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麦烧历险记

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日志

 
 

No.133 问路地震预警   

2008-10-31 20:35:22|  分类: discover |  标签: |举报 |字号 订阅

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【《财经网》专稿/记者 徐超】随着在刚刚闭幕的十一届全国人大常委会第五次会议上,《中华人民共和国防震减灾法(修订草案)》被首次提请审议,关于地震预报的话题再次成为舆论和公众关注的焦点。

准确地预测地震的发生,寄托着人类对于这一巨大浩劫的终极梦想。因此,虽然根据中国国家地震局局长陈建民的说法,中国的地震预报还处在低水平的“试错”阶段,之前失败的教训也远超过成功的经验,国人仍然对此抱有巨大的热情和期待。

从我们的近邻日本——一个同样饱受地震灾难折磨的国家——的经验来看,或许我们不应回避另外一个选择,那就是地震预警系统(EWS,Early Warning System)的建设。就可以预见的未来而言,这个系统的建设可以带来的收益会更加直接和确定。

10月中旬在北京举行的第十四届世界地震工程大会上,日本NTT公司总经理TAKASHI NUMAJIRI就对《财经》记者直言,如果使用了和日本类似的地震预警系统,四川汶川大地震的伤亡人数或许可以减少80%到90%。

日本预警之路

根据美国地质调查局(USGS)的统计,在全世界所有国家中,日本也许不是地震伤亡人数最多的国家,但绝对是记录地震次数最多的国家。这个岛国就坐落在庞大的环太平洋地震带上。

因此,在千百年与地震做斗争的过程中,日本不仅成为工程抗震领域的先行者,也成为地震预警这一系统的创造者。

所谓地震预警系统,即一套可迅速侦测地震并根据地震强度发布警讯的系统。因为当地震发生后,其能量会以两种波的形式释放出来:一种是纵波,速度快但是破坏能力小;另外一种是横波,其传播速度仅仅是纵波的一半速度多一些,但却破坏力巨大,是造成灾难的最主要原因。

利用地震预警系统,就能在大地震发生之后先探测到纵波,并且在横波引起地面强烈震动之前,通过各种通信手段向公众发出强震警讯,使得公众能就近疏散、隐蔽,也使得电力、煤气等系统可以马上切断,以免引起次生灾难。

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日本气象厅网站上的大地震预警的原理图。

因此,预警的概念与预报是完全不同的。地震预报是指用科学的思路和方法,对未来地震(主要指强烈地震)的发震时间、地点和强度(震级)做出预报。目前,一般分为“长、中、短、临”的阶段性、渐进式地震预报的科学思路和工作程序。

而预警则是在真实的地震发生之后,而灾难尚来不及形成之前发出信号。遗憾的是,在中国,即使很多从事地震报道的人员,也经常混淆了这些概念。

既然是利用这种速度差异,因此预警时间的长短,就取决于地震发生地点到预警地区的距离远近。距离越近,留给我们预警的时间也就越短。

日本是世界上最早建立实时地震警报系统的国家。早在上世纪80年代,日本铁道技术研究所已建立了世界上第一个实用的地震预警系统。而世界上第一个真正意义的全国性地震预警系统,也由日本人建立。

日本这套地震预警系统,于2004年8月1日开始试运行。针对是否会误发预警的问题,负责建立日本地震预警系统机构之一的日本防灾系统研究中心吴长江博士对《财经》记者表示,在地震预警系统试运行期间,该系统曾经有一次因为地震定位的差错,把本不需要预警的地震进行预警。另外,在试运行阶段,地震预警系统遇到了打雷的困扰。不过,自2007年10月该系统正式启动以来,还没有发生预警误报的情况。

日本东京大学地震研究院的目黑公郎教授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。虽然这并非一次真实的地震,但近30年来,很多科学研究和数据都表明,东京附近将在未来50年发生里氏8级以上的大地震。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%。

在吴长江看来,日本之所以能够建立一个现代化的地震预警系统有着诸多方面的原因。其中最重要的一点,要归功于日本高密度的地震监测体系。

1995年,日本神户地区发生里氏7.2级地震,官方统计死亡人数在6400人左右。此后,吸取了神户大地震的教训,日本在全国布置了密集的地震观测台网。

在日本国土范围内,日本气象厅有200个实时处理的台站,而日本防灾科学技术研究所有一个由800个高敏感度地震仪构成的实时台网(高灵敏度地震台网,Hi-net),平均台站间隔大约是25公里。此外,日本还有4500个地震烈度观测站。

密集的地震台网让日本拥有丰富的地壳构造信息,积累了大量的地震实时处理经验。详尽的烈度观测资料,也为预警时的烈度估算打下了坚实基础。

所谓烈度,是指地震对地面及建筑物的破坏力。对于同一次地震而言,震级是固定的;但距离震中不等的不同地区,烈度分布却并不一样。比如汶川大地震,震中烈度可达11度(目前地震烈度的最高等级为12度),建筑物和很多其他基础设施几乎遭受毁灭性打击。而到了千里之外的北京地区,烈度就只有4度了,不会造成任何实质性损害。

因此,在地震发生后的第一时间估计其烈度分布,对于正确地判断灾情和部署救援力量,可谓生死攸关。当某个地区发生地震时,靠近震源的地震检测台站通过地动记录,迅速识别先期到达的纵波,日本气象厅就有可能对即将到来的地震发布警戒信号。同时,高灵敏度地震台网通过迅速定位,估算地震震级,并预估地震造成的地震烈度。

在接收到地震警戒信号后,日本气象厅通过解析地震波预估震源的方向、震级和发生时间。这些信息会通过日本电报电信公司(NTT)的IPv6网传递给不同的接收终端。这些接收终端既包括诸如学校、超市、医院、办公大楼等场所的地震预警设备,也包括手机、电视、广播等终端。

中国能否复制?

一般来说,地震预警系统只对距离破裂断层50公里至二三百公里的范围有效。对于50公里以内的地区,可能来不及反应;而对于二三百公里以外的地区,地震产生的破坏通常又不严重。

这一系统虽然有其局限性,但对于很多历史上地震灾害损失极为惨重的国家而言,仍极具现实意义。因此,在日本之后,国际上一些多地震的国家也一直在研究或建设强震预警系统。其中,美国、墨西哥、罗马尼亚等国在这方面都已取得了一些进展。

中国的地震预警系统建设则刚刚起步。目前,中国大陆地区尚未建立规模性的城市地震预警系统,仅在少数重大工程中建立了小规模的地震报警或处置系统。其中,在广东大亚湾核电站1994年建成的系统中,当地震动超过给定限值时,中心控制室将采取相应的紧急处置措施。此后,秦山和岭澳核电站建成类似系统。此外,2007年,冀宁输气管线也建立了地震监测与报警系统。

不过,在汶川大地震之前,中国政府就已经认识到地震预警系统的重要性。2007年10月,中国政府发布的《国家防震减灾规划(2006年—2020年)》中即明确提出要建立地震预警系统。其中,到2010年,要加强地震预警系统建设,加强重大基础设施和生命线工程地震紧急处置示范工作。

据《财经》记者了解,中国地震局将率先在首都圈和西北兰州地区,建立地震预警示范系统。这一计划在汶川大地震之后,已经得到批准,并有望于近期正式启动。此外,其他一些省市也有意引入地震预警系统——陕西省和重庆市就在汶川大地震前后,相继着手与中国地震局工程力学所等机构商讨建立地震预警系统的技术方案。

针对中国正在建立的地震烈度速报系统——这是建立预警体系的核心环节,日本防灾系统研究中心吴长江博士建议,借鉴日本现有的烈度观测方法,认真研究和统一规范。同时,也要开展跨部门合作。吴长江认为,中国应当组织跨部门、跨专业的委员会来管理地震烈度速报系统,而不是让某个部门独占宝贵的资源。此外,观测资料应该全民共享,烈度速报应当马上在电视上公布等,也是应有之义。

吴长江解释说,自烈度速报系统在日本运行十余年来,日本人对烈度已经耳熟能详,地震的时候大多能够做出冷静和理性的反应,甚至连3岁的小孩也知道躲到桌子底下。考虑到地震信息容易造成社会恐慌,他建议,中国应该在震后迅速通过电视或者广播公布地震烈度,让公众在耳濡目染中加深对地震的认识。如果常人对地震烈度缺乏体会,一个面向公众的地震预警系统不但不起作用,还会适得其反。

正是处于这种考虑,吴长江提醒说,中国如果要上预警项目,必须周密考虑,“千万不能追求立竿见影的效果”。

除了建立地震预警系统以及强化土木工程建筑以达到抗震之外,国际地震工程协会(IAEE)主席片山恒雄(Tsuneo Katayama)在接受《财经》记者采访时也表示,保持对自然界的敬畏之心、永远不要自满于科学技术的进步,也非常重要。

他告诉记者,1995年神户大地震发生前,日本科学家和公众都对当时的地震预警技术、建筑物抗震和应急充满自信,他曾是其中的一员。但最终,6400人死于神户大地震,震惊了所有人。“永远不要在灾难来临之前,觉得自己已经准备好了。” 片山恒雄意味深长地说。■

点击此处,查看原文链接http://www.caijing.com.cn/2008-10-31/110025186.html

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