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    地震預(yù)警目前在中國處于什么狀態(tài)?
2009年05月12日 14:40 來源:科學(xué)網(wǎng)-《科學(xué)新聞》 發(fā)表評論  【字體:↑大 ↓小
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  中國地震預(yù)警之路

  盡管地震預(yù)警在國外已有近50年的實(shí)踐歷史,但在中國無論從理論還是實(shí)踐上都是一片空白

  汶川八級地震帶給中國人的傷痛遠(yuǎn)未痊愈,各方面“療傷”的努力也在繼續(xù)。

  地震應(yīng)急學(xué)領(lǐng)域科學(xué)家——中國科技大學(xué)教授倪四道的工作就是其中之一。

  在2009年第1期《中國科學(xué)D輯:地球科學(xué)》上,倪四道撰文指出“震后10秒內(nèi)就可以確定震中位置和震級大小,誤差小于10公里和一個(gè)震級,中國實(shí)現(xiàn)地震早期預(yù)警完全可能!

  倪四道不是第一次公開發(fā)出中國建立地震預(yù)警機(jī)制的聲音。2008年5月26日的“中國科學(xué)與人文論壇”上,他針對汶川大地震說,“若事先建立預(yù)警系統(tǒng),在地震波擴(kuò)散過程中,及時(shí)提醒其他地方利用10秒鐘,人躲出二三十米沒有問題,而且離地震越遠(yuǎn)做準(zhǔn)備的時(shí)間越長。青川離震中200公里左右,其間可以做不少事情,有些損害是可以避免的!

  2008年10月中旬,在北京舉行的第十四屆世界地震工程大會(huì)上,日本NTT公司總經(jīng)理Takashi Humajiri也曾直言,如果中國使用了和日本類似的地震預(yù)警系統(tǒng),四川汶川大地震的傷亡人數(shù)或許可以減少80%到90%。

  那么,地震預(yù)警目前在中國處于什么狀態(tài)呢?

  速報(bào)的基礎(chǔ)

  經(jīng)過地震學(xué)100多年的發(fā)展,現(xiàn)在基于實(shí)時(shí)地震監(jiān)測臺(tái)網(wǎng)建立地震預(yù)警系統(tǒng)和地震應(yīng)急控制系統(tǒng)在國際上已形成潮流,墨西哥、臺(tái)北、伊斯坦布爾等城市,日本鐵路新干線、日本東京煤氣公司、臺(tái)灣大臺(tái)北煤氣公司、立陶宛的Ignalina核電站等均建立了地震預(yù)警系統(tǒng)或地震應(yīng)急控制系統(tǒng)。

  中國雖然是個(gè)多地震國家,由地震造成的人員傷亡與經(jīng)濟(jì)損失巨大,但除大亞灣核電站在法國人承建時(shí)建立了一個(gè)由地震監(jiān)測網(wǎng)絡(luò)和人工決策相結(jié)合的地震預(yù)警系統(tǒng)外,中國尚未自主建設(shè)過其他重大工程地震預(yù)警系統(tǒng),有關(guān)研究工作也僅是剛剛在個(gè)別高校和研究所興起。

  《科學(xué)新聞》從中國地震局了解到,中國從上世紀(jì)末開始開展地震預(yù)警技術(shù)先期研究,目前已在測震臺(tái)網(wǎng)和強(qiáng)震動(dòng)臺(tái)網(wǎng)觀測數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)處理、地震事件的實(shí)時(shí)檢測、基于有限臺(tái)站記錄的實(shí)時(shí)地震定位、基于地震動(dòng)初期信息的震級測定以及和地震動(dòng)場實(shí)時(shí)預(yù)測等方面都取得了一些成果。中國地質(zhì)科學(xué)院地質(zhì)力學(xué)所研究員彭華告訴《科學(xué)新聞》,地震本身是地質(zhì)問題,由于相關(guān)研究費(fèi)時(shí)費(fèi)力所以造成很多學(xué)者選擇其他研究方向。

  據(jù)倪四道介紹,目前存在兩種地震預(yù)警方案,一是基于地震速報(bào)系統(tǒng),即利用地震觀測網(wǎng)中離震中最近的幾個(gè)監(jiān)測臺(tái),快速確定地震的三要素(時(shí)間、地點(diǎn)、震級),然后利用現(xiàn)代通訊和破壞性地震波的傳播時(shí)間,讓離震中較遠(yuǎn)的人們有一定的時(shí)間采取措施。此方案(網(wǎng)絡(luò)預(yù)警)確定了地震的基本要素,可以向比較遠(yuǎn)的區(qū)域發(fā)布預(yù)警。但該方案有比較大的盲區(qū),需要幾個(gè)監(jiān)測臺(tái)才能確定地震的信息。

  另一方案是單點(diǎn)地震預(yù)警,此方案利用地震縱波和橫波的特點(diǎn),進(jìn)行地震預(yù)警。其工作流程是,該點(diǎn)的地震儀連續(xù)監(jiān)測震動(dòng),如果檢測到很強(qiáng)的縱波,則產(chǎn)生預(yù)警,警告破壞性地震波即將到達(dá)。該方案只需要一個(gè)監(jiān)測臺(tái),所以盲區(qū)小。但只能對該地點(diǎn)進(jìn)行預(yù)警,其應(yīng)用有一定的局限性。比較好的方案是把網(wǎng)絡(luò)預(yù)警和單點(diǎn)預(yù)警結(jié)合起來,以減少盲區(qū)和增加預(yù)警范圍。

  有相關(guān)報(bào)道稱,汶川地震發(fā)生后,國家地震監(jiān)測部門在5分鐘左右確定了地震位置及強(qiáng)度,十幾分鐘后上報(bào)地震信息。而在地震發(fā)生十幾分鐘后,地震面波基本上已經(jīng)離開中國,所有的地震直接災(zāi)害及影響已經(jīng)形成,達(dá)不到地震預(yù)警的效果。而確定地震何時(shí)結(jié)束、何地結(jié)束及通過地震破裂模型評估地震災(zāi)害,做出地震震動(dòng)圖,則是地震一天后的事情了。

  中國地震局工程力學(xué)研究所研究員李山有介紹說,福建省地震局和中國地震局工程力學(xué)研究所在2007年合作研發(fā)了“區(qū)域數(shù)字地震臺(tái)網(wǎng)實(shí)時(shí)速報(bào)系統(tǒng)”,實(shí)現(xiàn)了震后一分鐘自動(dòng)測定地震基本參數(shù),已經(jīng)成功應(yīng)用于地震的自動(dòng)速報(bào),并解決了與地震預(yù)警系統(tǒng)相關(guān)的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)流傳輸、地震數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)處理和地震基本參數(shù)自動(dòng)速報(bào)等基礎(chǔ)問題。

  李山有則告訴《科學(xué)新聞》,盡管地震預(yù)警在國外已有近50年的實(shí)踐歷史,但在中國無論從理論還是實(shí)踐上都是一片空白。強(qiáng)震動(dòng)數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)處理與地震三要素的快速確定;地震動(dòng)場的生成;基于地震動(dòng)參數(shù)的震害快速評估等都是我們目前需要進(jìn)一步研究的科學(xué)和技術(shù)問題。

  在《科學(xué)新聞》就地震預(yù)警研究問題采訪中國地震臺(tái)網(wǎng)中心研究員孫士鋐時(shí),他舉例說:1960年智利發(fā)生了一組8級大地震。當(dāng)時(shí)太平洋海嘯預(yù)警系統(tǒng)已經(jīng)建立,地震發(fā)生前相關(guān)機(jī)構(gòu)也對地震發(fā)布預(yù)警,但是老百姓并不相信,政府也未采取行動(dòng),最終造成巨大損失。

  “造成這一現(xiàn)象的原因是該預(yù)警系統(tǒng)在之前經(jīng)常發(fā)布預(yù)警信息,太平洋國家已經(jīng)對此習(xí)以為常,不知道預(yù)警是真是假。結(jié)果‘狼’真的來了!睂O士鋐說。

  預(yù)警系統(tǒng)為何難產(chǎn)

  中國《國家中長期科學(xué)和技術(shù)發(fā)展規(guī)劃綱要(2006-2020年)》和《地震科學(xué)技術(shù)發(fā)展規(guī)劃(2006-2020年)》都明確提出了應(yīng)該在中國建設(shè)地震預(yù)警系統(tǒng)。但是,當(dāng)《科學(xué)新聞》問道“中國應(yīng)該如何加強(qiáng)地震極早期預(yù)警系統(tǒng)?”時(shí),倪四道糾正,“現(xiàn)在,我們要做的不是加強(qiáng)地震極早期預(yù)警系統(tǒng),而是建立!中國沒有極早期預(yù)警系統(tǒng)!”

  據(jù)悉,中國在“九五”期間,在首都圈建立了由72臺(tái)衛(wèi)星傳輸、80臺(tái)電話撥號傳輸?shù)臄?shù)字強(qiáng)震臺(tái)站組成的地震烈度速報(bào)系統(tǒng),目標(biāo)是當(dāng)首都圈內(nèi)發(fā)生里氏3.5級以上地震時(shí),在5分鐘內(nèi)提供初步地震位置、10分鐘內(nèi)給出地震參數(shù)與地震烈度分布。在“十五”期間,還計(jì)劃在北京、天津、蘭州、昆明、烏魯木齊五大都市建設(shè)以強(qiáng)震動(dòng)觀測臺(tái)網(wǎng)為基礎(chǔ)的地震動(dòng)強(qiáng)度速報(bào)系統(tǒng)。但是這一系列的成果都不足以說明中國預(yù)警機(jī)制的進(jìn)展。

  倪四道認(rèn)為,地震預(yù)警系統(tǒng)可以通過增加地震監(jiān)測網(wǎng)點(diǎn)、完善信息傳播機(jī)制來建立,硬件上,在中國只需兩年就可建成。中國非常有必要把中國的相關(guān)地震學(xué)研究力量組織起來,形成有效的應(yīng)急地震學(xué)研究體系,使中國盡快建立起強(qiáng)地震早期預(yù)警系統(tǒng)。中國要建立預(yù)警系統(tǒng),地震監(jiān)測臺(tái)站密度還不太夠。目前,中國西部地區(qū)臺(tái)站密度比較小,做起來難度大,需要再加密。首都圈臺(tái)站密度比較大,做起來容易些。

  “中國硬件設(shè)施還不錯(cuò),如果行動(dòng)起來,有望在幾年內(nèi)把預(yù)警系統(tǒng)所需的監(jiān)測硬件搭建起來,而且地震監(jiān)測儀器的相關(guān)技術(shù)也一直在發(fā)展,F(xiàn)在很多人提出可以把地震監(jiān)測儀的成本做得更低,甚至在筆記本上設(shè)傳感器,這樣監(jiān)測儀將變得更小型化、經(jīng)濟(jì)化。此外,能否把確認(rèn)地震參數(shù)的時(shí)間再縮短、精度再提高,仍然是個(gè)亟待解決的難題。”倪四道說。

  針對中國國情,李山有認(rèn)為地震預(yù)警系統(tǒng)面臨三個(gè)困難:一是硬件條件的限制;二是技術(shù)上的困難——地震發(fā)生后,只能用到近震源有限臺(tái)站的初期信息來確定地震基本參數(shù),并實(shí)時(shí)預(yù)測尚未到達(dá)的破壞性地震波的強(qiáng)弱。信息的有限性會(huì)影響地震事件自動(dòng)判別的可靠性和地震基本參數(shù)的測定的準(zhǔn)確性;三是地震預(yù)警的局限性——地震預(yù)警系統(tǒng)并不是萬能的,其應(yīng)用受到臺(tái)網(wǎng)條件、技術(shù)發(fā)展及震源所處位置等客觀條件的限制。

  而在彭華看來,地震預(yù)警系統(tǒng)建立的阻礙在于思路、體制和科技三方面。他認(rèn)為,由于部門利益分割嚴(yán)重致使地震相關(guān)工作大多是地震局在負(fù)責(zé),“我認(rèn)為首先打破部門分割,少一些‘本位主義’;發(fā)動(dòng)多部門參與研究,避免思路僵化,引入競爭機(jī)制”。

  在接受中國媒體采訪時(shí),日本防災(zāi)系統(tǒng)研究中心吳長江博士提醒說,中國如果要上預(yù)警項(xiàng)目,必須周密考慮,“千萬不能追求立竿見影的效果”。

  以誰為師

  “在地震預(yù)報(bào)方面,美日等發(fā)達(dá)國家不比我們更先進(jìn)。他們的先進(jìn)在于建筑設(shè)防的安全性上,還有就是地震發(fā)生以后,可以相當(dāng)快地確定位置和震級。”倪四道說。

  彭華認(rèn)為美國地廣人稀,有避讓地震的空間,而日本和中國都是人口稠密。相比之下,中國和日本情況更為相像!暗侨毡倦m然有先進(jìn)儀器,我們卻無法買到,也許隨著我們自主研發(fā)設(shè)備的出現(xiàn)日本會(huì)有所放松!

  參考文獻(xiàn):

  中國科學(xué)D輯:地球科學(xué), 2009, 39, 1-10

  地震早期預(yù)警是指在地震發(fā)生后以最短的時(shí)間確定地震的位置及強(qiáng)度,利用現(xiàn)代通信以及快速但是強(qiáng)度弱的縱波和慢速卻強(qiáng)烈的橫波的時(shí)間差,在破壞性的地震波達(dá)到之前,發(fā)出預(yù)警信息,從而能夠采取緊急措施,減輕人員財(cái)產(chǎn)損失。例如,汶川地震發(fā)生在成都以西100多公里處,地震面波需要40秒左右才能達(dá)到。如果利用該地震附近的地震臺(tái)(假定50公里內(nèi)有兩個(gè)臺(tái)),根據(jù)地震的P波特性,可以在十幾秒釧內(nèi)初步確定地震地點(diǎn)及強(qiáng)度,成都就可以有20多秒的預(yù)警時(shí)間終止關(guān)鍵性活動(dòng)(學(xué)生上課、重要會(huì)議、醫(yī)院手術(shù)、高速列車、金融交易、軍事演習(xí)、危險(xiǎn)性工業(yè)品生產(chǎn)等),以及對電、煤氣、自來水等設(shè)施進(jìn)行暫停,減少由次生災(zāi)害造成的損失。

作者:閆巖

【編輯:張中江
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我國實(shí)施高溫補(bǔ)貼政策已有年頭了,但是多地標(biāo)準(zhǔn)已數(shù)年未漲,高溫津貼落實(shí)遭遇尷尬。
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