張晁軍 陳會(huì)忠 李衛(wèi)東
1)中國(guó)地震臺(tái)網(wǎng)中心,北京 100045
2)中國(guó)地震局地震預(yù)測(cè)研究所,北京 100036
(作者電子信箱:張晁軍:zhangchaojun@seis.a(chǎn)c.cn)
地震預(yù)警是建立在高密度地震臺(tái)網(wǎng)基礎(chǔ)上的新技術(shù),是人類社會(huì)進(jìn)行地震災(zāi)害防御的科學(xué)前沿領(lǐng)域,是人類和地震災(zāi)害,乃至和自然災(zāi)害斗爭(zhēng)的手段之一。它的研究、應(yīng)用與開發(fā)規(guī)模是自然災(zāi)害防御與減輕目標(biāo)中的10個(gè)世界高新技術(shù)領(lǐng)域之一。我國(guó)擬在5年左右時(shí)間建成“國(guó)家地震烈度速報(bào)與預(yù)警工程系統(tǒng)”,屆時(shí)公眾可以利用地震預(yù)警系統(tǒng)提供的數(shù)秒至數(shù)十秒預(yù)警時(shí)間,采取避震措施,減少人員傷亡。重大基礎(chǔ)設(shè)施和生命線工程可以實(shí)施緊急處置措施,避免次生災(zāi)害,如緊急制動(dòng)高速列車、及時(shí)關(guān)閉燃?xì)夤芫€、關(guān)閉核反應(yīng)堆、停止精密儀器運(yùn)行等。
地震預(yù)警事關(guān)人民群眾生命財(cái)產(chǎn)安全,事關(guān)國(guó)民經(jīng)濟(jì)發(fā)展與社會(huì)和諧穩(wěn)定,是一項(xiàng)投入巨大而復(fù)雜的社會(huì)系統(tǒng)工程,需要政府、各部門、公眾的共同參與。特別是地震預(yù)警系統(tǒng)因其自身局限性,會(huì)有預(yù)警的盲區(qū),對(duì)中小地震減災(zāi)效果不顯著;估算的地震參數(shù)和預(yù)測(cè)烈度可能存在偏差,等等,因此,需要社會(huì)各方面的理解和支持。
隨著經(jīng)濟(jì)社會(huì)的快速發(fā)展,地震災(zāi)害對(duì)經(jīng)濟(jì)的沖擊日益加劇,對(duì)社會(huì)發(fā)展的影響愈加廣泛,社會(huì)公眾對(duì)安全的需求日益增長(zhǎng),在我國(guó)建設(shè)一個(gè)預(yù)警實(shí)驗(yàn)系統(tǒng),進(jìn)而建設(shè)一個(gè)現(xiàn)代化的預(yù)警系統(tǒng),對(duì)于探索防震減災(zāi)新途徑有著重要的社會(huì)意義。本文旨在讓社會(huì)公眾能夠全面地了解地震預(yù)警工作,從而更好地參與地震預(yù)警建設(shè),共同提升全社會(huì)的防震減災(zāi)能力,更好地發(fā)揮地震預(yù)警系統(tǒng)的作用,最大限度的實(shí)現(xiàn)有效減災(zāi)。
什么是地震預(yù)警?地震發(fā)生后,有縱波(P波)和橫波(S波)兩種主要地震波同時(shí)由震源向外傳播??v波傳播速度較快,大約6km/s,但震動(dòng)相對(duì)較小,破壞也小。橫波速度較慢,大約4km/s,攜帶能量大,是大地震時(shí)造成破壞的元兇。地震預(yù)警系統(tǒng)是利用震中附近監(jiān)測(cè)儀器捕捉到的地震縱波后,快速估算地震參數(shù)(發(fā)震時(shí)刻、地震強(qiáng)度、地震地點(diǎn)、震中烈度等)并預(yù)測(cè)地震對(duì)周邊地區(qū)的影響,搶在破壞性橫波到達(dá)震中周邊地區(qū)之前,通過電子通訊系統(tǒng)發(fā)布地震強(qiáng)度和到達(dá)時(shí)間的警報(bào)信息,使相關(guān)機(jī)構(gòu)和公眾能采取緊急措施,減輕人員傷亡和災(zāi)害損失[1]。圖1是地震警示系統(tǒng)示意圖。
圖1 地震警示系統(tǒng)示意圖(據(jù)中國(guó)地震資訊,weibo.com/u/2817059020)
地震預(yù)報(bào)是對(duì)未來(lái)破壞性地震發(fā)生的時(shí)間、地點(diǎn)和震級(jí)及地震影響的預(yù)測(cè),是根據(jù)地震地質(zhì)、地震活動(dòng)性、地震前兆異常和環(huán)境因素等多種手段的研究與前兆信息監(jiān)測(cè)所進(jìn)行的現(xiàn)代減災(zāi)探索。地震預(yù)報(bào)技術(shù)是從地震監(jiān)測(cè)、大震考察、野外地質(zhì)調(diào)查、地球物理勘探、室內(nèi)實(shí)驗(yàn)研究等多方面對(duì)地震發(fā)生的條件、規(guī)律、前兆、機(jī)理、預(yù)報(bào)方法及對(duì)策等的綜合技術(shù)。
目前人類還不能準(zhǔn)確地預(yù)報(bào)地震,它和地震預(yù)警完全是兩回事。地震預(yù)警是在地震發(fā)生之后利用P波、S波傳播速度差異,利用現(xiàn)在網(wǎng)絡(luò)技術(shù)做出的快速響應(yīng),是一種秒級(jí)技術(shù)。地震預(yù)報(bào)是在地震發(fā)生之前根據(jù)地震活動(dòng)性、前兆觀測(cè)、宏觀異常等現(xiàn)象,對(duì)一定區(qū)域是否會(huì)發(fā)生地震做出的一種推測(cè),短期尺度為月,臨震尺度為天或月。
地震預(yù)警英語(yǔ)為“Earthquake early warning”,日本叫“地震緊急速報(bào)”,中文應(yīng)翻譯為“地震報(bào)警或地震警報(bào)”,而不應(yīng)翻譯成“地震預(yù)警”。翻譯成預(yù)警容易和預(yù)報(bào)混淆。美國(guó)在加州新建立的地震預(yù)警試驗(yàn)系統(tǒng)就叫做 Shake alert(震動(dòng)報(bào)警)(http:∥earthquakeearlywarning.com/),也可能是為了更準(zhǔn)確地描述這個(gè)技術(shù)系統(tǒng)是個(gè)震動(dòng)警報(bào)系統(tǒng)。
目前所說的地震預(yù)警,就是地震警報(bào)!它是在一個(gè)地方已經(jīng)發(fā)生了地震,當(dāng)?shù)氐牡卣鸨O(jiān)測(cè)儀器在測(cè)出了地震之后,發(fā)出警報(bào):我這地震了!由于地震波的速度只有每秒幾公里,相對(duì)電磁波的每秒30萬(wàn)公里要慢得多,人們就將地震發(fā)生的消息用電磁波手段(電話、廣播、電視、網(wǎng)絡(luò))迅速地傳給遠(yuǎn)方,在離地震發(fā)生比較遠(yuǎn)的地方,收到警報(bào)時(shí)地震波還未到達(dá),這時(shí)采取緊急措施逃生和關(guān)閉電、氣、水等生命線設(shè)施,地鐵、高鐵減速等等,可以減少損失,避免次生災(zāi)害(圖2)。
圖2 日本3·11地震造成高速公路破壞(a)、煤氣泄漏(b)、鐵路破壞(c)和山體滑坡(d)等嚴(yán)重災(zāi)害
地震預(yù)警技術(shù)從原理上就存在“預(yù)警盲區(qū)”。在收到預(yù)警信息前,有一段時(shí)間是用來(lái)處理初至P波信息進(jìn)行定位、地震強(qiáng)度計(jì)算和信息發(fā)布的。這段時(shí)間是不能發(fā)出預(yù)警信息的,這段時(shí)間對(duì)應(yīng)的S波傳播的距離,我們稱之為盲區(qū),即地震警報(bào)到達(dá)該地區(qū)時(shí),地震波已經(jīng)到達(dá)或已經(jīng)過去。換句話說警報(bào)收到時(shí),已經(jīng)沒用了[2]。
圖3 單臺(tái)地震預(yù)警理想盲區(qū)示意圖
為什么會(huì)有這樣的現(xiàn)象出現(xiàn)呢?這里有兩個(gè)原因,一是地震是有深度的,一般來(lái)說大地震,淺源地震多發(fā)生在10~20km深,地震發(fā)生后地震波向各個(gè)方向傳播,到達(dá)地面的地震臺(tái)站需要時(shí)間。二是地震臺(tái)站接收到地震信號(hào)后要進(jìn)行處理確認(rèn)是大地震才能發(fā)出警報(bào),這也需要時(shí)間。圖3是一個(gè)地震臺(tái)接收到地震波后最理想的盲區(qū)示意圖,所謂最理想就是這個(gè)地震臺(tái)正好在地震的上方,也就是在震中位置。假設(shè)地震發(fā)生在12km深,地震縱波傳到地面地震臺(tái)約需2s,地震臺(tái)收到地震波進(jìn)行判定是地震的處理,這是“秒級(jí)處理”技術(shù),因?yàn)槎?s地震縱波就多走了6km,目前最高水平需要使用3s地震波。這樣在上圖的情況下,加起來(lái)5s中發(fā)出地震警報(bào),這時(shí)地震縱波已經(jīng)走了30km左右,地震橫波也已經(jīng)走了20km左右,這就是縱波和橫波的預(yù)警(警報(bào))盲區(qū),或稱P波和S波預(yù)警(警報(bào))盲區(qū)。
如前所述,S波是大地震破壞的元兇,預(yù)警盲區(qū)實(shí)際是S波預(yù)警盲區(qū)。上述的預(yù)警盲區(qū)是一個(gè)理想或者極端的例子,假設(shè)了地震發(fā)生在10km左右深,臺(tái)站就在震中,判別地震只用了3s(據(jù)說是當(dāng)前最高水平),可以看出地震預(yù)警盲區(qū)就是20km左右。這意味著,地震預(yù)警技術(shù)本身在原理上就有一個(gè)不可避免的盲區(qū),在預(yù)警盲區(qū)地震報(bào)警基本上是沒有什么效果的,因?yàn)樵诿^(qū)內(nèi)的人們收到預(yù)警(警報(bào))信息時(shí)地震波已經(jīng)過去了!實(shí)際上預(yù)警技術(shù)非常復(fù)雜,往往不是一個(gè)地震臺(tái)就可以準(zhǔn)確判斷,需要一個(gè)密度足夠的地震臺(tái)網(wǎng)。僅用地震波初始的幾秒鐘來(lái)判斷是否地震,還很不成熟。這樣處理時(shí)間就會(huì)更長(zhǎng),預(yù)警盲區(qū)就會(huì)更大。圖4從技術(shù)系統(tǒng)角度描繪了盲區(qū)的客觀存在。實(shí)際上,預(yù)警盲區(qū)要比理論大一些,因?yàn)槿嗽诓榭葱畔⒆龀龇磻?yīng)過程中,地震的破壞還在發(fā)生,距離震中越近,盲區(qū)越近,獲益時(shí)間越少[3]。
圖4 地震預(yù)警系統(tǒng)的工作原理示意圖
地震預(yù)警最關(guān)鍵技術(shù)是快速判斷地震技術(shù)[4]。這是個(gè)非常復(fù)雜的技術(shù),其復(fù)雜的原因有二,一是需要在地震臺(tái)一收到地震信號(hào)后,“立即”判斷是地震,即前面說“秒級(jí)處理”技術(shù),最好是1、2s。這是極其困難的,因?yàn)槌R?guī)快速處理一個(gè)地震(稱為地震速報(bào))需要一個(gè)地震臺(tái)網(wǎng),在整個(gè)地震波記錄完整(包括接收到P波、S波及其他震相)和掃過地震臺(tái)網(wǎng)后,獲得完整數(shù)據(jù)后進(jìn)行處理。這里最大的問題是地震初動(dòng)震相的識(shí)別,即使用計(jì)算機(jī),最快也需要幾分鐘時(shí)間才能確定地震參數(shù),而且有時(shí)還會(huì)出現(xiàn)錯(cuò)誤。這種處理完全是根據(jù)地震波傳播原理確定的可靠的方法??墒沁@種方法對(duì)于地震預(yù)警是沒有用的。
因此,地震預(yù)警技術(shù)的發(fā)展必須研發(fā)“快速判斷地震”的技術(shù),也就是要在地震臺(tái)收到地震波以后幾秒鐘就能快速判斷:① 是地震,不是其他干擾(人為在地震臺(tái)附近的走跳、車輛、爆破、雷電等等);② 是大地震,不是小地震;③ 地震位置;④地震震級(jí)或在震中區(qū)域的烈度。目前這個(gè)技術(shù)主要建立在大地震產(chǎn)生的P波周期比較大,可以初略估計(jì)地震的大小,同時(shí)也發(fā)現(xiàn)可以使用P波的形狀估計(jì)地震發(fā)生的距離的經(jīng)驗(yàn)和統(tǒng)計(jì)基礎(chǔ)上的方法。這些方法不像傳統(tǒng)的地震測(cè)定方法那樣具有明確的物理基礎(chǔ),第一次結(jié)果快,可能會(huì)出現(xiàn)很大的誤差甚至錯(cuò)誤。比如,2013年2月19日云南巧家ML4.9級(jí)地震的預(yù)警,地震6s后就發(fā)出第一報(bào),應(yīng)該說是高水平的警報(bào)了,可是震級(jí)只報(bào)了3級(jí),顯然誤差很大。同樣日本“3·11”MW9.0級(jí)地震的預(yù)警第一報(bào)震級(jí)為4級(jí),與真實(shí)震級(jí)相差甚遠(yuǎn)。因此全球各種地震預(yù)警的警報(bào)都是采用多報(bào)形式,例如日本“3·11”地震預(yù)警,就報(bào)了15報(bào),第15報(bào)震級(jí)為8.1,烈度為日本7度表中的六度弱。當(dāng)然第15報(bào)已經(jīng)是第一個(gè)臺(tái)站收到P波117s以后了(地震發(fā)生130多秒以后),預(yù)警盲區(qū)已經(jīng)500km了,幾乎對(duì)于災(zāi)區(qū)沒什么作用了。這說明目前用P波前幾秒判斷是大地震的方法本身就不穩(wěn)定。盡管地震預(yù)警要求這些參數(shù)不像地震速報(bào)那樣精確,但是也應(yīng)控制在一定范圍內(nèi),這方面技術(shù)還需發(fā)展。地震警報(bào)的實(shí)質(zhì)就是與S波賽跑,最大限度縮小地震盲區(qū)范圍,最大限度降低地震災(zāi)害和次生災(zāi)害。
綜上所述,第一報(bào)是地震預(yù)警的關(guān)鍵[5],因?yàn)槊窟t報(bào)1s就意味著盲區(qū)半徑增加4km,目前絕大多數(shù)預(yù)警系統(tǒng)不敢采取單臺(tái)發(fā)出第一報(bào),因?yàn)閱闻_(tái)誤報(bào)和錯(cuò)報(bào)率可能會(huì)很高。成都高新減災(zāi)所的預(yù)警臺(tái)網(wǎng)基本上10km一個(gè)臺(tái),為了保證不誤觸發(fā),一般第一報(bào)都采用至少兩個(gè)地震臺(tái)。但是第一報(bào)的震級(jí)誤差基本是地震越大,誤差就越大,誤差可達(dá)50%。成都高新所“4·20蘆山7.0級(jí)地震”預(yù)警(對(duì)于此地震成都震中距為112km,成都地區(qū)烈度為4度;據(jù)國(guó)家地震臺(tái)網(wǎng)測(cè)點(diǎn)發(fā)震時(shí)間為8時(shí)2分46秒;S波到達(dá)成都時(shí)間為8時(shí)3分16.5秒)情況如下(據(jù)成都高新減災(zāi)研究所微博發(fā)布資料):
第一報(bào):成都提前28秒收到四川蘆山8時(shí)2分48秒4.3級(jí)地震的預(yù)警信息,預(yù)計(jì)成都烈度1.6度。2013-04-20 08:02:53發(fā)出。
第二報(bào):成都提前26秒收到四川蘆山8時(shí)2分48秒4.7級(jí)地震的預(yù)警信息,預(yù)計(jì)成都烈度2.3度。2013-04-20 08:02:55發(fā)出。
第三報(bào):成都提前24秒收到四川蘆山8時(shí)2分48秒5.5級(jí)地震的預(yù)警信息,預(yù)計(jì)成都烈度3.3度。2013-04-20 08:02:57發(fā)出。
第四報(bào):成都提前23秒收到四川蘆山8時(shí)2分48秒6.1級(jí)地震的預(yù)警信息,預(yù)計(jì)成都烈度4.1度。2013-04-20 08:02:58發(fā)出。
第五報(bào):成都提前22秒收到四川蘆山8時(shí)2分48秒6.2級(jí)地震的預(yù)警信息,預(yù)計(jì)成都烈度4.2度。2013-04-20 08:02:59發(fā)出。
第六報(bào):成都提前19秒收到四川蘆山8時(shí)2分48秒6.4級(jí)地震的預(yù)警信息,預(yù)計(jì)成都烈度4.5度。2013-04-20 08:03:02發(fā)出。
第七報(bào):成都提前10秒收到四川蘆山8時(shí)2分48秒6.3級(jí)地震的預(yù)警信息,預(yù)計(jì)成都烈度4.4度。2013-04-20 08:03:11發(fā)出。
第八報(bào):成都提前9秒收到四川蘆山8時(shí)2分48秒6.4級(jí)地震的預(yù)警信息,預(yù)計(jì)成都烈度4.5度。2013-04-20 08:03:12發(fā)出。
這就給我們提出了兩個(gè)問題,一是如何提高第一報(bào)震級(jí)的準(zhǔn)確率,這給預(yù)警秒級(jí)處理技術(shù)研究和創(chuàng)新提出了一個(gè)重要課題。二是目前如何辦?一個(gè)辦法是向公眾發(fā)布預(yù)警信號(hào)不采用第一報(bào),而是采用第三或第四報(bào),這樣預(yù)警盲區(qū)就必然擴(kuò)大,比如雅安城區(qū)(距震中33km)采用第一報(bào)可以有3s預(yù)警時(shí)間,而采用第三報(bào)就沒有了。所以,在目前技術(shù)水平和能力狀況下,可以不拘泥苛求第一報(bào)震級(jí)和烈度的精度,應(yīng)該發(fā)出地震預(yù)警的警報(bào)。實(shí)際上公眾在收到預(yù)警的警報(bào)時(shí)并不會(huì)先看預(yù)警的震級(jí),而是有地震警報(bào)就立刻采取應(yīng)急避險(xiǎn)措施。當(dāng)然應(yīng)該在現(xiàn)有技術(shù)的基礎(chǔ)上,加強(qiáng)第一報(bào)地震震級(jí)準(zhǔn)確率的研究和開發(fā)是必要的,爭(zhēng)取有所突破。
另一個(gè)值得探討的問題是預(yù)警效果問題。如上所述,成都地區(qū)盡管得到了初報(bào)二十幾秒和最后數(shù)秒的預(yù)警時(shí)間,但成都烈度不到5度,是預(yù)警意義不大的地區(qū),而極震區(qū)破裂尺度30多千米,是急需預(yù)警的地區(qū)。由于盲區(qū)的存在,極震區(qū)預(yù)警目前得不到有效預(yù)警。從預(yù)警的實(shí)際意義來(lái)講,研發(fā)極震區(qū)和次極震區(qū)地震預(yù)警(烈度7度以上區(qū)域),更具有防震減災(zāi)實(shí)用效果[6]。
地震破裂帶的長(zhǎng)度是和震級(jí)有關(guān)的(見表1),一般來(lái)說,5級(jí)地震為1~3km,6級(jí)為10~20km;7級(jí)為30~80km;8級(jí)為100~300km;9級(jí)為300~1 000km。如上述分析如果地震預(yù)警20km盲區(qū),就意味著盲區(qū)直徑為40km,這可能就相當(dāng)7級(jí)地震的破裂帶長(zhǎng)度,一般來(lái)說也就是烈度最大的區(qū)域,也就是可能受地震災(zāi)害最大的區(qū)域??梢姷卣痤A(yù)警對(duì)于大地震時(shí)盲區(qū)以外的地震破壞是可以起作用的,而對(duì)烈度最強(qiáng)的地區(qū)的地震破壞作用有限。同時(shí)可以看出地震預(yù)警對(duì)于小地震作用不大,對(duì)于大于7級(jí)以上的地震的盲區(qū)以外的地區(qū)的地震破壞具有減災(zāi)作用,籠統(tǒng)地說地震預(yù)警可以減輕地震災(zāi)
表1 震級(jí)M、斷層長(zhǎng)度L(km)、滑動(dòng)量DO(m)、卓越周期T(s)與地震矩MO的關(guān)系
如上所說,地震預(yù)警對(duì)于地震的破壞減輕作用是有限的,但凡是大地震必然有兩種現(xiàn)象必須重視,一是地震的烈度異常區(qū)域,例如唐山大地震時(shí)的天津?qū)幒?,北京的通州。二是凡大地震必然引起次生?zāi)害,例如汶川大地震引起了巨大山體滑坡,日本3·11地震引起巨大海嘯,日本京都大地震引起火災(zāi)等。因此,大地震和巨災(zāi)都是連接在一起的,這些次生災(zāi)害都是由地震引起的,其發(fā)生時(shí)間往往滯后地震的強(qiáng)大震動(dòng),就是地震造成的振動(dòng)和地基液化引起的房屋破壞和倒塌,也要滯后于地震波到達(dá)。當(dāng)然烈度異常區(qū)域往往是距震中區(qū)域有一定距離。因此,地震預(yù)警對(duì)于這些災(zāi)害的緊急避險(xiǎn)還是有相當(dāng)作用的。即使是在地震預(yù)警盲區(qū)內(nèi),也會(huì)發(fā)揮一定的作用。另外地震預(yù)警對(duì)于生命線設(shè)施的緊急處置也是有作用的。即使在地震預(yù)警盲區(qū),得到地震警報(bào)時(shí),地震波已經(jīng)到達(dá)和過去,但是對(duì)于水電氣這樣的生命線設(shè)施的積極處置還是有很大作用的,這樣地震警報(bào)信號(hào)是在地震后幾秒或十幾秒發(fā)出的,是目前最快的地震報(bào)警,對(duì)于生命線設(shè)施采取緊急處置,避免進(jìn)一步產(chǎn)生水、電、氣的次生災(zāi)害有很大的作用[7]。
地震預(yù)警技術(shù)發(fā)展到今天,有它的過程:最先的地震警報(bào)系統(tǒng)就是利用P波和S波時(shí)間差采取避險(xiǎn)和處置,唐山地震時(shí)民間使用一個(gè)倒立的瓶子放在臉盆里,在地震發(fā)生后P波先到而且是上下振動(dòng),很容易將瓶子振倒,給人們提醒。目前的水、氣、電的強(qiáng)震緊急處置基本上很多都是當(dāng)振動(dòng)達(dá)到一個(gè)閾值后采取措施的。P和S波時(shí)間差預(yù)警對(duì)于盲區(qū)的緊急避險(xiǎn)和處置使用有其實(shí)際應(yīng)用效果。所以將P和S波時(shí)間差預(yù)警和S波緊急處置納入地震預(yù)警系統(tǒng)是十分必要的,為地震多發(fā)地區(qū)公眾和設(shè)施安裝相應(yīng)的設(shè)備,是減輕地震災(zāi)害的重要環(huán)節(jié)[8-9]。
鑒于地震預(yù)警技術(shù)的現(xiàn)狀,我們不能對(duì)地震預(yù)警“求全責(zé)備”。日本氣象廳在2007年10月1日發(fā)布地震預(yù)警系統(tǒng)投入使用時(shí)就明確指出,由于地震預(yù)警技術(shù)本身和地震臺(tái)站環(huán)境的問題,包括其他震動(dòng)的干擾、雷電干擾、儀器設(shè)備故障、地震判定技術(shù)的復(fù)雜,地震預(yù)警可能會(huì)出現(xiàn)漏、誤、錯(cuò)報(bào)的情況。因此,地震預(yù)警的確認(rèn)和解除功能就非常重要,應(yīng)該成為地震預(yù)警系統(tǒng)的重要組成部分之一。例如,當(dāng)昭通(昭通烈度為2度)公眾收到巧家地震(距昭通92km,巧家地震烈度為6度弱)警報(bào)信號(hào)時(shí)(見成都高新減災(zāi)研究所-新浪微博),并沒有注意第一報(bào)的震級(jí)是多少,就已經(jīng)采取了避險(xiǎn)措施,地震過后到底是發(fā)生地震了沒有,地震有多大都是當(dāng)?shù)毓姾皖I(lǐng)導(dǎo)關(guān)心的問題。這時(shí)地震臺(tái)網(wǎng)的正式地震速報(bào)就起了決定的作用:確實(shí)發(fā)生了地震,而且是4.9級(jí),不是3級(jí)。無(wú)疑對(duì)于安定民心起到重要作用。如果巧家地震發(fā)生在高鐵沿線,在地震警報(bào)第一報(bào)時(shí),全線可立即采取了減速行車的措施,如果在幾分鐘后確定的地震參數(shù)只有4.9級(jí),而且距離較遠(yuǎn),根據(jù)高鐵地震預(yù)案,不會(huì)有影響,高鐵可以立即恢復(fù)運(yùn)行。這種解除是非常重要的,它對(duì)于確認(rèn)地震和解除預(yù)警漏誤錯(cuò)報(bào),減少損失作用巨大。我國(guó)有著非常先進(jìn)的大地震速報(bào)系統(tǒng),目前自動(dòng)地震速報(bào)可以在數(shù)分鐘完成,它對(duì)于地震預(yù)警的確認(rèn)和解除是非常重要的。因此,地震的確認(rèn)和警報(bào)的解除應(yīng)該正式列為地震預(yù)警的一個(gè)組成部分。
福建省地震局局長(zhǎng)金星說:要建成一套有效的地震預(yù)警系統(tǒng)需要具備以下條件:一是高密度的地震臺(tái)網(wǎng):每20~30km一臺(tái)(實(shí)際上應(yīng)該做到10km 一個(gè)臺(tái) 本文作者注);二是好的處理系統(tǒng):利用臺(tái)網(wǎng)捕捉的信息迅速定位、計(jì)算震級(jí);三是完善的發(fā)布系統(tǒng):將預(yù)警信息迅速傳遞到電視、電臺(tái)、手機(jī)、網(wǎng)絡(luò)等公共平臺(tái);四是健全的法律法規(guī)保障:使整個(gè)系統(tǒng)能有效運(yùn)作。概括的說就是“測(cè)得到”、“定得準(zhǔn)”、“傳得出”、“用得好”。這4個(gè)方面其實(shí)只是對(duì)地震部門的要求。我們說地震預(yù)警是個(gè)復(fù)雜的社會(huì)工程,就是地震預(yù)警工程不是單靠地震部門,需要全社會(huì)的參與,包括所有的行業(yè)和部門,關(guān)系到每一個(gè)人。
如前所述,地震預(yù)警就是地震警報(bào),對(duì)于這樣的警報(bào),各種人群、各個(gè)領(lǐng)域、各個(gè)行業(yè)的容忍度,是不一樣的。例如,一般公眾只要收到預(yù)警就會(huì)采取行動(dòng),并不關(guān)心預(yù)警的準(zhǔn)確性,反正不造成損失就好,有損失我人已經(jīng)躲避了。這說明公眾對(duì)地震預(yù)警有較大的容忍度;再如高鐵,接收到地震預(yù)警信息,就采取措施,先減速。但高鐵希望在1~2分鐘里確認(rèn)是大地震還是小地震或者誤報(bào)?高鐵可以立刻停車或恢復(fù)運(yùn)行,這說明高鐵是有一定容忍度的;而核電站不能有個(gè)預(yù)警就停止反應(yīng)堆,核電站要求必須是對(duì)其有威脅時(shí)報(bào)警。停了反應(yīng)堆,其恢復(fù)需要很長(zhǎng)時(shí)間,這些行業(yè)容忍度就低。
各行各業(yè)都收到同一個(gè)地震警報(bào),其采取的措施級(jí)別不同。誰(shuí)來(lái)管?自己管,都要參與,這就叫全社會(huì)參與。日本采取了市場(chǎng)化的方法,隨著地震預(yù)警的發(fā)展,出現(xiàn)了許多地震預(yù)警增值服務(wù)商。也有行業(yè)自己制定統(tǒng)一辦法的,像日本廣播協(xié)會(huì)(NHK)就專門根據(jù)地震警報(bào)信號(hào)開發(fā)了供本行業(yè)使用的地震預(yù)警接收和廣播電視發(fā)布系統(tǒng)。
只有全社會(huì)參與地震預(yù)警,才能使地震預(yù)警報(bào)系統(tǒng)發(fā)揮減災(zāi)作用。這就像戰(zhàn)爭(zhēng)中的防空警報(bào),地震部門是拉警報(bào)的,到哪里躲避、怎樣躲避,還要靠自己。
(作者電子信箱:張晁軍:zhangchaojun@seis.a(chǎn)c.cn)
[1]Kanamori H.Real-time earthquake damage mitigation measures.Earthquake Early Warning System.Springer,2007:1-8
[2]Allen R M.The elarms earthquake early warning methodology and application across california.Earthquake Early Warning System.Springer,2007:22-43
[3]Kanamori H.Real-time seismology and earthquake damage mitigation.Annual Review of Earth and Planetary Sciences,2005,33:5.1-5.20
[4]Grasso V F,Beck J L,Manfredi G.Seismic Early Warning Systems:Procedure for Automated Decision Making.Earthquake Early Warning System.Springer,2007:179-209
[5]Gasparini P,Manfredi G,Zschau J.The preface.Earthquake Early Warning System.Springer,2007
[6]Zhang Chaojun,Li Weidong,Li Dahui,et al.Early estimation of epicenter seismic intensities according to co-seismic deformation.Geofísica internacional,2010,49(2):107-112
[7]Nakamura Y,Saita J.UrEDAS,the earthquake warning system:today and tomorrow.Earthquake Early Warning System.Springer,2007:249-283
[8]趙紀(jì)東,張志強(qiáng).地震預(yù)警系統(tǒng)的發(fā)展應(yīng)用及啟示.地質(zhì)通報(bào),2009,28(4):456-462
[9]朱福祥,郭迅,李山有,等.重大工程地震預(yù)警初步研究.世界地震工程,2002,18(3):32-36