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日本:緊急地震速報系統的工作原理

作者：建筑鋼結構網(wǎng)    
時(shí)間：2009-12-22 20:26:03 [收藏]

    耗時(shí)7年開(kāi)發(fā)運行已2年

    　　東方早報：日本的緊急地震速報系統是從何時(shí)開(kāi)始研究的？

    　　中村洋光：我們研究所從2001年開(kāi)始研究開(kāi)發(fā)這個(gè)系統，到現在為止已經(jīng)7年了，但研究仍然在繼續。

    　　東方早報：該系統何時(shí)開(kāi)始投入運行？

    　　中村洋光：從2006年8月1日起，這套系統被運用于一些特殊領(lǐng)域，比如火車(chē)、飛機、電梯等。安裝了信號接收裝置的系統在接收到預警信號后，可以迅速自動(dòng)停止運行。而從去年10月1日開(kāi)始，提供預警的范圍擴大到普通國民，他們可以通過(guò)電視、廣播等接收警報。

    　　不過(guò)為了不給普通人的正常生活帶來(lái)不必要的混亂，我們提供給普通國民的預警是有要求的，即必須在兩個(gè)以上觀(guān)測點(diǎn)探知到地震，且預測震級在弱5級以上。之所以要求兩個(gè)以上觀(guān)測點(diǎn)探知到，是因為有時(shí)候一個(gè)觀(guān)測點(diǎn)有所反應，有可能是該觀(guān)測點(diǎn)遭雷擊或附近發(fā)生大的事故等，所以要求兩個(gè)以上，這樣數據比較可靠。之所以要求弱5級以上，是因為一般弱5級以上地震才會(huì )產(chǎn)生顯著(zhù)的損害，有必要進(jìn)行事先的防備。

    　　東方早報：該系統的特征和工作原理是什么？

    　　中村洋光：緊急地震速報系統與迄今為止的地震預報的區別就是它的迅速性。氣象廳通過(guò)震源附近的觀(guān)測點(diǎn)檢測到地震后，在數秒到一分鐘之內可以發(fā)布多次（5至10次）地震信息。其中，第一次預報速度優(yōu)先，之后提供的信息則是利用多個(gè)觀(guān)測點(diǎn)提供的數據加以分析，逐步提高精確性。在觀(guān)測精度漸漸穩定下來(lái)后發(fā)表最后一個(gè)預報并結束此次地震緊急地震速報。

    　　它的工作原理簡(jiǎn)而言之就是，利用P波與S波的傳播速度的差異打時(shí)間差。地震時(shí)，會(huì )產(chǎn)生兩種波，即P波與S波。其中，P波的破壞力小但傳播速度快，它的速度在每秒6-7公里，而S波破壞力大但傳播速度慢，速度在每秒3-3.5公里。地震發(fā)生時(shí)，兩種震波從震源傳播到地震地存在幾秒到幾十秒的時(shí)間差。地震地離震源越遠，時(shí)間差就越大。我們正是利用這個(gè)時(shí)間差，使用儀器探測出P波后迅速發(fā)出預警。使得地震地點(diǎn)能夠在破壞力大的S波來(lái)臨之前作出反應。

    　　在這套系統當中，遍布于日本境內的觀(guān)測點(diǎn)顯得至關(guān)重要，因為正是它們第一個(gè)感知地震的。目前，我們研究所在全國擁有800個(gè)觀(guān)測點(diǎn)，而氣象廳擁有200個(gè)。

    　仍有誤報慢報出現

    　　東方早報：目前對普通國民的預警運行過(guò)幾次？運行狀況怎么樣？

    　　中村洋光：第一次向普通市民發(fā)布預警是在2008年4月28日，那次地震發(fā)生在沖繩縣宮古島近海，時(shí)間是凌晨2時(shí)32分，但是預報比地震發(fā)生遲了5秒。第二次是5月8日，我們研究所所在的茨城縣發(fā)生5級地震，氣象廳的預報比震中的搖晃遲了40秒。這次是第三次。從效果來(lái)看，這次地震發(fā)生情況和預想的一樣，達到了預期效果。

    　　東方早報：現在這套系統有何局限性？

    　　中村洋光：仍然有不少局限性。首先是時(shí)間方面。從發(fā)布預警到強烈地震到達的時(shí)間間隔最長(cháng)也不過(guò)十幾秒到幾十秒。因此，在離震源近的地區，在地震達到之前我們來(lái)不及預報。其次是誤報。只使用一個(gè)觀(guān)測點(diǎn)的數據時(shí)，可能會(huì )受周邊地區的一些非地震因素干擾而發(fā)布錯誤信息，比如事故、打雷等。第三，在推斷震級方面仍然有所不足。它受制于統計型距離減衰式震級推斷方法的局限性。第四，在推斷地震規模方面仍有不少課題。如在應對大規模地震時(shí)的預測精度存在局限性，因為很可能在地下斷層正在破壞途中發(fā)布信息，而此時(shí)斷層的大小和位置還沒(méi)有確定。此外，當多個(gè)地震的發(fā)生時(shí)間和空間相近時(shí)，該系統不能夠做到將地震適當分離并提供正確信息。最后就是安裝成本比較高。

    　　東方早報：這次日本東北部地震中，仙臺市在接收到預警后10秒地震才襲來(lái)。10秒對于地震逃生來(lái)說(shuō)意味著(zhù)什么？

    　　中村洋光：確實(shí)，10秒在我們日常的普通生活中顯得非常短。但是在地震襲來(lái)之前，10秒對于人們完成自我保護工作來(lái)說(shuō)則是非常充裕的時(shí)間。在10秒之內，我們應當可以順利地找到藏身之處，當然這個(gè)前提是在平時(shí)有專(zhuān)門(mén)訓練的基礎之上，即當地震即將來(lái)臨之時(shí)，可以頭腦冷靜地思考并選擇藏身之地。如果平時(shí)沒(méi)有這方面的訓練的話(huà)，會(huì )感到非?？只?，手忙腳亂，在這種情況下，10秒就顯得不夠了。所以我想強調的是，平時(shí)的訓練也是非常重要的。

    　　中國太大觀(guān)測點(diǎn)難密集

    　　東方早報：目前世界上其他國家和地區是否有類(lèi)似的地震預警系統？

    　　中村洋光：有。比如美國的加利福尼亞州、墨西哥以及中國的臺灣，他們都有類(lèi)似的地震預警系統，此外歐洲也有引入。但是他們的系統和日本的區別在于，我們的預警是由政府提供的，而且誤報很少，系統性能很穩定。而且，我們的觀(guān)測點(diǎn)多，覆蓋面廣。

    　　東方早報：中國四川此前也發(fā)生了特大地震，您認為該系統有可能推廣到中國嗎？能夠發(fā)揮出同樣的功效嗎？

    　　中村洋光：從技術(shù)上來(lái)說(shuō)，如果中國能夠引進(jìn)該系統，那么照樣可以發(fā)揮相同的功效。但是從可行性方面來(lái)講，可能性則比較小，因為這套系統的基礎是遍布各地的觀(guān)測點(diǎn)，這樣才能快速而精確地探知到各地發(fā)生的地震。如前面提到的，現在日本有1000個(gè)觀(guān)測點(diǎn)。但是中國的國土面積太大了，如果沒(méi)有足夠的觀(guān)測點(diǎn)，觀(guān)測點(diǎn)分布過(guò)于稀疏的話(huà)，就不能穩定而快速地探知地震了。


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