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和地震波“赛跑”,地震预警系统是怎么实现的?

时间:2019-06-18 作者:夏菲 阅读:
在微博、朋友圈上看到不少坐标成都的朋友们都在发地震倒计时报警,社区“大喇叭”读秒、电视自动弹出倒计时……这一地震预警系统让不少民众感到新奇,而其预警的准确性更是迅速成为网络热点。那么该预警系统是用什么技术实现的?可以通过什么渠道通知到普通人?可以提前多长时间预警?目前在国内使用范围有多大?

昨晚22时55分,四川宜宾市长宁县发生6.0级地震震源深度16千米。四川、重庆、云南多地震感比较强烈。

EDN电子技术设计小编注意到,在微博、朋友圈上看到不少坐标成都的朋友们都在发地震倒计时报警的小视频。

包括成都主城区在内的不少社区“大喇叭”读秒、电视自动弹出倒计时等多种手段提醒民众及时避险,有效地减少了伤亡人数。

这一地震预警系统让不少民众感到新奇,而其预警的准确性更是迅速成为网络热点。

那么该预警系统是用什么技术实现的?可以通过什么渠道通知到普通人?可以提前多长时间预警?目前在国内使用范围有多大?

和地震波“赛跑”, 赢取提前预警的时间

地震预警不是地震预测或预报。地震预报是对尚未发生、但有可能发生的地震事件事先发出通告,而地震预警则是破坏性地震已经发生、抢在严重灾害形成之前发出警告。地震预报在全世界范围内仍是一大难题,但地震预警是完全可行的。

维基百科上显示,地震波可以分解为纵波(P波)和横波(S波)。 P波的传播速度比较快(上下震动的波)但是影响范围小,S波(震动方向垂直于 P波)的传播速度比较慢,但是影响范围大。一般 P波的速度是 S 波的 1.75 倍。

地震的震感主要来自于 S 波(因为会左右摇晃),P 波一般不具有杀伤力(但是会把原本是弯成勾状的钢筋变成直的,导致 S 波到来的时候房子更容易散架,sad),而 P 波速度快会先到达地表。

所有的波都有相应的传播速度,P波速度通常在5-6千米每秒之间,S波速度通常在3-4千米每秒之间。

为了实现地震预警,首先需要在可能发生地震的区域安装地震预警传感器,在地震发生时,深入地下的探测仪器检测到纵波后传给计算机,通过P波到达地表的时间及P波与S波的速度差,即刻计算出震级、烈度、震源等大致信息,有关部门可以抢在横波到达地面前10余秒发出警报。

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根据纵波和横波之间的时间差,和地震波“赛跑”,来赢取提前预警的时间。这也是为何距震中51千米的宜宾市,预警倒计时为10秒,而其他地区收到的是35秒,甚至60秒的预警倒计时的原因。

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及时发送预警信息,减少人员伤亡

地震预警系统分两部分,一部分就是监测・预警网,就是连接着各地测震计的系统加上各种实时震级和烈度评估的算法。这一部分就是产生预警信息的环节。

预警网监测到了地震,它面向各种接收终端,负责把预警信号以不同形式呈现给各种用户,就是把预警信号发送给用户,是发送预警信息的环节。

从目前的微博热搜上也能了解到,目前预警的传播方式主要为广播加电视。电视广播依靠的是电磁波,它的速度比横波速度要快得多。(当下也有很多手机APP可显示地震预警,但网友普遍表示不太准确)

所以这种预警也就是利用的这种原理:

地震发生——地震台网测得震中位置——根据震中到各城区距离计算出大致的抵达时间——利用防空警报开始倒计时。

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日本地震预警系统是否值得借鉴?

据了解,由于身处地震多发地区,日本政府每年会投入大笔预算支持地震预测与研究,日本气象厅与日本防灾科学技术研究所在国内设置了上千个地震监测站,构成了一个庞大的地震监测网。

与日本地震预警同样也是收集地震源产生的两种地震波的传播速度差异,日本气象厅通过采集和分析数据,可以估算出震源位置、地震强度、范围和到达时间等信息并利用高速传播的电磁波进行及时发布。

也就是说地震一旦发生,日本气象厅会立即分析由监测站传来的资料,推定震源和地震的规模,预测震波到达各地的时间,并透过电视、电信系统紧急发布“紧急地震速报”到日本各地。

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中日预警信息发送差异

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日本电视预警

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中国电视预警

但值得一提的是,目前我国和日本在地震预警上的主要差距主要体现在了政府与学校、工厂、企业等社会机构之间并没有达成多方合力的共识。

因此相比日本,我国在重点提升地震预警系统准确性的同时,还需加大覆盖范围。

四川省地震预警重点实验室主任、成都高新减灾研究所所长王暾表示,“只要预警网覆盖的区域范围内发生地震,都能被监测和预警,只是对预警信息能不能充分传递到老百姓,是现在我国地震预警领域存在的最主要的问题。”

据了解,目前四川地震区有79个县已经开通了电视、手机预警服务,占了四川省地震区60%区县,剩下的地震区还有几十个县还没有开通。从全国来看,开通电视预警的也就只有四川。

小结:

按照常理,全国级别的地震预警系统应该由中国地震局来牵头设立,因此王暾希望中国地震局在地震预警上投入的力度还有待加强。

只有通过各地政府的依法授权,把地震预警或者其他灾害的预警功能内置到电视和手机上才能更好地服务老百姓,这是小概率的灾害预警事件服务公众的必然的一个发展方向。

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夏菲
电子技术设计(EDN China)助理产业分析师
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