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比观察动物更靠谱!地震预警是如何实现的

9月5日,四川泸定发生6.8级地震,许多网友在感受到地面震动之前,已经通过电视或手机收到了预警。面对突如其来的…

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9月5日,四川泸定发生6.8级地震,许多网友在感受到地面震动之前,已经通过电视或手机收到了预警。面对突如其来的地震,人类真的有办法预警吗?

文 Roxie Paella 图 | 四象设计部

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无法预报地震,但可以预警?

鱼乱跳、鸡不下蛋、老鼠集体离城、天上出现“地震云”……这些传说中能预报地震的手段都没有严谨的科学依据,而地震预警与之不同。

需要明确的是,所谓的“地震预警”并非预报地震——即在地震之前就预判到即将发生——这种技术,目前地球上任何国家都无法做到。

地震预警指的是在地震发生之后,尽快通知到可能受影响的人。就像在雷雨天总是先看到闪电、后听到雷声,是因为光速远比声速要快,地震预警的原理同样和时间差有关。

地震时主要会产生两种地震波,一种是破坏性弱但跑得快的纵波,一种是破坏力强但走得慢的横波,在破坏力较强的横波到来之前,地震传感器可以先捕捉到纵波并发出预警信号。

比观察动物更靠谱!地震预警是如何实现的插图1

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地震预警是如何做到的?

1985年“墨西哥城大地震”发生后,墨西哥建设了世界上第一套地震预警系统,于1991年投入使用。

想要实现地震预警,首先要在地震多发区域安装相对密集的地震检测台站,一旦检测到地震,台站会将信息以电磁波的形式传到信息处理中心,再由处理中心分发至电视、手机等终端,整个流程几乎在瞬间完成。

目前墨西哥、日本、土耳其、罗马尼亚、中国、意大利、美国等地都建起了全国或局部的地震预警系统,它的基础是庞大而密集的地震台网,其数量越多,对震中和震级的计算越准确,预警也就越迅速可靠。

汶川地震发生时,中国仅有1000多个地震台。国家地震预警系统建设项目“国家地震烈度速报与预警工程”计划至2022年底,在全国建设15391个台站,地震重点预警区台站间距可缩小至10~15公里。

比观察动物更靠谱!地震预警是如何实现的插图2图片来源:张晁军, 陈会忠, 沈萍, 黎明, 赵国峰. 地震预警实质的探讨[J]. 地震科学进展, 2022, (4):

检测和发布地震预警所需的时间主要取决于震源与监测仪器的距离,以及向处理中心传输信息的延迟,而对于接受预警的公众来说,所处位置离震源越远,地震波传递过来的时间越久,相对的预警时间就越长

比观察动物更靠谱!地震预警是如何实现的插图3

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地震预警到底有多大作用?

以目前的技术无法预测地震,但赶在地震横波到来前收到预警,也能降低损伤。

面对撼天动地的强震,地震预警能够为人们争取的时间通常以秒计算:3秒的时间,在室内可以避险到坚固物体旁,室外可以远离建筑物;5秒钟能从平房疏散到空旷地带;而10秒钟就可以从楼房一、二层逃出生天……

一项发表于《地震工程学报》的研究指出,短暂的预警时间即可大幅减少地震导致的伤亡,例如,提前5秒预警可使平均人员伤亡减少22%,提前20秒能让这个数字降低63%。

比观察动物更靠谱!地震预警是如何实现的插图4

然而,现在的地震预警系统并非完美无缺,它有一个先天短板,就是存在预警盲区,而盲区往往是地震破坏最严重的区域。

在地震发生后,信息处理中心至少需要3~5秒来处理距震中最近的地震台站传来的信息,再向公众发布预警信息,而这段时间内,震中产生的横波已经传至附近20~30公里的范围,因此地震预警对破坏最严重的极震区基本是无效的

由于6级以下地震的破坏区域主要集中在盲区内,地震预警系统的减灾效果并不明显,反而是震级越高的地震,才显出地震预警的必要。

当强震来临,地震预警除了直接提醒人们疏散或避险,还能帮助重大工程或企业采取紧急措施,避免发生次生灾害。例如,高速列车紧急制动以防脱轨,核反应堆紧急关闭以避免泄漏,燃气管线及时关闭以减少火灾风险,消防站能在断电或结构变形之前打开车库门等等。

比观察动物更靠谱!地震预警是如何实现的插图5

每一秒钟的提前预警,都是无数人生还的机会,地震预警系统的使用在现实生活中拯救了许多生命。

在9月5日四川泸定地震期间,有成都居民提前近1分钟收到地震预警,立刻带一家老小下楼避险。雅安某幼儿园用2分钟疏散127名儿童,也是幼儿园老师在看到地震预警信息之后做出的及时反应。

然而,有了地震预警并不等于一劳永逸。为了将预警信息的价值利用最大化,我们还需要在平时培养防灾意识,学习避险知识。

千百年前,一场地震、海啸或火山喷发,便足以毁灭一个文明。幸而科技的进步,带来了能够抗震8级的房屋,和逐渐完善的地震预警系统,但不管时代如何变迁,人类在天灾面前仍然渺小。敬畏自然,尊重科学,仍是永恒的课题。

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作者: 小蜗牛

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