地震頻發(fā)，讓地震預(yù)警逐漸進(jìn)入人們的視野。2月20日，我國自主研發(fā)的地震預(yù)警系統(tǒng)對當(dāng)天在云南省巧家縣附近發(fā)生的4.9級地震成功預(yù)警，讓人們真正體會到地震預(yù)警系統(tǒng)得作用。
與地震波“賽跑”
地震預(yù)警，是指在地震發(fā)生后，利用地震波傳播速度小于電波傳播速度的特點(diǎn)，提前對地震波尚未到達(dá)的地方進(jìn)行預(yù)警。而與之容易混淆的地震預(yù)報則是對尚未發(fā)生、但可能發(fā)生的地震進(jìn)行事先推測，分為經(jīng)驗(yàn)預(yù)報和物理預(yù)報兩種。人們常說的“小震鬧，大震到”和“雞飛狗叫”就是經(jīng)驗(yàn)預(yù)報，目前已有的地震預(yù)報大多屬于此類。
一般來說，地震波的傳播速度是每秒幾公里，而電波的速度為每秒30萬公里。因此，如果能夠利用實(shí)時監(jiān)測臺網(wǎng)獲取的地震信息，以及對地震可能的破壞范圍和程度的快速評估結(jié)果，就有利用破壞性地震波到達(dá)之前的短暫時間發(fā)出預(yù)警。
1月20日發(fā)揮作用的地震預(yù)警系統(tǒng)則是指實(shí)現(xiàn)地震預(yù)警的配套設(shè)施。按照系統(tǒng)響應(yīng)的順序可包括：地震監(jiān)測臺網(wǎng)、地震參數(shù)快速判測系統(tǒng)、警報信息快速發(fā)布系統(tǒng)和預(yù)警信息接受終端。整套系統(tǒng)的特點(diǎn)是高度集成、實(shí)時監(jiān)控、飛速響應(yīng)，尤其是飛速響應(yīng)這一點(diǎn)至關(guān)重要。因?yàn)榈卣痤A(yù)警系統(tǒng)其實(shí)就是在和地震波賽跑，多跑贏一秒，就能多獲得一秒的應(yīng)對時間，用分秒必爭來形容最為恰當(dāng)不過。
當(dāng)?shù)卣鸢l(fā)生后，離震中最近的幾個預(yù)警臺站會陸續(xù)接收到地震信號，觸發(fā)地震參數(shù)快速判測系統(tǒng);在收到信號的幾秒至十幾秒內(nèi)，快速判測系統(tǒng)將估算出地震的發(fā)震時刻，發(fā)震位置，震源的類型和震級的大小;然后利用這些參數(shù)模擬出相關(guān)區(qū)域內(nèi)地面運(yùn)動的強(qiáng)烈程度;根據(jù)模擬的結(jié)果，搶在相應(yīng)地震波以前，向不同地區(qū)發(fā)出相應(yīng)的預(yù)警信息。[page]
預(yù)警能力尚有缺陷
部署地震預(yù)警系統(tǒng)，是一個整體的社會工程，并不是一個簡單的技術(shù)問題，需要綜合考慮科技因素、經(jīng)濟(jì)因素和社會因素。它的原理決定了地震預(yù)警系統(tǒng)能夠提供的應(yīng)急時間是有上限的。曾在美國舊金山灣區(qū)進(jìn)行的ElarmS地震預(yù)警系統(tǒng)表明，這套預(yù)警系統(tǒng)，對于不到一半的地震，能夠提供10秒以上的預(yù)警時間;對于絕大多數(shù)地震，能夠提供的有效預(yù)警時間不超過30秒。在幾秒至數(shù)十秒的時間內(nèi)，我們能夠采取什么樣的措施減少損傷?停止高速列車、從電梯撤離、終止或保護(hù)關(guān)鍵儀器和設(shè)備、人員撤離到安全地帶等等……我們可以做的很多，但是我們不能做的卻更多。
此外，預(yù)警系統(tǒng)面臨一個尷尬的規(guī)律：越是地面運(yùn)動強(qiáng)烈的極震區(qū)，能提供預(yù)警的時間就越短;對預(yù)警系統(tǒng)依賴越弱的地區(qū)，能提供的預(yù)警時間反而越長。再拿汶川地震舉兩個極端的例子：離震中不到20公里的映秀鎮(zhèn)，處于預(yù)警系統(tǒng)的響應(yīng)盲區(qū)，基本沒有可能獲得提前預(yù)警;而距離震中約1500公里的北京，可獲得大約3分鐘的提前預(yù)警，但又幾乎沒有意義。日本也在其預(yù)警系統(tǒng)的宣傳手冊中提到，如果您距離震中太近，預(yù)警信息和地震波可能同時到達(dá)。
除去這些天生的缺陷，預(yù)警系統(tǒng)在關(guān)鍵技術(shù)上還沒能做到十全十美，尤其是地震參數(shù)的快速判定。作為5個部署了地震預(yù)警系統(tǒng)的國家地區(qū)之一，日本的投入最大，性能也是最好的。然而2008年1月27日，日本時報(The Japan Times)一則標(biāo)題為“地震預(yù)警系統(tǒng)再次失效”的新聞，從一個側(cè)面反映出了地震預(yù)警系統(tǒng)的現(xiàn)狀。新聞中提到，預(yù)警系統(tǒng)對在日本海岸發(fā)生的震級為4.7級的地震并未發(fā)出預(yù)警信息，原因是快速判定的地面運(yùn)動強(qiáng)度為4級(根據(jù)日本烈度表)，低于警報閾值5級，而實(shí)際的地面運(yùn)動強(qiáng)度為7級。在6月14日里氏7.2級的地震中，預(yù)警系統(tǒng)雖然被即時觸發(fā)，但預(yù)估的震級為5.7級，仍遠(yuǎn)低于實(shí)際的7.2級。地震參數(shù)快速判定，難就難在一個“快”字上。對于一個5-6級的地震，震源的破裂過程會持續(xù)幾秒至十幾秒。而預(yù)警系統(tǒng)試圖利用前幾秒的地震波形，就預(yù)估出整個地震的大小，發(fā)震的位置，震源的性質(zhì)，進(jìn)而得出各個地區(qū)地面運(yùn)動的強(qiáng)烈程度。[page]
發(fā)揮功效還需社會配合
地震預(yù)警系統(tǒng)不僅需要先進(jìn)的科學(xué)技術(shù)，同時也是一個復(fù)雜的社會工程。但目前在中國，地震預(yù)警應(yīng)用標(biāo)準(zhǔn)和制度，甚至演練尤其缺乏。因此即使汶川大地震震區(qū)的人們，在震后得到了更多的地震教育，卻不能準(zhǔn)確地根據(jù)不同的地震信息采取相應(yīng)的措施。
2011年10月的一個晚上，家住六樓的體驗(yàn)者何曾建正在家里看電視，突然手機(jī)提醒20秒后將有5級地震，他立即關(guān)掉電視電源，打開防盜門，坐下來“傻傻地”等待。20秒后，地震來了，他緊緊盯著樓頂原有的裂縫，隨時準(zhǔn)備以演練時的十幾秒的速度跑到1樓，但妻子正抱著9歲的女兒坐在沙發(fā)上。“8級大地震都經(jīng)歷了，余震太多了，都疲勞了。”他說。
地震預(yù)警的應(yīng)用標(biāo)準(zhǔn)和制度建設(shè)的滯后，也制約了減災(zāi)所研制的預(yù)警系統(tǒng)的廣泛應(yīng)用。如雙河中學(xué)擔(dān)心預(yù)警撤離會帶來安全事故，因此在2011年12月6日關(guān)閉了該系統(tǒng)。“我們現(xiàn)在還在思考要不要再開啟系統(tǒng)。”教導(dǎo)主任郭天茂表達(dá)了校方的猶豫。
青川縣防震減災(zāi)局計劃依靠減災(zāi)所的技術(shù)建立預(yù)警網(wǎng)絡(luò)。“但即使建成了，也只會為政府決策做依據(jù)。如果法律上沒有免責(zé)規(guī)定，我們也不敢面向社會，如果出現(xiàn)誤報、漏報帶來損失，誰負(fù)責(zé)呢?防震減災(zāi)局的負(fù)責(zé)人表達(dá)了自己的擔(dān)心。
在日本，正式使用預(yù)警系統(tǒng)時，就首先通過了免責(zé)法案，如果出現(xiàn)誤報等問題，可以不追究預(yù)警部門的責(zé)任。日本政府還投資了建設(shè)預(yù)警臺網(wǎng)，通過立法，要求高鐵、核電站、全國所有中小學(xué)等領(lǐng)域強(qiáng)制安裝。
在中國，這些工作同樣只有政府才能完成。2011年，四川成都高新減災(zāi)所曾和云南省地震局聯(lián)合開展一項(xiàng)關(guān)于地震預(yù)警時如何自動關(guān)閉燃?xì)忾y門的試驗(yàn)，在經(jīng)過多次協(xié)調(diào)后，燃?xì)夤静琶銖?qiáng)同意利用云南省地震局食堂的燃?xì)夤艿肋M(jìn)行試驗(yàn)。[page]
我國或?qū)⒔ǖ卣痤A(yù)警網(wǎng)
2012年5月14日，中午12時0分，汶川縣境內(nèi)的電視播出字幕信息：“溫馨提示：青川縣正在發(fā)生輕微地震，汶川無震感。汶川縣防震減災(zāi)局，成都高新減災(zāi)研究所。”這是全國首次電視實(shí)時播報地震預(yù)警，由汶川縣防震減災(zāi)局和成都高新減災(zāi)研究所合作實(shí)現(xiàn)。此舉被認(rèn)為是我國地震預(yù)警技術(shù)面向公眾發(fā)布過程的里程碑式進(jìn)步，也是我國公眾應(yīng)用地震預(yù)警信息的重要一步。
2012年9月2日，由成都高新減災(zāi)研究所自主研發(fā)的“ICL地震預(yù)警技術(shù)系統(tǒng)”通過四川省科技廳組織的科技成果鑒定，這也是中國首個通過科技成果鑒定的地震預(yù)警技術(shù)系統(tǒng)。該項(xiàng)目通過對地震動波形的監(jiān)測、分析、匯總、綜合分析、實(shí)現(xiàn)地震預(yù)警的有關(guān)參數(shù)計算和估算，生成地震預(yù)警警報，從而得到地震預(yù)警信息的響應(yīng)發(fā)布。
2013年1月5日，由成都高新減災(zāi)研究所研發(fā)的地震預(yù)警技術(shù)，通過新浪微博自動發(fā)出地震預(yù)警信息，顯示地震橫波還有15秒到達(dá)成都。這是中國首次通過微博自動發(fā)送地震預(yù)警信息。
現(xiàn)在，多數(shù)地震預(yù)警皆由民間機(jī)構(gòu)完成，我國國家地震局目前也在福建省研發(fā)地震預(yù)警系統(tǒng)。目前，福建臺網(wǎng)臺站總數(shù)已達(dá)125個，臺間距平均31公里;福建臺網(wǎng)對全省地震的監(jiān)測能力達(dá)1.0級，地震速報時間網(wǎng)內(nèi)為1分鐘;地震烈度速報時間網(wǎng)內(nèi)為5分鐘。按照新一代臺網(wǎng)的設(shè)計目標(biāo)，經(jīng)新建和改造后，所有臺站同時承擔(dān)地震速報、烈度速報、地震預(yù)警等多項(xiàng)工作任務(wù)。
2012年9月，福建省地震預(yù)警與烈度速報系統(tǒng)在福建地震臺網(wǎng)試運(yùn)行。據(jù)介紹，試運(yùn)行期間，系統(tǒng)運(yùn)行平穩(wěn)可靠，已成功對福建長樂海域3.3級、福建仙游2.5級等一系列地震進(jìn)行預(yù)警，沒有一起漏報錯報。2012年12月19日發(fā)生在臺灣花蓮附近海域的地震，地震預(yù)警系統(tǒng)在震后十幾秒即處理完信息，理論上為福建沿海地區(qū)贏得40秒以上的預(yù)警時間。
目前，中國地震局“國家地震烈度速報與預(yù)警工程”已經(jīng)進(jìn)入發(fā)改委立項(xiàng)程序，計劃投入20億元，用5年時間建設(shè)覆蓋全國的由5000多個臺站組成的國家地震烈度速報與預(yù)警系統(tǒng)。
地震預(yù)警是一個復(fù)雜龐大的工程，一方面需要政府出臺政策規(guī)劃預(yù)警系統(tǒng)的建設(shè)，劃撥相關(guān)的資金，出臺相關(guān)法規(guī);另一方面也需要全社會的關(guān)注和參與。畢竟，地震預(yù)警系統(tǒng)發(fā)揮作用，也需要公眾熟悉逃生技巧，額避險知識。只有做到多方配合，才能在災(zāi)難之后，將人員傷亡和財產(chǎn)損失降到最低。(王怡)
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