有研究表明,人们如果能在地震波到达时提前3秒收到警报,伤亡人数可降低14%;提前10秒获得警报,伤亡人数可降低39%;提前20秒,伤亡人数可降低63%。
社区“大喇叭”读秒、电视自动弹出倒计时……6月17日晚间发生在四川省长宁县的6.0级地震中,由成都高新减灾研究所研发的地震预警系统让许多成都市民在地震波到来数秒前得到避险信号,一时间,不少市民拍摄的地震预警视频在网上广为流传。事实上,这并不是地震预警技术在我国的首次应用,2018年11月26日7时57分,台湾海峡南部发生6.2级地震,在地震波到来前的数秒到数十秒之间,由福建省地震局发布的第一报地震预警信息就显示在福建省2380个预警终端用户的手机屏幕上。
什么是地震预警?它将如何在分秒间拯救生命?各地公众又将在何时广泛得到这样的防震减灾服务?记者就此采访了相关专家。
预警跑赢地震波是目标
对于世界地震学界,地震仍是地球内部难以捉摸的“魔鬼”。一旦地震发生,首当其冲的震中地区难以及时获得警报,但距离震中一定范围外的城市和乡村,却可以依靠“电波比地震波跑得快”等物理特性,争取到预警时间。
中国地震台网中心研究员孙士鋐介绍,目前,实现地震预警有三种基本技术途径:一是利用地震波和电磁波传播的速度差异;二是利用地震波本身在近处传播时纵波(P波)与横波(S波)传播速度的差异;三是利用致灾地震动的强度阈值。
举例来说,墨西哥西海岸7级强震发生时,震中附近的西海岸地震台将首先收到地震波,并通过计算机处理得出震级、震源等信息,并通过比地震波快数倍的电磁波向墨西哥城发送信号。由于电磁波的传播速度是每秒30万千米,而地震波最快的传播速度约每秒6千多米,使得电磁波比地震波抢先抵达墨西哥城,墨西哥城立即拉响警笛、发出信号,减轻了人员伤亡和财产损失。相当于科学家们在两地之间打了一个关于地震波与电磁波的“时间差”。本次成都市的地震预警正是利用了这一技术。
除了“时间差”,科学家还可以利用地震波最先到达的纵波与主要致害的横波之间的“时差”达到预警。因为横波造成的地震灾害要比纵波大得多,而传播速度又比纵波慢,正好可以利用它们之间的时间差,由地震台网首先探测到的纵波来实时计算判断出地震震级和震源,由此迅速通过电波传递预警信息。不过,纵波与横波传播速度的差异较小,纵波约每秒6千米,横波约每秒3.3千米,可利用的时间差很小,大约几秒到十几秒内,离震中越近时间差越小,发出预警信息也就更难。
第三种震时预警方法则经常被核电站所采用,通过建立地震动监测系统,当地震动幅度超过给定的阈值时,监控器立即报警并采取紧急措施,安全停堆,防止核泄漏。
数秒地震预警存在“盲区”
短短十数秒乃至数秒,对于地震避险到底有多大作用?
同济大学结构理论研究所教授罗奇峰表示,预警系统的原理决定了其提供的应急时间是有限的。但在这段时间内,达到预警的人员可以停止高速列车、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。以燃气管道为例,若能在地震波到达之后短时间内关闭管道,就能有效控制燃气泄漏的数量而降低火灾或者爆炸的风险。此外,地震预警系统能够帮助人们在地震发生时快速判断,增加逃生成功的可能。
但这也反映出了预警系统的规律: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,而震中本身地区则成为一个预警“盲区”。此外,地震预警因为求“快”,对地震大小、震源等信息的计算判断不一定准确。因此学界至今仍对地震预警持不同意见,支持方认为它能有效避免损失,反对方则认为它需要长期的人力物力投入,减灾效果却有限。
事实上,过去30年,地震预警技术已经在多个国家有了应用和发展。中国地震局地球物理研究所研究人员李佳威介绍,世界上第一个运行且投入公共服务的是墨西哥地震警报系统,截至目前,土耳其、罗马尼亚、日本、韩国等国也已将地震预警系统投入实际应用。而我国、美国、意大利等国家则正在致力于地震预警系统的试点和实时测试,近年来福建和四川等地区的多次地震已成功验证了我国现有地震预警技术的可行性。
3年后我国将大规模实现地震预警能力
既然地震预警系统能够有效减灾,除四川、福建等少数地区,为何这一技术在我国大部分地区民众眼中仍属新鲜事物?“中国的地震危险区面积较大,覆盖地域广。受现有地震台网密度所限,我国大陆至今尚无正式投入使用的地震预警系统。”李佳威坦言,目前,除在少数几个核电站及重点工程使用地震预警系统外,在我国大陆已经投入测试的预警系统还有首都圈地震预警原型系统和福建省地震预警系统。
中国地震局工程力学研究所副所长李山有则表示,地震预警系统技术流程复杂,若想快速发出警报,可能出现较大误差,或者增加技术系统“犯错”的概率,导致误报和漏报,这很可能会给公众带来不必要的恐慌和影响,因此,这一预警技术在推行上仍然非常谨慎。“目前,按照相关法律,地震预警信息发布应由政府授权地震部门来发布,因此,各省正在制定相关预警的管理办法。”李山有说。
记者了解到,我国国家地震预警系统——“国家地震烈度速报与预警工程”已经启动,2022年项目完成后,将在华北地区、南北地震带、东南沿海地区、新疆天山中段、西藏拉萨等6个重点地区实现地震预警能力,并率先向中小学校等3000多个示范用户发布预警信息。届时,将有更多公众享受到这一防震减灾服务。
“但是,我国是一个地震分布非常广泛的国家,我国地震预警的监测区域尚需进一步扩大。因此,要加密建设地震观测台站,在更多省份实现地震预警能力。此外,在预警信息应用方面,要提早做好科普宣传与应用演练,并逐步扩展预警信息接收终端的部署范围。”李山有说。
(本报北京6月18日电 本报记者 杨舒)