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中国地震预警系统为何难产:被误读的日本10秒预警
日期:3/11/2011 来源:网易 作者:网易

中国地震预警系统为何难产:被误读的日本10秒预警(多图)

  3月10日云南盈江地震(专题)发生后,曾有人称地震(专题)前10秒日本提前发出了预警。从技术上讲,一个国家对他国地震(专题)发出预警并不现实,这显然是对日本"10秒预警"系统的一种误读。无可否认的是,位于环太平洋地震带上的日本、墨西哥、中国台湾和美国加州等国家地区,都建立起了一套自己的地震预警系统,而中国大陆在这套系统的建设上仍是一片空白。

  地震难预报但可预警  

  地震预报在全球范围内还是一大难题,但无法预报不代表不能预警。二者的区别在于:地震预报是对尚未发生、但有可能发生的地震事件事先发出通告;而“地震预警”是指突发性大震已发生、抢在严重灾害尚未形成之前发出警告并采取措施的行动,也称作“震时预警”。 

  
中国地震预警系统为何难产:被误读的日本10秒预警(多图)


  由于纵波和横波的传播速度不同,地震波从震源到达震中和城市的时间也各不相同,为地震预警提供了条件。

  
中国地震预警系统为何难产:被误读的日本10秒预警(多图)


  地震预警系统可以起到的积极作用。


  10秒预警:跟地震波赛跑

  当地震发生后,其能量会以两种波的形式释放出来:一种是纵波,速度快但是破坏能力小;另外一种是横波,其传播速度较慢,但破坏力巨大,是造成灾难的最主要原因。纵波传播速度约为每秒6 千米,横波则大约为每秒3.3千米,根据震源位置的不同,横波会延后一定到达地表。深入地下的地震探测仪器在检测到纵波后会立即传给计算机,在计算出震级、烈度、震源、震中位置后,地震预警系统将抢先在横波到达城市前通过电视和广播发出警报。由于电磁波比地震波传播得更快,预警甚至可能赶在纵波到达城市之前发出。考虑到城市离震中位置的差异,预警时间通常在几秒到十几秒之间不等,因此这种预警又被称为“10秒预警”。地震预警更像是一场和地震波的“赛跑”,在地震波尚未到达时,提醒人们做好防护准备。

  预警时间最多30秒,疏散人群时间充裕 

  在地震预警系统争取来的这段时间内,人们可以通过停止高速列车、从电梯撤离、终止或保护关键仪器和设备、将人员撤离到安全地带等措施,避免人员伤亡和财产损失。日本“紧急地震速报系统”的研究者之一的中村洋光所说,“在地震袭来之前,10秒对于人们完成自我保护工作来说是非常充裕的时间。” 同时预警系统的原理决定了地震预警系统能够提供的应急时间存在上限。美国一项针对地震预警系统的研究表明,系统对于不到一半的地震,能够提供10秒以上的预警时间;对于绝大多数地震,能够提供的有效预警时间不超过30秒。 

  预警尚不完美:加强房屋抗震仍是关键

  预警系统也存在一定的缺陷:越是接近震中,能提供预警的时间就越短;离震中越远,提供的预警时间越长,但意义也随之削弱。日本也在其预警系统的宣传手册中就提到,如果您距离震中太近,预警信息和地震波可能同时到达。另外,地震预警因为求“快”,对地震大小、震源等信息的判断不一定完全准确。因此,对于地震预警的作用,学界仍保留一定的意见。从长远看,加强房屋抗震设计、普及避震常识,是更有效的抗震自救之道。 

  地震预警在多国成潮流  

  经过地震学100多年的发展,现在基于实时地震监测台网建立地震预警系统和地震应急控制系统在国际上已形成潮流,墨西哥、台北、伊斯坦布尔等城市,日本铁路新干线、日本东京煤气公司、台湾大台北煤气公司、立陶宛的核电站等均建立了地震预警系统或地震应急控制系统。

  
中国地震预警系统为何难产:被误读的日本10秒预警(多图)


  日本气象厅的地震预警图示。

  
中国地震预警系统为何难产:被误读的日本10秒预警(多图)


  台湾地区的地震预警观测网络。


  日本最早建立地震预警系统:死亡人数可减少80%

  日本坐落在庞大的环太平洋地震带上,地震十分频繁,每年地震平均多达1500次以上,日平均地震发生率在4次以上。因此日本是世界上最早建立实时地震预警系统的国家。早在上世纪80年代,日本铁道技术研究所已建立了世界上第一个实用的地震预警系统。而世界上第一个真正意义的全国性地震预警系统,也由日本人建立,并于2004年8月1日开始试运行。日本东京大学地震研究院的目黑公郎教授曾经通过模拟一次想象中的东海大地震,来评估地震预警系统的作用,研究结论显示,在地震预警100%普及的情况下,死亡人数能够减少80%。

  2008年6月14日,日本东北部的岩手县和宫城县等地发生里氏7.2级地震,日本气象厅在此次地震中,在部分区域实现了由电视等媒体发布的地震预警,气象厅在8点43分51秒预测到地震,3秒后即在电视上发表地震预报:预计4秒后将发生5级地震。此时震中地点已经开始摇晃,而距离震中30公里以外的地方在地震摇晃发生之前十多秒得到了地震预警。这次地震仅造成7人死亡、200多人受伤,如此低的伤亡率很大程度上得益于日本气象厅及时发布地震预警。

  美国加州建地震预警网络:让学校孩子迅速躲避

  在美国,地震预警系统也已在加利福尼亚州投入使用,加州南部著名度假旅游胜地棕榈泉附近,预计有120个地点都将安装这种预警系统,其目的就是监测地震以留给人们得已躲避和逃离的机会,使消防队员有时间将救火设施移出房外。该系统可与其他设施相联,地震一旦发生,消防站大门即可自动开启,城市的水、汽阀门将自动关闭,医院的自动发电器开始运转,最主要的是能够使学校的孩子们迅速躲避。目前在科切拉谷地安装的12台感知器都与消防站相联,并将很快与该地区的所有学校建立网络连接,接下来还要与医院,私人公司甚至市民家里建立联系。

  中国地震预警为何难产  

  中国虽然是个多地震国家,由地震造成的人员伤亡与经济损失巨大,但除大亚湾核电站建立了一个由地震监测网络和人工决策相结合的地震预警系统外,中国尚未自主建设过其他重大工程地震预警系统,有关研究工作也仅是刚刚在个别高校和研究所兴起。尽管地震预警在国外已有近50年的实践历史,但在中国无论从理论还是实践上都是一片空白。

  
中国地震预警系统为何难产:被误读的日本10秒预警(多图)


  中国国家级地震台站分布图,共148个(含境外4个) 来源:中国地震网

  
中国地震预警系统为何难产:被误读的日本10秒预警(多图)


  美国地质调查局(USGS)网站上24小时实时更新全球各地地震的详细数据,并提供Google Earth的地标文件下载。


  中国仅有1500多个地震监测站,不到日本1/3

  日本之所以能够建立一个现代化的地震预警系统,其中最重要的一点,要归功于日本高密度的地震监测体系。在日本国土范围内,日本气象厅有200个实时处理的台站,而日本防灾科学技术研究所有一个由800个高敏感度地震仪构成的实时台网,平均台站间隔大约是25公里。此外,日本还有4500个地震烈度观测站。中国要建立预警系统,地震监测台站密度还远远不够。汶川大地震期间,全国仅有1500多个监测台站。

  汶川地震5分钟才确定地震位置和强度,欠缺地震预警技术

  在中国,地震发生后,只能用到近震源有限台站的初期信息来确定地震基本参数,并实时预测尚未到达的破坏性地震波的强弱。信息的有限性会影响地震事件自动判别的可靠性和地震基本参数的测定的准确性。有相关报道称,汶川地震发生后,国家地震监测部门在5分钟左右确定了地震位置及强度,十几分钟后上报地震信息。而在地震发生十几分钟后,地震面波基本上已经离开中国,所有的地震直接灾害及影响已经形成,达不到地震预警的效果。而确定地震何时结束、何地结束及通过地震破裂模型评估地震灾害,做出地震震动图,则是地震一天后的事情了。

  西部地震多发地区缺乏建设地震预警系统的经济动力

  地震预警系统由于整合度高,对地震台站密度有要求且需要长期不间断运作,其部署成本并不低廉,对当地可能有一个长期的经济压力。日本,台湾均为整体设防,因为他们需要防御的总面积偏小,美国的地震预警系统主要也是针对旧金山周边区域。这些防御区域经济相对发达,高科技产业密集,人口密度大,长期预警的经济社会价值可观。中国地震带分布十分广泛,经济发展不平衡,目前地震监测网络主要集中在首都圈,中国西部地区建造地震预警系统的经济动力不足,但西部地区却是地震高发区,地震造成的灾害也更大。 

  地震预警系统已被实践证明是一套有效的避震措施,但这远远不够,房屋的抗震能力、平时自救常识的普及都会对地震的后果造成影响。地震预警不能光靠仪器设备,更需要人们的防震抗震观念和对生命的敬畏之心。

 




日本緊急地震速報系統厲害!

自今天下午日本太平洋沿岸(東北地方太平洋沖)8.8級大地震發生以來,一直在看NHK的直播,看見「日本觀察史上最大級」地震的威力,輪船、汽車、房屋被海嘯捲走及貯油槽大火的畫面,令人震驚及難過,相信死難者數以千計。這次親自見證日本聞名的即時地震信息系統(緊急地震速報),竟可在地震發生前約30秒,透過電視、電台及手機發出避難警告,結果全部言中。






不要小看這30秒,人們可逃往空曠地方或找躲在檯下,新幹線、電車及地鐵馬上停止運行,飛機停升降及關閉水閘等。日本預報海嘯的系統也一流,連幾時幾分到達,波浪高度也可預知。






附录1
 
我在《写在汶川5.12大地震后》一文里写到:预报地震,"是否可以像美国人反恐防恐一样,根据有关信息的把握程度,把警报分成不同的级别?让人们既有一定的思想准备,又不致于日坐愁城,终日恐慌。"事实上,美国、日本正是这样做的。美国地质调查局(USGS)利用其掌握的有限知识,建立预测模型,算出每个地点未来24小时内发生各级地震的概率,然后用不同颜色代表概率值并投影到地图上,获得一组概率分布图。在USGS官方网站上,民众可以实时查看他所关心地区的地震概率分布,并自行决定该如何行动。日本地震调查研究推进本部有"地震动预测地图",用不同颜色标注全国各地今后30年内发生不同级别地震的概率。要查询某一地区发生地震的概率,可通过放大或缩小地图查询。通过发布"地震动预测地图",提高全民防灾意识,为采取有效防灾措施提供基础数据。 
 
--摘自胡平:从5.12地震漏报看中国地震预报机制(2008年7月号北京之春)
 

附录2

加藤嘉一:日本人这样跟地震打交道


  按:日本今日发生8.9地震,重发加藤嘉一2010年4月24日在《新京报》上介绍日本人与地震打交道的经验。

 


2011年3月11日, 日本东北部发生8.9级强震


  我是日本伊豆人,伊豆半岛是自然灾害最频繁的地方之一。对我来说,地震、台风、洪水、火山等自然灾害只是意味着平常,把它们视为一辈子要打交道的“朋友”,而不是“敌人”。地震是常态,而不是非常态,没有人没经历过地震。


  疏忽建筑质量者是全民的敌人


  日本国民对地震极为敏感,还是比较习惯“与地震打交道”的。“如何与自然和谐共处”,对任何时代或地区来说是个永恒课题。日本不例外,中国不例外。


  日本政府对每一处建筑物制定了明确的抗震标准。倘若一个建筑不符合或不及格其标准,它不能存在。比如,建筑是最容易造成“政商勾结”的行业,假如平时给政治人物提供政治献金的建筑业老板,做的写字楼没达到抗震标准,政治人物又偷偷容忍了其失误,或故意装糊涂,被媒体曝光后,我100%相信,这届内阁要垮台了。


  别说政治人物,在人口极端密集的东京,如果有建筑设计师把工作做得不恰当,有疏忽,就立刻会被媒体批评,他随后的生存环境就恶化到底,成为全民的敌人。天经地义,对生活在“地震大国”的日本国民来说,建筑有多大耐心是牵涉生死的大事。建筑无小事。媒体针对建筑的监督相当严格,其力度并不亚于针对政治人物丑闻或官僚腐败的批判。


  收视率最高的节目往往是天气预报,地震预报则是其中重要环节。2008年6月14日栗原发生地震前,日本地震局提前10秒做出了预警,并在公共电视台NHK中播出,挽救了无数人的生命。


  在地震预警上有两方面的特征:一、定期预警地震,虽有时不准或漏报,但整体上令人满意。据专家说,大的地震相对容易预测,小的比较困难;二、有了预警,还要及时向公众发布信息。比如栗原地震,从预警到播出只用6秒钟,这就要求地震部门和电视台配合非常默契。各大型公共场所都有专用的地震预报广播,比如大的商场超市,经常会播出“多少分钟后会发生×级地震,请大家迅速撤离”。所有日本人都很熟悉预警前固定的“提示音乐”。它与自己的生活和生命息息相关,此刻,人不可能不认真。


  抗震是“演习”出来的


  “预警”不过是冰山一角,更重要的是全民日常的安全教育。


  中国玉树地震发生后,中国媒体人向我咨询日本人是怎么搞预防、灾后重建和防灾教育的。我说:“其实很简单,做防震教育不要印很多教材,乱花纳税人的钱,只要各学校能坚持要求全体师生做好实际的演习训练即可,投入很少,回报很多,对师生们的帮助却很大。”


  日本的学校每个学期都必须搞一次避震演习。所有教师从学生时代起,就接受过很多次避震演习。因此,实际遇到地震时,他们知道该如何做,正确的步骤是什么。从小学一年级到高中三年级的12年下来,我们大概要接受30多次防灾训练,从未接触过任何有关灌输理论的教材。通过不断的演习,让我们明白了,在自然灾害发生时,人与人的协调与配合最为重要。


  演习时,首先应立刻戴上安全头套。所谓安全头套,就是平时凳子上的坐垫,但经过特殊设计,在发生晃动时,立刻将它扣到脑袋上,以保护头部。然后迅速躲藏到安全的地方,等晃动停止后,在老师的统一带领和班长的积极引导下,迅速离开教室。在那样的紧急时刻,日本人对秩序的尊重发挥到了极致,它是潜移默化而根深蒂固,不是简单依靠理论或一次性灌输性教育获得的。


  按政府规定,所有学校建筑物必须在楼外安装临时楼梯———非常楼梯,教室里要有紧急出口———非常口。哪个班走哪条线路,都事先规划好,以避免地震发生后出现拥堵、混乱、无序等状况,这样可以保证每个老师和学生都能迅速、安全地撤离。撤离后的师生,最后到一个固定的场所,学校操场或大广场等,按每一个班级排队,班长点名确认后,迅速汇报给班主任,班主任陆续汇报给副校长,副校长最后汇报给校长。


  家庭对灾害的准备也极为重要。虽然父母很少告诉我遇到地震该怎么做,但从他们日常行为和生活方式中,早就了解到应该如何应对地震,真的发生,该怎么做。


  重物一般不放在高处,而放在地上或柜子里。安装电灯要非常结实,需要定期确认,有问题就赶紧维修。家家都有“防灾袋”,我家每时每刻储备着两个防灾袋,里面的东西都很轻,以便一旦发生地震,拿起来就快跑。每个家庭防灾袋中的内容大同小异,其中的食物和水,都是能长时间储存的,水一般是易拉罐装,这样不容易变质。有的家还在防灾袋里放上肥皂等。


  大地震发生后,灾民住帐篷的情况比较少,大家都是到附近学校的体育馆中避难。这样人员相对集中,容易得到救援,食物和水也比较容易发放。比如,2007年7月16日发生的新潟大地震,许多失去家的受害者们在体育馆中度过了1个多月。


  日本有很多关于地震的博物馆、资料馆,教育机构让中小学生参观那些地方,告诉他们生命的宝贵、地震的历史、防震知识等。


  我建议,中国的每一所学校从小学开始,至少每学期进行一次防灾演习,至少要让学生知道假设发生地震,第一怎么做,要从哪儿出去等。现在,对中国百姓来说,地震已经不是陌生而遥远的概念了。


  “提前5分钟”行动吧!


  从两年前的汶川大地震(里氏8.0级),到刚刚发生的玉树大地震(里氏7.1级),时间流逝得如此之快。近年来,日本也发生了大地震,2008年6月 14日早晨,位于东北地方的宫城县栗原市发生了里氏7.2级地震;2008年7月24日半夜,地点又是属于东北地方的岩手县沿海北部遭到了大地震,里氏 6.8级,大约107人受伤。


  中日之间地震发生的状况及后果不能相提并论,国情不同,历史不同,认知不同。我只是想跨越国界,从比较平常的角度,寻找能否推广一些实用的应对方法。


  汶川地震发生后,我去了一趟四川。我发现,四川这个地方果然很富庶,生活很舒适。我跟成都的朋友聊天,他们平时更多考虑的是如何享受生活,之前从没想过会发生地震等牵涉生死的紧急事件,什么准备也没做。我没去过青海,但去过藏族集中居住的地区,包括拉萨。我发现,藏族朋友的生活节奏特别缓慢,没那么富裕,但以自己的传统享受生活,对牵涉生死的紧急事件,也没有避险的意识。


  日本的情况就不一样,我们从小到大都要在“地震随时有可能发生”的非常状况下经营生活,接受了12年的防灾教育。2008年在岩手县发生两次大地震后,当地朋友相当冷静地跟我说:“天天都地震,那两次不过大一点。”从日本人的眼光上看,岩手县相当偏远,生活方式相当休闲。但与四川等地方“闲度”,还是无法对比的。


  在家庭和学校里,日本人从小接受这样一个教育:和别人约会,必须提前5分钟到,坐在那里等别人来。而在中国,不守时的情况非常多,迟到5分钟算不上失礼。我来到北京后,按原来习惯提前出发,提前到达,北京堵车无处不在,要考虑许多不确定因素。然而,最近越来越觉得早到只能吃亏,因为合作伙伴不把守时当回事儿。


  不要小看约会早到5分钟,这其实就是一种态度:把任何事情都做在前面,遇到问题时你才不会慌张。一个人总是迟到5分钟,你只能等着事情来了再想办法,那样自然会遇到不确定性。很多外国人觉得中国很神秘,就是因为这种不确定性、随意性的因素太多,不利于提高中国人在国际社会上的形象。


  抗震救灾最终考验着的,还是国民素质的问题,包括如何尊重他人,如何与他人和谐相处,如何增加忧患意识……国民素质教育不是一天能完成的。不过,我诚恳建议,中国有关部门认真考虑,用力推行“13亿中国人提前5分钟大运动”。在任何平常或非常的场合,倘若人人都能早到5分钟,都能从未发生的角度去考虑事情,会避免很多伤亡。


  生命无小事。任何一个公民的伤亡都是国家大事,如果早做准备,就会挽救很多人的生命。对抗震这样极端紧张的事态来说,平时的积累极为重要。我做专业运动员时,教练每天都告诉我:“你在训练中做不到的事情,在比赛中也绝对做不到。”抗震救灾也是如此。


  栗原发生地震的那天晚上,我跟在伊豆生活的母亲通了电话,她说:“发生地震再正常不过,我们没有资格把它说成天灾。自然给人类赋予的恩惠太多,太多……重要的是尽量预防,减少灾后的损害。政府、媒体、国民都要全力配合,保持稳重。国民还是冷静的,不会引发什么动乱。东北地方的亲戚也没事,你不用担心。对了,四川怎么样?我更担心那边。日本政府应该好好把帐篷等物品提供给他们,参加救援……”


  本文刊登于《新京报》2010年4月24日



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