和7級(jí)強(qiáng)震賽跑!成都地震預(yù)警系統(tǒng)在印尼發(fā)威,成功預(yù)警多次強(qiáng)震

作者:天涯愛(ài)科學(xué)
8月6日,印尼楠榜省湯加穆縣(Tanggamus)發(fā)生5.5級(jí)地震。印尼地震預(yù)警系統(tǒng)成功預(yù)警本次地震,安裝在印尼氣象氣候和地球物理局(BMKG)的地震預(yù)警接收終端,提前53秒發(fā)出倒計(jì)時(shí)警報(bào),值得一提的是,這套系統(tǒng)來(lái)自中國(guó)。
地震預(yù)警黃金時(shí)間是12秒,人在這段時(shí)間內(nèi)可以找到足夠堅(jiān)固的東西來(lái)規(guī)避風(fēng)險(xiǎn),如果能夠提前40秒預(yù)警,訓(xùn)練有素的人則可以從4層大樓內(nèi)撤離。

印尼地震預(yù)警系統(tǒng)由中國(guó)“成都智造”地震預(yù)警中心提供技術(shù)支持,自2020年4月投入試運(yùn)行以來(lái),已多次預(yù)警印尼5級(jí)以上強(qiáng)震,其中包括7級(jí)強(qiáng)震。在印尼地震多發(fā)的這個(gè)國(guó)家里,系統(tǒng)成功運(yùn)作,對(duì)于降低人員在地震中的傷亡情況,有著關(guān)鍵的作用。
2008年5·12發(fā)生了汶川大地震,正當(dāng)舉國(guó)上下還處在巨大悲痛之中時(shí),僅僅一個(gè)月后,日本又發(fā)生了7.2級(jí)的大地震,但日本卻發(fā)出了長(zhǎng)達(dá)60秒的預(yù)警。那時(shí)很多人才知道,原來(lái)地震是可以提前預(yù)警的,此前國(guó)內(nèi)地震預(yù)警系統(tǒng)還是一片空白。痛定思痛,中國(guó)人需要開(kāi)發(fā)自己的地震預(yù)警系統(tǒng)。當(dāng)時(shí)一名叫做王暾的中國(guó)人,毅然放棄在奧地利的工作回國(guó),他于2008年6月組建自己的研發(fā)團(tuán)隊(duì),成立成都高新減災(zāi)研究所,開(kāi)始著手研究地震預(yù)警技術(shù)。

僅僅三年后,2011年4月25日,汶川發(fā)生2.7級(jí)地震,由王暾研發(fā)地震預(yù)警系統(tǒng)自動(dòng)激發(fā),位于成都的試驗(yàn)者提前22秒收到倒計(jì)時(shí)預(yù)警,這是中國(guó)第一條地震預(yù)警信息。2013年4月的四川省雅安市蘆山縣7.0級(jí)地震,是繼汶川地震之后發(fā)生在四川的又一次強(qiáng)震,系統(tǒng)向成都發(fā)出28秒的預(yù)警,這是中國(guó)首次預(yù)警7級(jí)強(qiáng)震。

經(jīng)過(guò)多年的努力,中國(guó)的地震預(yù)警技術(shù)目前領(lǐng)先全球,組建的“大陸地震預(yù)警網(wǎng)”覆蓋面積達(dá)220萬(wàn)平方公里,覆蓋中國(guó)地震區(qū)人口90%,同時(shí)通過(guò)與廣大的終端廠商的合作,及時(shí)向用戶(hù)傳遞地震預(yù)警信息,減少災(zāi)害損失。截至目前,已成功預(yù)警蘆山7級(jí)地震、魯?shù)?.5級(jí)地震、九寨溝7級(jí)地震等50次破壞性地震。

地震預(yù)警不是地震預(yù)報(bào),以目前的技術(shù),想做到準(zhǔn)確的地震預(yù)報(bào)還是不可能的。但是在地震發(fā)生之后,如果能夠向用戶(hù)及時(shí)傳送地震預(yù)警信息,就能夠大幅度降低人員的傷亡情況。研究表明,提前3秒預(yù)警,可減少人員傷亡14%;提前10秒預(yù)警,減少人員傷亡39%;如果提前20秒預(yù)警,就能夠減少63%的人員傷亡。

地震引起的地震波包括縱波(p波)和橫波(s波)??v波的速度快,地殼中傳播速度為5.5~7千米/秒,它使地面發(fā)生上下振動(dòng),破壞性較弱。橫波是剪切波,在地殼中的傳播速度為3.2~4.0千米/秒,它使地面發(fā)生前后、左右的抖動(dòng),破壞性強(qiáng)。地震預(yù)警原理,是指在地震發(fā)生后,利用地震波傳播速度遠(yuǎn)小于電波傳播速度的特點(diǎn),提前對(duì)地震波尚未到達(dá)的地方進(jìn)行預(yù)警地震預(yù)警。理論上,在距離震源50公里內(nèi)的地區(qū),會(huì)在地震前10秒收到預(yù)警信息;90-100公里內(nèi)的地區(qū),能提前20多秒收到預(yù)警信息。

早期的地震預(yù)警系統(tǒng),是在一定區(qū)域之內(nèi)搭建比較密集的預(yù)警臺(tái)站,一般15公里搭建一個(gè)。這種系統(tǒng)因?yàn)橥顿Y規(guī)模大,建設(shè)周期長(zhǎng),目前所覆蓋的地區(qū)還是比較有限。

而現(xiàn)在隨著技術(shù)的發(fā)展,王暾的團(tuán)隊(duì)已經(jīng)研發(fā)出利用智能手機(jī)組建地震預(yù)警網(wǎng)絡(luò)技術(shù)。因?yàn)橹悄苁謾C(jī)都內(nèi)置了加速度傳感器,可以感應(yīng)震動(dòng)。王暾?qǐng)F(tuán)隊(duì)研發(fā)的預(yù)警APP,如果監(jiān)測(cè)到可能是地震的信息,就會(huì)向預(yù)警中心服務(wù)器發(fā)送信息,預(yù)警中心服務(wù)器結(jié)合眾多手機(jī)的信息自動(dòng)判定是否發(fā)生了地震,并在判定是地震時(shí),能夠秒級(jí)測(cè)算地震預(yù)警震級(jí)、震中位置、發(fā)震時(shí)刻,并向用戶(hù)的手機(jī)上發(fā)送預(yù)警信息。

王暾說(shuō),手機(jī)用作監(jiān)測(cè)儀實(shí)現(xiàn)地震預(yù)警監(jiān)測(cè)具有三點(diǎn)優(yōu)勢(shì):一是手機(jī)的數(shù)量多——人手一臺(tái)手機(jī),其數(shù)量級(jí)是千萬(wàn)級(jí)甚至是億級(jí),遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)現(xiàn)有地震監(jiān)測(cè)儀器的數(shù)量。傳感器數(shù)量的顯著提升,不僅可以提升預(yù)警網(wǎng)的覆蓋面、精準(zhǔn)度(理論上有通信網(wǎng)絡(luò)、有智能手機(jī)的地方,就能實(shí)現(xiàn)地震監(jiān)測(cè)預(yù)警),更有望通過(guò)高密度傳感器解決消除地震預(yù)警網(wǎng)的預(yù)警盲區(qū),實(shí)現(xiàn)只要有人的地方就能預(yù)警。二是建設(shè)成本幾乎為零,可擴(kuò)展性強(qiáng)。由于不需要建設(shè)專(zhuān)門(mén)的地震預(yù)警監(jiān)測(cè)儀,地震監(jiān)測(cè)預(yù)警網(wǎng)更容易擴(kuò)展到更多地方。三是運(yùn)維成本低,不需要專(zhuān)門(mén)運(yùn)維監(jiān)測(cè)儀器,只需要用戶(hù)下載APP開(kāi)啟相關(guān)功能即可。

由于引起手機(jī)震動(dòng)的原因很多,所以目前利用手機(jī)預(yù)警地震主要技術(shù)難題是解決手機(jī)誤判問(wèn)題。王暾?qǐng)F(tuán)隊(duì)研發(fā)的大數(shù)據(jù)處理系統(tǒng),具有更強(qiáng)的控制誤報(bào)技術(shù)能力。王暾介紹說(shuō)“中國(guó)首個(gè)手機(jī)地震監(jiān)測(cè)預(yù)警網(wǎng)上線(xiàn)啟用后,已在四川試運(yùn)行半年,期間曾多次監(jiān)測(cè)到實(shí)際地震并發(fā)出預(yù)警。即將開(kāi)展的規(guī)?;囼?yàn),還將驗(yàn)證手機(jī)地震預(yù)警網(wǎng)與大陸地震預(yù)警網(wǎng)之間的融合,以在擴(kuò)展地震預(yù)警網(wǎng)覆蓋區(qū)域的同時(shí),進(jìn)一步優(yōu)化地震預(yù)警網(wǎng)性能?!?/p>
這是“中國(guó)智造”地震預(yù)警成果面向更大地域范圍和用戶(hù)規(guī)模應(yīng)用的一次重要里程碑,或在全球預(yù)警地震方面具有劃時(shí)代的意義。想想自己的手機(jī)不久后也可以為地震預(yù)警做出貢獻(xiàn),你是不是覺(jué)得自己瞬間就高大上起來(lái)了?
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