我要不要在凌晨3点给老板打电话?”Mayberry想。

对于尼泊尔来说,答案是肯定的。在科罗拉多州团队发布分析结果后,Mayberry迅速将信息反馈给帮助协调国际灾难搜救队行动的老板。她说,在这种情况下,每一分钟都很重要。几个小时内,美国政府便派出一个小组赶往尼泊尔。

其他组织也开始行动起来。位于冰岛首都雷克雅未克的Gisli Olafsson指挥着一个由43家人道主义团队组成的名为NetHope的联盟的应急响应。他说:“一旦PAGER变得可用,我便会察看它。”通过研究USGS的信息,Olafsson宽慰地发现,地震的源头离加德满都相对较远。不过,他也了解到,地震袭击了一处靠近地球表面断层上的山区地带,而这意味着地震可能摧毁了道路。NetHope立即开始为在通道有限的情况下进入农村地区所需的复杂物流作准备。Olafsson则飞往加德满都协调响应事宜。

甚至金融界也参与进来:泛美开发银行利用PAGER数据启动巨灾债券的赔付。巨灾债券是一种针对诸如地震等自然灾害而推出的保险。

最新估测显示,4月25日的地震和包括5月12日一场7.3级地震在内的余震共导致约8700人死亡,接近PAGER估计的约1万人。而其他灾难研究专家利用对人群暴露和建筑物易损性的独立评估,预测会有5万多人死亡。

NEIC土木工程师Kishor Jaiswal表示,可能拯救加德满都人生命的一个因素在于建筑物如何被建造。市区很多较新的建筑物拥有混凝土框架,并用钢筋加固,从而使其免于倒塌。Jaiswal此前曾分析过这种建筑方式,而他的研究结果成为PAGER对死亡人数的估测相对较低的一个理由。尽管总的伤亡人数很大,但他知道大部分人会幸存下来。

对速度的需求

即便是火力全开,NEIC依然不是美国最快的地震预警系统。这一头衔属于美国海洋和大气管理局下属的两个海啸预警中心。它们利用相同的地震观测网,在一次地震来袭的3分钟内发布较为粗略的震级和位置信息。不过,两个中心只处理靠近美国领土的海洋地震。

NEIC一直在推动尽可能地减少发布通知所需的时间。一个正在进行的项目和“推特”网络有关。Earle建立了一个在“推特”上用各种语言搜寻诸如“地震”等词语的自动系统。他不得不过滤掉不相关的实例,包括所提及的视频游戏“地震”。然而,一旦这项工作完成,Earle便能获得一些大事件正在开始发生的警告信息。当有人在印度尼西亚用“推特”发布“地震”一词时,“5秒内它就会出现在我们的服务器上”。

地震永远不会停止到来。在5月一个漫长的周五下午快要结束时,Earle正站在立式办公桌旁。此时,他的手机响起,收到一条在所罗门群岛发生了6.9级地震的报告。“这次地震没有靠近人口密集区域,但却是一次大地震。”他说,“我去找人处理一下。”几乎没等这句话说完,Earle便夺门而出。

他飞快地穿过走廊,经过一排显示监视器,然后把头探进地震学家Jana Pursley的办公室。“Jana,你收到信息了吗?”Earle问道。“没有。Sean收到了。”Jana一边回答,一边朝大厅中值班的地震学家挥手。“好的。”Earle说,“Sean将发布这条消息,然后我会让Bruce再次核实这次地震的矩张量,然后我们就完成任务了。”

在处理完和此次地震相关的事情后,Earle回到办公室。他打开电热水壶,旁边是两个盛有冻干咖啡的罐子。“我会买最便宜的咖啡,因为我甚至都不去品尝它。我真的只是在喝而已。”

然后,他回到监视器附近,等待着下一次地震的到来。(宗华)

《中国科学报》 (2015-07-15 第3版 国际)
 
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