地震來臨時,如何讓預警提前哪怕1秒? | YiMagazine

第一財經週刊2019-07-06 13:27:35


經過11年的研究,目前國內的地震預警技術已經趨於成熟,但仍有相當一部分人無法及時收到警報,其中的難點就在“最後一公里”。


 記者 / 鄭晶敏

 編輯 / 倪   妮


6月17日22時55分,四川宜賓市長寧縣發生6.0級地震。在具有破壞性的地震橫波到達10秒之前,宜賓市部分居民已經在電視、手機等設備上收到地震預警。而距離宜賓市約240公里以外的成都,則足足提前了61秒發出了預警。


四川宜賓市長寧縣發生6.0級地震,成都城區發出預警。視頻來源:央視新聞


在此次地震中發揮預警作用的是成都高新減災研究所研發的ICL地震預警技術(以下簡稱“ICL”)。2008年汶川地震後,專門研發地震預警技術的成都高新減災研究所成立。2013年2月19日,ICL成功預警了雲南昭通市巧家縣發生的4.9級地震,這是中國地震預警系統首次預警破壞性地震。隨後,又相繼預警了蘆山7級地震、魯甸6.5級地震、九寨溝7級地震等52次破壞性地震(一般指震級大於5級,造成一定的人員傷亡和建築物破壞的地震),且無一誤報。


有理論研究表明,地震預警時間為3秒時,可減少14%的人員傷亡;地震預警時間為10秒時,可減少39%的人員傷亡;地震預警時間為20秒時,可減少63%的人員傷亡。如果汶川地震時有地震預警,受災嚴重的汶川縣城、北川和青川將分別擁有7秒、31秒和55秒預警時間,這意味着死亡人數可以減少2至3萬人。


值得注意的是,地震預警不等於地震預報,即它並非指在地震發生前的預報技術,而是在震中發生地震時,地震波對周邊區域產生破壞前發出警報。地震波分為縱波和橫波,造成破壞的往往是後來的橫波,地震預警技術就是利用電波比地震波快的原理爭取橫波到達前的時間差。


地震預警原理。圖片來源:成都高新減災研究所


原理雖然簡單,但地震發生時間短暫,地震預警系統有效的預警時間只有幾秒到幾十秒,因此每提前1秒都意義重大。為了提高預警系統響應速度,不僅需要在可能發生地震的區域安裝大量傳感器,還需要提高系統的數據處理速度,波形智能識別速度以及終端快速響應速度。


也就是説,地震在實驗室條件下難以模擬,研究人員需要將實驗室搬到地震區,利用天然餘震做實驗。2010年,成都高新減災研究所已經在汶川餘震區域建設地震預警實驗區,覆蓋範圍超過2萬平方公里。截至目前,地震預警網覆蓋面積已達220萬平方公里,輻射6.6億人,佔中國震區人口的90%。


圖片來源:成都高新減災研究所


根據成都高新減災研究所王暾博士介紹,目前“ICL”已經可以分別給距離震中50公里和100公里的目標區域約提前10秒和23秒發出預警。這個時間足夠人們採取一些避難措施,比如躲進衞生間,遠離懸墜物等,也足夠低樓層民眾避險到室外。



然而大多數時候,延誤時間的不是技術不夠成熟,而是地震預警警報終端的建設還未到位。


“地震預警信息未能傳遞給每個民眾,是我國地震預警領域存在的最主要的問題。”王暾對《第一財經》YiMagazine説,“導致這一問題的主要原因,是中國地震局人為設定的障礙。中國地震局設定障礙的原因是大陸地震預警網並不是中國地震局建設的,而中國地震局正在建設其地震預警網,並計劃於2023年建成。”


目前有效的地震預警終端分別是應急廣播、電視和智能手機。通過這些終端發出警報在技術上不難實現——即便是智能手機,不需要安裝任何應用也能收到警報。問題在於信息授權。


將地震預警系統接入廣播、電視和電信系統需要政府授權,看似簡單的一步,在實施過程中其實有諸多障礙。首先是授權的合法性,企業是否有權直接播報地震預警系統存在爭議。其次,技術應用之後可能產生的風險也是政府所擔心的。預警可能誤報,普通人收到預警之後可能會處理不當或者採取極端措施。這些顧慮成為地震預警終端建設的障礙。


成都高新減災研究所和四川相關政府部門從2012年開始合作推動地震預警終端的建立。2012年,汶川、北川、茂縣啟用電視地震預警,是國內最先實現電視地震預警終端佈局的區縣。2018年開始,成都高新減災研究所與四川省有線廣電股份公司合作,將地震預警網接入四川廣電網絡的技術鏈路。目前已有79個區縣政府授權開通電視地震預警服務。因此在此次地震中,才會看到電視台在電視節目播放過程中發出地震預警。


但目前的預警終端佈局還遠遠不夠。四川省79個區縣只佔其地震區區縣數量的60%,更不用説全國範圍內的地震區,能及時收到地震警報的仍是少數。


另一個問題是,即便地震預警能夠被及時接受,普通人能否在之後的幾十秒甚至幾秒鐘的時間內做出正確反應?這需要政府和研究部門合力做好地震科普教育。


地震預警並不是一門獨立的技術,更像是一個環環相扣的系統,從實現預警、接受警報到採取措施,任何一個環節的缺失都會使系統失靈。


在中國之外,日本、美國、墨西哥等地震頻發的國家也在積極研發地震預警系統。今年6月21日,日本氣象廳及防災科學技術研究所宣佈其研發的海底地震地震儀可在太平洋海域發生地震時,最快提前25秒發佈預警。早在1989年,日本鐵道技術研究所就開發出了全球第一個地震預警系統,2004年投入9000萬美元建成,直到2006年才在全日本正式運行。


地震是小概率事件,地震預警系統的研發從商業角度看也是一場博弈。是否願意為不確定的風險投入鉅額成本,每個國家的態度不一,而在地震影響程度不一的中國同樣如此。甚至科學界對此也仍未能形成一致的看法。2004年,美國《科學》雜誌曾用“打賭”來形容各個國家對於研發地震預警系統的態度。不支持的學者認為這套系統成本高昂、功能有限,前途並不光明,甚至質疑其必要性。


不過在成都高新減災研究所看來,這是一場必須設立的賭局,而且不僅針對地震。眼下,這家研究所正嘗試把地震預警技術延伸到滑坡、泥石流、海嘯等更多自然災害的預警中。


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