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“地震横波将在5秒后到达!”科学家半个世纪“抢”来的救命时间,我们应该做点啥?
点击:  作者:记者    来源:“瞭望智库”微信公号  发布时间:2020-07-14 14:20:50

 

“地震横波将在5秒后到达,河北古冶正发生4.8级左右地震,xx市将可能有震感,请合理避险。”

 

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图片来源:微博网友@粉se印记

 

地震预警,5秒真的太短吗?

龚先生

工人日报客户端

原文首发于2020年7月12日

 

据中国地震台网测定,7月12日06时38分,河北唐山市古冶区(北纬39.78度,东经118.44度)发生5.1级地震,震源深度10千米。在北京、天津等地,不少人是从电视上弹出的这样一条地震预警,第一时间得知了地震消息。

 

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图片来源:中新社

 

44年前唐山大地震,人们记忆犹新。如今唐山再次发生地震,公众难免有一份特殊的紧张和担忧。好在据唐山应急管理公众号公布的信息,震中无人员伤亡,个别老旧房屋有开裂情况,社会秩序正常。公众悬着的一颗心总算平复下来,倒是“提前预警”一时成了网上的热议话题。

 

“没想到第一次以这样的方式经历地震。”

 

“提前一个小时预警就最好了,5秒有点短。”

 

“再进一步推送到手机上吧。”

 

“以后住宅小区是不是可以安装灾难预警广播系统呢?别仅限于电视,手机短信的提醒方式。”

 

地震预警厉害了——网友惊叹于时下我国强大的地震监测预警能力,欣慰于高科技手段加持下信息的精准高效传递,大家迫不及待在网上交流各自经历和体验,天马行空地提出设想和建议,这当然包含了对高效地震预警的更高期待,也折射出在这方面仍有进一步的科普空间。

 

地震预警是地震已经发生、但地震波还没有传来、提前几十秒发出的警告,距离震中越近越不好预警。有研究表明,作为世界上公认的能有效减轻地震灾害的新技术手段之一,成功的地震预警可以为人们争取宝贵的逃生时间,当预警时间为3秒时,可减少伤亡14%;时间为10秒时,减少伤亡39%;时间为20秒时,减少伤亡63%。

 

图片来源:网络

 

当天早上发生的地震中,唐山市提前3秒就发出了预警,震中附近地区开通了地震预警功能的手机、电视、互联网电视用户,都能提前收到地震预警信息。北京和天津部分民众提前30秒收到预警。

 

很多网友还不知道,这次地震的成功预警,是成都高新减灾研究所与应急管理部门联合建成的大陆地震预警网的功劳。而成都高新减灾研究所正是在2008年汶川地震后组建的,致力于我国地震预警领域的技术、机制、标准体系和服务模式的创新。

 

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图片来源:成都高新减灾研究所官网

 

截至目前,该研究所开发的大陆地震预警系统已成功预警50余次造成破坏的地震,包括四川芦山7级地震、鲁甸6.5级地震、九寨沟7级地震、宜宾长宁6级地震、威远5.4级地震等,并取得了减灾效果。我国成为继墨西哥、日本之后,第三个具有地震预警能力的国家。

 

2019年6月17日四川宜宾长宁发生6级地震后,多位成都市民曾拍摄地震预警电视画面视频并发布到网上,当时中国的地震预警系统就刷屏了世界,日本网友直呼:“中国的预警能倒数计时,好厉害!”

 

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图片来源:网络

 

如何通过既往案例熟悉预警发布的渠道和流程?接到地震预警该怎样合理避险?如何擅用预警信息争取宝贵的逃生时间?这些都是在一波集体点赞之后,我们更需要重视的问题。

 

有必要澄清一下,地震预警不是地震预报。地震预报是对未来的地震提前发出警报,它是如今仍未解决的科技难题,因而一些网友“提前一个小时预警”的建议,在现阶段仍是难以实现的。

 

对公共服务部门来说,需要在更广的范围实现相关数据的对接和共享,丰富预警渠道和端口,推进预警触角的全面无死角覆盖,铺设好地震预警接收的“最后一公里”。如今,电视广播在打开状态时,居民可以收到地震预警信息,手机用户下载“地震预警”APP,设置好相关参数后,可以在第一时间知悉地震发生情况。此外,人们期待,新闻媒体、政务服务终端等在地震预警方面,也应担起重任。

 

科技改变生活。对多数人的生活来说,地震预警技术注定不是“一日三餐”,但关键时候则是“救命良药”。从这个意义上看,它离我们看似很远,其实很近。

 

期待地震预警技术更多造福人类,期待我们科学避险、从容应对的能力不断提升。

 

 

拓展阅读一

 

地震预警,我们等了半个世纪 | 风向

文 | 望舒 庖丁

转载自微信公众号“凤凰网”

原文首发于2020年6月18日

 

 

2019年6月17日22时55分,四川宜宾市长宁县发生6.0级地震,震源深度16千米。

 

地震发生之后包括成都主城区在内的不少地方都提前发出了地震预警,并通过电视、大喇叭等多种手段提醒民众及时避险。

 

一时间,这个地震预警系统引发全国关注。

 

什么是地震预警?为什么在汶川地震发生后的第11年,它才开始普及?


一、什么是地震预警?

 

首先需要注意一点,地震预警≠地震预报。

 

地震预报指的是地震发生前通过某些征兆对地震进行预测。

 

而地震预警是指在地震发生以后,根据纵波和横波之间的时间差,和地震波“赛跑”,来赢取提前预警的时间。

 

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地震预警原理图

 

地震发生最初时,跑得快的是强度较小的纵波,速度约每秒7公里,而破坏性更大的横波由于传播速度相对较慢(约每秒4公里)则会延后数十秒到达地表。

 

深入地下的探测仪器检测到纵波后传给计算机,计算出震级、烈度、震源等大致信息,有关部门可以抢在横波到达地面前10余秒通过电视和广播发出警报。电视广播依靠的是电磁波,它的速度比横波速度要快得多。

 

当然,目前地震波的接受和判断需要6秒钟,意味着居住在震中21千米以内,是无法及时收到预警的,这就是预警盲区的概念。

 

以本次长宁地震为例,长宁县和宜宾市基本都处在盲区(红圈)内。而相对较远的成都则可以提前61秒收到预警。

 

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有学者认为目前的预警系统需要8秒钟来判断,预警盲区至少在50千米(蓝圈)。

 

二、地震预警的原理听起来很简单,为什么没有早点派上用场?

此次表现不凡的预警系统,也是在成都高新减灾研究所王暾的领导下整整做了11年,才让国人真正感受到预警系统的存在,为什么?

 

原因有很多,包括应对地震的思路、监测地震的技术以及成本。


思路:从预报到预警,中国地震学界半世纪转换

 

1868年,J.D.Cooper提出在旧金山东边断层边上建立地震观测站,利用电报对旧金山提供地震预警。虽然他的建议没有得到实施,却给后人提供了有意义的思路。

 

20世纪50年代,日本在铁路上布置了简单的地震报警仪。60年代,又设计出预警系统,该系统利用一个地震台的观测资料,粗略判断地震的基本要素,如果检测到强震发生,则通知高速列车采取制动措施,避免脱轨事故。

 

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1970年,新干线电力车组。

 

自1966年起,中国进入强震活跃期,在国务院的指示下,科学界立志解决外国从未解决的地震预报问题。

 

前面提过,预报是指在地震发生前通过自然现象的变化预测地震发生的时间、地点和规模。1970年初,云南通海发生7.7级强震,1.5万人死亡,地震工作加速发展,带有预测性质的国家地震局开始筹组,次年8月正式成立。

 

当时,地震局会对地震长期趋势、中期趋势、和震前情况进行预报。1974年6月,在一片报警声中,地震局召开了地震形势会商会议,向国务院提交了《关于华北及渤海地区地震形势的报告》,很快国务院下发第69号文件,向若干省市通报震情,这是一次空前绝后的国家级地震中期预报。

 

很快,辽宁通过“群测群防”观测到海城区域小震密集等异常现象,于1975年2月4日上午10时30分发布临震预报,命令“人离屋,畜离圈”。当晚7时36分,强烈地震在海城发生,提前的预测大大减轻了人员伤亡。

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海城地震成功预报纪念碑

 

有了这个经验,国家地震局在1975年12月由中科院代管改为国务院直属,当时,地震预报差不多就是地震局的全部工作。

 

但成功预报海城地震,运气成分很大。相关的经验在唐山大地震中无法重现。而在1976年四川松潘案例中,预报信息过早发布,又引起了相当的混乱,广播里频频发布地震警报,甚至公社的业余观测员也可以发布地震预报,媒体形容,当时“公众紧绷的神经几乎断裂”。

 

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1976年8月16日22时06分,地处四川省西北部的松潘、平武地区发生了7.2级地震。

 

地震预报的可靠性和准确性受到了很大的质疑。

 

尤其是地震预报失准对经济活动造成了太大的干扰,大规模依靠群众经验发布地震预报的方法式微。

 

1988年,国家地震局发布《关于地震预报的规定》,规定了地震预报的发布权限:长期预报(几年到几十年)由国家地震局发布;中期(几个月到几年)由国家地震局或省级政府发布;短期(几天到几个月)和临震预报(几天)由省级政府发布,时间允许的情况下还要经过国务院批准。而地震工作者、群众测量点和测报员不得擅自散布地震预报意见等。

 

1998年,国务院颁布《地震预报管理条例》取代了上述规定。基本延续了上述规定。但这一条例公布以来,媒体并未查到国务院和省级政府公开发布的地震预报。

 

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1996年开始,地质学家罗伯特·盖勒等人在《自然》、《科学》连续发文,认为地震不能预报,引发了国际地震学界的激烈争论。学界普遍认为,进行确切的地震预报还是梦想。

 

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罗伯特·盖勒目前任职于京都大学。

 

自此开始,地震预报的调门逐渐走低。


技术和成本:数字化观测,覆盖全国并不便宜

 

也是在世纪之交,随着计算机技术、数字通信技术和数字化强震观测技术的成熟,地震预警的优势也慢慢显现出来。

 

加上美国、日本、墨西哥等都在探索和研发地震预警技术,中国的地震预警开始慢慢起步。

 

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地震预警国家和地区简介。图片来自高峰、杨学山&马树林. (2014). 地震预警系统综述。

 

中国最早的地震预警系统,是法国人承建大亚湾核电站时建立的由地震监测网络和人工决策相结合的地震预警系统。

 

九五(1995-2000年)期间,首都圈建立了由72台卫星传输、80台电话拨号传输的数字强震台组成的地震烈度速报系统,目标就是当首都圈发生3.5级以上地震时,5分钟内提供初步位置,10分钟内给出地震参数和地震烈度分布。十五期间,还计划在北京、天津、兰州、昆明、乌鲁木齐五大都市建设以强震动观测台网为基础的地震动强度速报系统。

 

这段时间地震预警技术先期研究,取得了部分成果。但由于相关研究费时费力,所以很多学者选择其他方向。地震预警似乎优势并不明显。

 

1987年中国数字地震台网开建,2000年通过验收,开启了中国地震学数字化观测的时代,提供了全球一流的地震速报信息。

 

而总投资23亿人民币的中国数字地震观测网络工程也在2008年4月通过验收,刚好是汶川地震前一个月。这套系统包括地震前兆台网、数字测震台网、数字强震动台网、地震活断层探测技术系统、地震信息服务系统和地震应急指挥系统。

 

这一网络在汶川地震速报、余震监测、强地面运动监测、地震应急和地震信息发布等方面发挥了重要作用。

 

中国数字地震观测网络工程的目的是建立完善的全国抗震救灾指挥体系,做到信息灵、决策准、指挥有序、救援响应快;

 

但这一工程副总工程师陈会忠也坦承,汶川地震检验出我国缺乏有效的地震预警系统。

 

很快,这一短板得到弥补。

 

今天故事的主人公王暾,就是看到汶川地震中民众没有收到警报,决定回国创办成都高新减灾研究所,借鉴日本和墨西哥的经验,填补中国在地震预警领域的空白。

 

回国后,他建立了名为“ICL地震预警技术系统”,并依靠汶川地震的余震,开始实际地震预警检验,2011年首次发出预警信息。

 

同样是在2008年,汶川地震之后,“国家地震烈度速报与预警工程”在福建省试点,可以对破裂层50千米到两三百千米的范围有效。成都高新减灾研究所和福建省地震局形成了官方和民间预警竞赛的趋势,一时引人瞩目。

 

2017年7月,中国地震局局长郑国光在四川考察期间,还特意与王暾进行了一次座谈,郑国光称:“中国地震局赞同减灾所推动地震预警技术和市场,也允许其它地震预警技术在市场推动。减灾所应靠技术、走市场,服务社会;中国地震局应包容各种地震预警技术,支持、容纳地震预警技术之间的竞争”。

 

但之前的零星实验,尚不足以引起公众的关注。

 

预警的核心是地震监测台网。眼下中国的台网密度还不够,要想建立全国覆盖的预警系统,必须增加地震监测网点。

 

“现在在中国,你能接收到的地震预警信息的唯一来源,就是我们减灾所支撑的大陆地震预警网”,发出此番豪言的王暾也有自己的底气。这一预警网是成都高新减灾研究所与地震部门联合建设,在全国建设了5600个传感器,减灾所的预警中心对传感器数据进行分析处理和判断。而为了打通“最后一公里”,王暾上月底还与四川广电确定了电视预警方案。

 

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推行这么大的项目要花多少钱?除了王暾自己带回国创业的300万元,从2008年到2013年5年间,高新所从政府获得的资金支持大约在3000万元左右,当时的传感器总数是700个。

 

将11年的总费用合计,上亿资金恐怕少不了。那么目前的5600个地震预警台站足够了吗?并没有,如果要像日本一样建设覆盖全国的预警网络,全国大致需要布设26000个地震监测台站。

 

福建省地震局提出了不同的方案,他们的传感器更为复杂,可以承担预警、速报和观测的任务,而他们的方案是在全国布设5000个台站,耗资约20亿元。

 

要知道,2019年国家地震局一般公共预算44亿元,其中地震预测预报项目预算大约5亿元。这还是近年来此类业务发展,经费迅猛增加的结果。其中的经济压力可想而知。

 

三、结语:与地震搏斗 还有很多课要补

经历过半世纪的等待,中国民众终于可以大规模地受益于地震预警系统。但似乎还有心理上的适应过程。

 

虽然截至目前没有误报,但还是有很多网友并不习惯。比如担心误报的成本:

 

王暾说:“八年前,我们想用到学校去,学校说不行,用了万一发生误报,我们校方承担不了责任。”

 

比如认为用处不大:

 

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更多的网友表示支持地震预警,并且提到很多建议:

 

比如还应该配合应急演练,否则反而令人紧张;

 

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再比如把字体变大;

 

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还比如说解决一下bug……

 

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无论如何,技术手段只是保障地震预警系统成功运行的一部分。部署地震预警系统,是一个整体的社会工程,从半个世纪前到现在,我们和地震的搏斗,还有很多课要补。

 

参考资料:

吴林斌. (2013). 中国地震预警系统现状与发展前景综述. 大地测量与地球动力学**, 33(A02), 123-125.

闫岩. (2009). 中国地震预警之路. 科学新闻, 66-68.

钱钢. (2008). 中国的地震预警史. 炎黄春秋(11), 39-45.

高峰, 杨学山, & 马树林. (2014). 地震预警系统综述. 自然灾害学报, 23(5), 062-69.

胡欣. (2008). 体系建设之二:我国地震信息系统建设直面新挑战——对话中国数字地震观测网络工程副总工程师陈会忠. 中国通信(3), 70-72.

科学网:民间机构成功预警地震暴露中国官民预警之争 http://news.sciencenet.cn/htmlnews/2013/2/275077.shtm

人民网:地震可以预警 预报难(专家解读) http://society.people.com.cn/n1/2019/0618/c1008-31164455.html

科普中国:地震预警的“能”与“不能” https://zhuanlan.zhihu.com/p/20391151?utm_source=wechat_session&utm_medium=social&utm_oi=933573617254617088

中国科学院:应急地震学的研究进展http://www.cas.cn/zt/jzt/wxcbzt/zgkxyyk2008nd4q/kjzz/200807/t20080721_2668403.shtml

王暾 | 5·12汶川地震过去11年 中国人在地震预警上有什么进步?http://m.sohu.com/a/312608481_99912680

 

拓展阅读二

 

地震预警倒计时几十秒,你该做什么?

“环球网”综编自观察者网、中国青年报等

原文首发于2020年6月18日

 

网友:听到预警声音想哭,这个地震预警网真的很厉害,希望能普及!

 

地震预警系统是一个全自动的物联网,可实现全自动的秒级响应。通过在主要地震区布设密集的地震预警监测仪,在地震发生时,利用电磁波比地震波“跑得快”的优势,在地震造成破坏前,提前几秒到几十秒为用户发出全自动秒级响应的地震预警警报,民众据此及时避险以减少伤亡,重要工程紧急处置以减少经济损失和次生灾害。

 

研究表明,预警时间10秒,伤亡减少39%;时间为20秒,伤亡减少63%。

 

据成都市高新减灾研究所王暾博士介绍,成都提前61秒收到预警。成都的180个学校和110个社区都收到了预警,大家也因此及时进行了疏散。

 

另据澎湃新闻报道,地震发生时,宜宾市提前10秒收到预警,泸州市预警时间18秒,自贡市预警时间27秒。

 

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另据中国青年网报道,早在2017年1月,成都高新区面向全社会公开征集民生工程项目意见建议时,就有市民通过成都高新区公众信息网提出加强地震预警的建议。

 

就在今年5月28日,四川省有线广播电视网络股份有限公司还与成都高新减灾研究所签署了地震预警接收“最后一公里”深化合作协议。这意味着,将有更多地方可以实现电视预警。

 

目前,电视地震预警延伸到四川所有地震区所有13个市州,覆盖79个区县,占四川省地震区区县60%。

 

看到这样先进的预警系统,有网友表示,听到预警声音想哭,这个地震预警网真的很厉害,希望能普及!


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那么,在地震预警倒计时这宝贵的几十秒内,你到底该做什么?请看:《地震预警十问十答》。↓

 

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来源:成都高新减灾研究所微信公号

 

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(来源:“瞭望智库”微信公号,图片来自网络,侵删) 

 

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