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地震预警系统引发预警作用之争

科普小知识2022-08-18 15:13:32
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8月3日16时30分,云南省昭通市鲁甸县发生6.5级地震。成都高技术减灾研究所利用ICL地震预警系统,分别为昭通和昆明提供10秒和57秒的预警,26所学校收到并及时发布预警。

8月5日,加拿大蒙特利尔大学工程学教授、中国科学院海外评审专家纪绍成在博客《谈地震预警》中写道,并就此事提出不同看法。他认为6.5级以下地震的预警功能不明显,所以最好努力提高国内建筑的质量。

季少成在博客中写道:对于那些不了解地震预警系统原理的人来说,上述报道是令人鼓舞的,但对于相关专家来说,仍有进一步探索的空间。

《中国青年报》记者就此事采访了成都市高技术减灾研究所所长纪绍成和王曲。

这会导致恐慌、预警或无预警

地震预警是指利用电磁波和地震波的时间差,提前几秒至几十秒预测地震波到达震中周围的时间,从而最大限度地保护生命。

纪绍成说,几乎所有6.0至6.5级地震的受害者都在距离震中50至60公里的范围内。然而,该地区是地震预警的盲区,在地震波到来之前无法收到预警。“这是理论和技术无法突破的限制。在距离震中50公里的范围内,地震预警系统的反应速度无法与地震波相比。”

相反,如果离同震破裂太远(> 100公里),就不需要接收地震警报,因为地震强度不是太具有破坏性。

纪绍成认为,来自离震中太远的地方的预警只会造成恐慌和不必要的损失。例如,他说正在进行手术的外科医生可能会在收到地震警告后停止手术而死亡。例如,在远离震中的学校或大型购物中心,收到预警后很容易发生踩踏事件。

国外消防部门研究了拥挤剧院的紧急疏散速度。即使训练有素,每分钟通过疏散通道的人数也只有37人(台阶地面)到43人(平坡地面),而地震预警的时间差通常只有几秒到十几秒。

因此,冀少成认为,鲁甸地震后,没有必要对云南的昆明、丽江和四川的成都进行预警。对于6.5级以下的地震,预警效果不明显。

此外,不需要向估计强度低于5.0的地区发出预警。纪绍成解释说,当强度低于5.0时,一般人只是觉得“绝对没有生命危险”。

然而,王敦认为,只有在没有警告的情况下,才会出现不必要的恐慌。他讲了一个个人故事。

2013年4月20日,雅安市芦山县发生7.0级地震,而王区在四川省成都市。“虽然我收到了4.5级的地震警报,但我真的无法忍受4.5级的地震。”王曲把它描述成一座漂浮在水面上的建筑。

同样在雅安地震期间,许多雅安人在地震中因惊吓过度而跳楼身亡,四川一所大学的许多学生因恐惧引起的强烈摇晃而从楼上跳下,造成多人伤亡。

王曲说,成都市防震减灾局的研究表明,地震预警对公众有四种功能:逃生、安全、安心和通知。

他进一步解释说,早期预警增加了6度或以上强度区域的逃生概率。如果强度在4.5到6度之间,房子可能不会倒塌,但是房子会摇晃,一个成功的预警会起到避免危险的作用。烈度3至4.5度,房子不会摇晃,更不需要对冲,预警可以起到定心作用;当强度在2到3度之间时,我们会被告知远处有地震,但我们不必太在意。

当剪切波到来时,房子开始剧烈摇晃,不会立即倒塌。"即使是一栋糟糕的房子,平均也需要12秒钟才能倒塌。"那么这段时间,预警已经挤出了逃跑的时间。

地震预警能不能兼顾“快”和“准”

纪绍成认为,在目前的技术条件下,地震预警中的虚警概率相当高。过分强调“快速反应”往往会导致不可避免的错误。这也是为什么日本相关技术人员感叹:“地震预警技术太难了。”然而,公众抱怨地震警报“没有帮助”的原因。

然而,冀少成认为,对于汶川地震这样的8.0级地震,地震预警的效果将尤为明显。因为地震的强度、释放的能量和地震的广泛传播。

纪绍成把地震比作撕裂布,波源沿着破裂带向前“撕裂”。断裂带越长,撕裂时间越长,地震持续时间越长,震级越高。在2008年汶川地震中,地震断裂带用了近80秒的时间完成了从西南映秀到东北青川的整个撕裂过程。“如果有地震预警系统,甘肃省北川、青川和文县地震灾区的居民就有足够的时间在地震来临前逃离建筑物,避免灾难性的破坏。”

王屯不同意冀少成关于预警失误过多的评价。在去年的庐山地震中,成都市高技术减灾研究所的系统也成功地发出了预警,提前5秒向雅安市主城区发出预警,提前28秒向成都市发出预警。据王曲介绍,ICL地震预警技术系统已在中国100多万平方公里的地区得到应用,并成功预警了14次破坏性地震。

王屯说,研究所计算的盲区半径应该是21公里左右,而不是纪绍成所说的50公里,“换算成盲区面积,相差正好是6倍。”

如何实现准确的预警?地震预警监测器需要在全国地震地区密集安装。

地震仪分为永久地震仪和便携式地震仪。永久地震仪固定在一定的区域,例如,四川成都有许多永久地震仪。便携式地震仪体积小,便于携带,通常为了特殊的研究项目而临时安装在某个地方。

纪绍成说,2010年日本有4235台永久地震仪,而中国的永久地震仪密度远低于此,只有每100-200公里一台。

纪绍成认为,为了实现全国范围内的准确预警,地震仪的密度越高越好。最好的情况是每隔15到20公里就有一台永久地震仪。“这将大大减少盲区”。

然而,由于陆地面积为960万平方公里,每20公里就意味着需要24000台固定地震仪。此外,每台地震仪都必须雇用装配工人和维修人员来制造配备齐全的地震仪,这需要很多费用纪绍成承认成本太高。

王曲说,该研究所已经在全国18个省市安装了3200台地震仪器。昭通地震预警的成功还得益于该研究所在昭通地区提前安装了58个监测点。

我们应该先关注建筑质量还是先发展预警?

相同震级的地震在不同的国家有不同程度的破坏。“在北美和日本,同一次7级左右的地震通常只造成几个人到几十人死亡。”

房子是抗震的,地震发生时人们相对平静。纪绍成遗憾地说,我国对建筑质量重视不够,小城镇的房屋抗震能力很差。“云南地震中的大量伤亡很大程度上是由于建造预制房屋的‘易碎’土坯和砖混结构造成的”。

纪绍成说,洋房可以活几百年,审查建筑设计,保证建筑材料,检查建筑质量。然而,由于各种原因,一些人口稠密的发展中国家并不重视建筑物的抗震质量。

纪绍成说,自20世纪初以来,中国地震已占世界陆地地震的33%左右,但中国占世界地震死亡总数的60%以上。“造成这种情况的主要原因是人们长期以来缺乏应有的重视和有效的措施来改善建筑物的抗震设防。”

因此,在纪绍成看来,与其在地震预警上投入大量的人力物力,不如努力提高国内建设质量,杜绝豆腐渣工程。

2014年7月9日,中国地震局监测司发布《关于加强地震预警管理的通知》,宣布启动全国“全国地震烈度快速报告和预警工程”建设

根据有关文件,由于地震预警的复杂性和其他因素,要求地方地震局“及时制止”和“责令整改”未经*授权发布地震预警信息。

这可能会对成都高技术减灾研究所产生一定的影响。王曲坚持认为,如果不鼓励小地震预警试验,就不可能有成功的大地震预警。

王曲说,去年中国发生了地震预警的争议。“有人认为,强度低于4和5级不需要预警。既然我们已经成功地警告了6.5级,那么还有另一个论点,即6.5级不需要警告。”

王敦认为,要想在中国的地震研究中取得进展,就必须有犯错误的勇气。