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地震警报不是地震预报 也存在“盲区”

科普小知识2022-10-25 14:39:18
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地震预警,而不是地震预测

地震后,纵波(P波)和横波(S波)两种主要地震波同时从震源向外传播。p波传播得更快,大约6公里/秒,但振动相对较小。横波速度相对较慢,约为4千米/秒,携带大量能量,这是大地震破坏的主要原因。地震警报系统使用震中附近的监测仪器捕捉p波地震,快速估计地震参数,并预测地震对周围地区的影响。破坏性剪切波到达震中周围地区之前,电子通信系统会发布警报信息,预测地震强度和到达时间,使相关机构和公众能够采取紧急措施,减少人员伤亡和灾害损失。

地震警报不是地震预报 也存在“盲区”

地震紧急警报的好处

地震警报原则上有盲区。

原则上,地震预警技术有一个“盲区”。所谓的盲区是地震警报到达时地震波已经到达或经过的区域。换句话说,当收到警报时,它是无用的。

地震警报不是地震预报 也存在“盲区”

地震盲区示意图

地震预警技术本身在原则上有一个不可避免的盲区。盲区的地震预警基本上是无效的,因为当盲区的人们收到预警信息时,地震波已经过去了。事实上,警报技术非常复杂,单个地震台站的判断往往不准确。需要足够密度的地震网络。判断地震是否只发生在地震波的前几秒钟还不成熟。这样,处理时间会更长,报警盲区会更大。

利用纵波快速判定地震是报警的关键

地震报警最关键的技术是快速判断地震技术。这是一项非常复杂的技术。其复杂性有两个原因。首先,地震台一收到地震信号就必须“立即”判断地震,最好是一两秒钟。这是极其困难的,因为地震的常规快速处理(称为地震快速报告)需要地震网络,并且在整个地震波记录完成并扫过地震网络之后,获得并处理完整的数据。这里最大的问题是地震动态阶段的识别。即使使用计算机,最早也需要几分钟来确定地震参数,有时会有误差。这是一种基于地震波传播原理的可靠方法。然而,这种方法对于地震警报是无用的。

地震警报的盲区实际上可能是地震破坏最严重的区域。

地震破裂带的长度与震级有关。一般来说,5级地震为3公里,6级地震为10-20公里,7级地震为30-80公里,8级地震为100-240公里,9级地震为300-1000公里。根据上述分析,如果地震警报盲区为20公里,则意味着盲区直径为40公里,这可能相当于7级地震破裂带的长度,一般来说,是强度最大的区域,即受影响最大的区域。可以看出,地震警报可以在大地震盲区以外的地震破坏中发挥作用,但在地震破坏强度最强的地区作用有限。同时,我们可以看到,地震预警对小地震的影响很小,对7级以上地震盲区以外的地区有减少震害的作用。一般来说,地震预警能减轻地震灾害并不严格。它可能对地震直接破坏最严重的地区没有影响。

地震警报对烈度异常区、次生灾害和生命线设施的影响

地震预警对地震破坏的缓解作用有限,但在任何大地震中有两种现象必须引起注意。一是地震异常烈度区,如唐山地震期间的天津宁河。第二,任何大地震都不可避免地会引发次生灾害,如汶川地震的巨大滑坡。当然,异常强度的区域通常离震中有一定距离。因此,地震预警对于紧急情况下避免这些灾害仍然非常有用。即使在地震警报的盲区,它也应该发挥一定的作用。此外,地震警报对于生命线设施的紧急处置也是有用的。即使在地震警报的死区内,当获得地震警报时,地震波已经到达并通过,但是它对于紧急处置诸如水和电的生命线设施仍然非常有用,因为地震警报信号在地震后几秒钟或十几秒钟发出,这是目前最快的地震警报。这对于生命线设施的紧急处置非常有用,以避免进一步的水电二次灾害。

地震报警系统应能快速确认和取消报警。

鉴于地震报警技术的现状,我们不能把地震报警的“完美”归咎于它。日本气象厅在2007年10月1日地震警报系统投入使用时明确指出,由于地震警报技术本身和地震台站环境的问题,包括其他振动的干扰、雷电干扰、设备故障以及地震判定技术的复杂性,地震警报可能会被遗漏、误报和误报。因此,确认和取消地震报警非常重要,应该成为地震报警系统的重要组成部分之一。

地震预警是一项复杂的工程,需要全社会的动员和参与。

要建立一个有效的地震警报系统,需要具备以下条件:第一,高密度地震网络:每20-30公里一个台站(实际上一个台站应该是10公里——本文作者注);第二个是一个好的处理系统:利用地震台网获取的信息快速定位和计算震级。第三是一个完善的发布系统:报警信息将迅速传输到公共平台,如电视、广播、手机和互联网。第四是健全的法律保护:使整个系统能够有效运作。简而言之,它是“测量的”、“确定的”、“传播的”和“很好使用的”。