
著名地质学家、中国科技大学倪四道教授近日提出,虽然地震预报仍是世界性的难题,但地震预警是完全可能实现的。我国应建立地震早期预警系统,对于震中30公里以外的地区来说,往往有宝贵的时间差能利用,人们可采取措施减轻灾害。相关论文发表在最近一期的《中国科学》上。
地震预警不是“预测”
倪四道解释说:地震预警和预测不同。预测是在地震尚未发生之前告诉人们地震可能在哪里、何时发生;而预警是地震发生之后,利用最近的地震台快速确定地震的基本信息,在地震波还未到达该地时,告知人们做好防御工作。可以说:“预警是地震过程中人类和地震波进行的一场赛跑。”
倪四道研究小组最新成果表明,“我国在进一步加密地震台网的基础上,可实现6.5级强震发生后20秒内快速确定震中,通知相关单位实施应急措施,实现地震早期预警,尽量减少人员、财产损失。然后,利用国家及全球地震和强地面震动资料,几小时内确定地震能量释放过程,形成地面震动理论评估图,按照灾情程度合理分配救灾资源,可提高救灾效率。”课题组最近在研究汶川地震时发现,用两个三分量地震台站就可在10秒钟内确定误差在20公里范围内的震中。
10秒钟或能规避灾难
倪四道说,地震波分为3种:纵波(P波),其能量比较小,传播速度最快;横波(S波),破坏性较强,前进速度只是纵波的60%;面波,主要在地表传播,能量最大,对建筑物的破坏最为强烈,但面波比P波和S波的传播速度要慢很多。各种地震波的传播速度和破坏能力的差异,为作出预警带来了可能。
倪四道以汶川大地震为例解释说,从震中映秀传播,到北川有一次比较大的能量释放,然后到达青川又有一次比较大的能量释放,前后跨度200多公里,耗时100多秒。若事先建立预警系统,地震扩散过程中,可以及时提醒其他地方的人规避灾难。
如果争取到了10秒钟的预警时间,人们可以做哪些事呢?
10秒钟可以让一些人躲到开阔地带,让在校学生躲入课桌下、墙脚;可以让高速火车停靠下来,避免脱轨;可以让高速公路上的汽车有所准备,减少碰撞的发生;可以让高层作业的清洁工人进入屋内避难;可以让手术室的医生做出应对;可以停止危险品的生产。
更重要的是,政府可以通过自动装置,将煤气、电、水的总供应暂停,避免火灾等次生灾害发生。而且离地震越远做准备的时间更长。
日美等国已应用地震预警
倪四道介绍,地震及早预警系统在地震减灾中已得到应用。上世纪60年代,日本铁路系统研发了UrEDAS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,该系统则通知高速列车采取制动措施,避免脱轨事故。1989年,美国加州地震发生后,科研人员提出了该地震强余震的预警系统,即通过主震区较密集的地震台网监测余震,一旦有强余震发生,立即向大城市如奥克兰的建筑工人,尤其是高处工作的工人发送预警,工人可有20多秒的时间疏散到安全地带。
汶川地震发生后,国家地震监测部门在5分钟左右确定地震位置及强度,10分钟后上报地震信息。这相对于唐山地震无疑是巨大的进步,但此时,地震直接灾害及影响已经形成,很难做到地震预警。
增设台站2年内实现3个目标
倪四道认为,我国在已有监测能力基础上,如果增设一些台站,在今后两年内可实现3个目标:
一,有密集观测网地区可实现早期预警。对于东部大都市区,北京、天津、唐山等组成的首都圈,上海、南京、苏州等组成的长三角都市圈,观测网较密集,可望在地震发生后20秒内基本确定地震位置及震级,给都市的经济、社会活动提供30秒的宝贵时间,采取关键措施,减轻损失、保障社会稳定。
二,对于西部地区,云南、四川、西藏、新疆,观测网相对稀疏,可以做到100秒内定出地震位置及震级。对于成都、昆明、乌鲁木齐等大城市,适当增加城市附近观测站密度,应该可实现20秒预警。而西部发生的大地震面波需要10分钟才能到达东部,其对东部的影响基本上可以防患于未然。
三,关于地震灾害快速评估,首都圈等强地面震动观测点密集的地区,可以在几分钟内形成地面震动图。
对于强地面震动观测站稀疏地区,可以利用远震波形,20分钟内,地震波已经达到全球的任何一个位置,因此地震的所有信息都已经可以确定。利用现代地震学的研究成果,地震学家已经可以很快确定地震的细节,包括地震起始、终止地点和时间,以及地震能量释放的具体过程,即确定地震断层错动量等震源运动学过程。在此基础上,计算出地震波在震源区的地面震动强度,结合震源附近的强地面震动记录,计算出地面震动图,形成地震成灾分布图,为高效率地震救灾提供第一手资料。按照目前地震学的研究能力,可以在两小时内得到这样的结果。
倪四道认为,非常有必要把我国的相关地震学研究力量组织起来,形成有效的应急地震学研究体系,使我国尽快建立强地震早期预警系统。 王静 东方IC供图
[北京日报]