作者:刘如楠 来源:中国科学报 发布时间:2020/7/15 10:48:30
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33秒!地震预警还能再早一点吗

 

7月12日,河北省唐山市古冶区发生了5.1级地震,震源深度10千米,河北、天津、北京、辽宁等地均有震感。

“地震横波将在33秒后到达,天津市震感轻微,请合理避险。”天津市有居民表示,自己是从电视中弹出来预警信号第一时间得知地震信息的,还有人从手机App上得到预警。

社交媒体上,预警信息获得不少点赞,也引发热议:全国范围内,都能做到像天津这样的地震预警信号发布吗?目前我国的预警能力如何?地震预警的时间还能再早一点吗?对此,《中国科学报》采访了相关专家。

预警信息如何发布

此次唐山市古冶区发生地震,成都高新减灾研究所(以下简称减灾所)与应急管理部门联合而建的大陆地震预警网,提前3秒给距震中26千米的唐山市发布了“烈度4.2度、强烈震感”的预警信号,提前33秒给距震中131千米的天津市发布了“烈度2.1度、轻微震感”的预警信号,在电视上以倒计时的方式提醒公众。

减灾所是2008年汶川地震后组建的,专注于灾害预警技术研发、成果转化及应用。

减灾所所长、四川省地震预警重点实验室主任王暾告诉《中国科学报》:“我们向公众发布预警信息主要是通过电视、手机,我们与小米、TCL、长虹、vivo等生产厂商合作,内置相关软件,根据设备位置信息提供相应的预警信息。其它手机品牌用户可以通过App‘地震预警’体验相关服务。”

他表示,在日本,除了手机内置的地震预警App外,也利用基于运营商网络的小区广播协议进行信息发布,但缺点是无法进行倒计时。

据了解,2014年,我国已建成延伸至31个省市区的大陆地震预警网,覆盖国土面积220万平方公里,覆盖地震预警一线区(即人员密集的地震区)约6.6亿人口。

王暾说:“2008年汶川地震时我国并没有预警能力,如果以现在的水平估计,可以提前7秒给汶川县城发出预警,分别提前18秒、31秒给成都、北川预警,这将会大大减少地震带来的损失。”

不同用户不同需求

地震发生时,主要产生两种地震波:一种是速度较快但破坏较弱的纵波(6.0km/s),另一种是速度较慢但破坏较大的横波(3.5km/s)。纵波比横波传播速度快,电磁波(300000km/s)远比地震波传播速度快,之间会产生几秒到几十秒不等的“时间差”,这为震中区周边目标区域的预警、响应带来了可能。

研究表明,预警时间为3秒,可使人员伤亡比减少14%;如果为10秒,人员伤亡比减少39%;如果为20秒,可使人员伤亡比减少63%。

中国地震台网中心工程项目管理处处长王松介绍,目前,在地震发生的几秒内,震中附近的地震台站能够捕捉到纵波,预警中心能够利用地震波信息快速计算出时间、地点、强度等地震参数,抢在具有更大破坏性的横波到达之前,对可能遭受破坏和影响的地区发出警报。

根据“国家地震烈度速报与预警工程”项目计划,全国将在五年(2018年—2022年)内建设15391个台站,在华北、南北地震带,东南沿海等重点预警区内,台站之间的平均间距缩短为约12.5公里。到2023年,将在全国范围形成地震预警能力。

有了预警能力后,如何有效地向预警终端提供信息服务则是更需要重视的问题。

不同用户对预警信息的需求不同:对于高铁、化工等行业来说,需要建立独特的行业应用,与生产调度系统对接;对于政府管理部门,则需设计相应的预警终端,提供给应急管理部门、交通部门,帮助其进行决策;对于中小学校来说,预警信息可能以警报、铃声的形式发布。

“地震台网中心与高铁行业的合作已有十多年的历史,预警信息在高铁中的应用问题已经解决。行进中的列车收到预警信号后,会立即减速。目前部分线路已经作为试点,逐渐会推广到所有线路。”王松说。

中国地震局地壳应力研究所所长、研究员徐锡伟介绍说,除了地震本身造成的破坏,由地震带来的管道泄漏、工厂爆炸、火灾、滑坡、泥石流等次生灾害甚至比前者更严重。

“比如城市中,得到预警信息的数秒内,如果能迅速关闭管道阀门、切断电源,控制列车减速,就可以大大减少次生灾害。”

中国科学技术大学地球和空间科学学院教授王宝善认为,从全国范围来说,目前我们已经具备了相应的预警技术和能力,“但如何能将不同行业、不同震中距对信息的需求、软硬件设施,不同省份的规划结合起来,是尚待解决的问题。”

缩小预警盲区的面积

通常来说,距离震中最近的地区是受地震影响最严重的地区,但这里和震中地区同时震动,很难进行预警,即存在预警盲区。

王暾介绍,“以震源深度为10千米的地震为例,从地震发生到预警中心发布信息的理论极限是3~3.5秒,其中包括了纵波从地下传至地面所需的1.5~2秒。”目前,大陆地震预警网平均预警时间是6.2秒,预警盲区半径为21千米。在四川省部分地区可以达到4.5秒,半径15千米。

如何尽可能减少预警时间延迟、缩小预警盲区的面积,是地震预警领域的重点攻关方向。王暾认为,一方面要靠信息技术的优化,不断提高信息从传感器到监测台站、预警中心的传输速度,增强计算处理能力;另一方面要加密传感器网络。

公众所期盼的“像天气预报那样提前获知地震信息”是世界性难题。王暾曾提出“地下云图”的概念,即实时监测地下应力和能量变化,勾画出这一动态演化过程。目前,减灾所正在四川、云南建设地下传感网络,包含2000多个传感器,预计今年建成。

而在预警和预报之外,“合理规划,科学避震”也是有效减轻地震灾害的重要途径。

“参考一般建筑物50~70年的寿命,地震区划图以50年为周期,给出了我国大陆各地区的地震动参数预测,即某地在未来50年内有多大的概率发生多强的地震动。”王宝善告诉《中国科学报》,建筑规划时期,应尽量避开高风险地区,实在无法避开的,要提前进行规划,采取一定的减、隔震措施。

 
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