什么地震预警?

浏览:0  来源:云南省地震局

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兰坪县地震局
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地震科普
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其他
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2021-04-09 10:33:38

地震预警的原理是以地震波的传播速度为基础的,因此,我们先了解一下什么是地震波。地震波是一种弹性波,携带着引起地面震动并造成破坏的能量向四周传播,传播速度约4千米每秒。              

那么什么是地震预警?地震预警是在地震发生后,根据观测到的地震波初期信息,快速估计地震参数并预测对周边地区的影响,利用电磁波比地震波快大约十万倍的速度差,抢在破坏性地震波到达之前,通过电磁波向社会发布地震动强度和地震波到达时间的预警信息。地震预警的目的是告诉那些尚未被地震波及的地区:某地已经发生某种强度的地震,地震波已经来了!因此,地震预警的实质是“超快自动地震速报”。利用地震预警系统提供的宝贵的数秒至数十秒预警时间,重大基础设施和生命线工程可以实施紧急处置措施避免次生灾害,如紧急制动高速列车、关闭燃气管线、关闭核反应堆、停止精密仪器运行等,公众可以采取避震措施减少人员伤亡。

首先,向大家介绍几个国外地震预警的案例,了解国外地震预警系统建设的情况。

地震预警的概念最早由美国物理学家库珀提出,早在1868年,他就试图在地震发生时,希望敲响教堂的大钟,对旧金山的居民报警。但是由于受当时地震监测能力限制,这个构想未能实现。

墨西哥城是一座紧邻环太平洋地震带的城市,1985年9月19日这里发生了8.1级地震,造成近万人死亡,后经调查得知地震震中位于距离墨西哥城大约400千米的太平洋海域,地震波传到墨西哥城用了近2分钟的时间。如果能抢在破坏性地震波到达之前发布地震警报信息,也许这次地震不会造成这么大的灾难。10年之后的1995年,墨西哥城再次发生了7.3级地震,这一次,这个城市的防震减灾能力经受住了考验,刚建成不久的地震预警系统发挥了重要作用。城内居民在破坏性地震波抵达前72秒就接到了地震预警信息,采取了应急避险行动,地铁列车也提前50秒停止行驶。

同样处在环太平洋地震带,同样是地震频发的日本,1995年1月17日,阪神发生7.3级大地震,对神户市造成了极为严重的破坏。阪神大地震后,日本深刻吸取惨痛教训,建立了密集的地震台网,开始了新一轮地震预警系统建设。从2003年开始,日本利用1000多个台站着手研究建设全国性地震预警系统,称为“紧急地震速报系统”,预警台的台间距为20千米左右。该系统自2004年2月起开始测试运行,两年后,开始向煤气公司等特定用户提供预警,建成3年后向普通国民提供预警信息。日本是世界上最早建立地震预警系统的国家,也是目前地震预警工作取得减灾实效最多、应用最广泛的国家,现已建设了全国地震预警系统。2011年日本东部海域发生9级大地震后,地震预警系统向受影响的城市发布预警信息,为宫城、岩手、福岛等地区提供了数秒至30秒的预警时间,为东京地区提供了60秒以上的预警时间,数百万的民众在地震波到达之前就获得了地震发生的消息,有序地躲避到安全地点,东北新干线上27列高速运行列车及时制动停车,避免了列车出轨和重大人员伤亡。需要强调的是:地震预警是一个复杂的系统工程,日本地震预警系统之所以能发挥实效,与日本国民从小接受完备的防灾避险教育,储备了必要的知识和较强的心理承受能力分不开。

早在20世纪90年代,日本、墨西哥、美国等国家和我国台湾地区就依托实时地震观测台网,建成了现代地震预警系统,并不断发展至今。美国在加利福尼亚地区建设的地震预警系统于2013年建成;欧盟在2006-2009年间建成了欧洲地震预警系统,目前已在雅典、伊斯坦布尔、开罗、布加勒斯特和那不勒斯等开始示范应用。意大利、土耳其、罗马尼亚等国家也分别建立了各自的地震预警系统。台湾地区建成了区域性地震预警系统。

可见,世界各国都是在国家层面,稳妥的开展地震预警试验和建设,系统研发之后,都进行了较长时间的试运行后才投入正式使用。

第二个方面,地震预警技术的局限、发挥效用的条件和可能带来的风险。

地震预警系统不只是一个单纯的技术系统,建设投资巨大,涉及的问题多,是一个需要全社会参与的、复杂的系统工程,专业性、稳定性和可靠性是关键。根据原理,地震预警无法为破坏最严重的震中地区提供预警,而大量人员伤亡和财产损失却往往发生在这些盲区内;预警时间仅为数秒至数十秒,留给公众的应急处置时间极短,减灾效果有限;地震参数估算的偏差,可能会出现漏报、误报、错报等,这些是地震预警的局限和可能带来的风险。如,2013年8月8日,日本地震预警系统发出奈良县发生7.8级地震的误报,引起包括东京在内的大范围民众惊慌,日本气象厅专门为此做了公开道歉。事实上,预警系统误报或者将小地震误判为大地震,发布预警信息并采取了措施,但实际并无地震发生,或地震并不具有预估的破坏强度的事件时有发生。民众对地震具有强烈的恐惧心理,因此,以“演习”之名随意发布地震预警信息是违反我国相关法律的。

地震预警系统要正式投入运行并向社会发布地震预警信息,必须具备较高密度的地震监测台网、准确可靠的自动化处理系统、快速有效的信息发布系统、健全的法律法规和技术标准体系等条件,而民众对相关知识的储备、良好的心理素质和应急演练至关重要。

第三个方面,我国地震预警系统建设的最新进展。

痛定思痛!我国政府和公众吸取汶川地震的惨重教训,对防震减灾公共服务提出了新的要求,明确提出一定要建设我国的地震预警和烈度速报系统。目前,我国地震预警系统建设正稳步有序推进。中国地震局从2000年便开展了前期探索,汶川地震后启动了“地震预警与烈度速报系统的研究与示范应用”项目,全面开展了关键技术及实用化技术研究,研发了地震参数自动速报和地震预警及烈度速报系统,研究制定完善了相关技术标准,具备了在国内全面开展地震预警系统试验和建设的技术基础。此外,我国有关社会企业也积极开展地震预警系统的研发,在一些地区布设了简易地震仪,多针对中小地震进行了预警信息发布试验,其预警减灾实效还有待更大地震加以检验。

当前,我国已在福建、首都圈和兰州地区建设了基于地震观测台网的地震预警试验示范区;在唐山地区建设了基于密集简易地震仪网络的预警烈度速报试验区;广东珠江三角洲地震预警台网项目完成主体建设任务。其中,福建省地震预警系统于2012年9月开始投入试运行,成功处理了2013年6月2日台湾南投6.7级、2015年4月20日台湾花莲海域6.4级等地震。如台湾南投6.7级地震发生后,在地震波到达前50秒,福建省地震预警信息中心通过手机短信发出了预警信号,取得了预期效果。福建作为国家地震预警系统建设示范区,将力争在2017年全面实现地震预警信息服务。

下面介绍里程碑式的国家重大工程—“国家地震烈度速报与预警工程”项目实施及云南省的情况。

前面谈到,较高密度的实时地震监测台网及配套的通信、处理和发布系统是实现地震预警的必要基础。我国目前的实时测震台站现状难以达到这一要求。为此,按照党中央和国务院的决策部署,中国地震局在深入研究探索和开展示范区建设的基础上,通过征求意见、反复论证、多番修改完善后,提出了“国家地震烈度速报与预警工程”项目,于2015年6月正式批准立项,8月20日正式启动实施,标志着我国地震预警系统建设工作迎来崭新的一页,进入全面发展的快车道。项目建设期预计为5年,总投资近20亿元,计划于2020年左右建成使用。

“国家地震烈度速报与预警工程”项目的主要目标是实现全国范围地震烈度速报和覆盖南北地震带、华北、东南沿海、新疆西北部等重点地区的地震预警,同时强化地震速报和震源参数速报功能,为地震科学研究提供丰富的观测数据。项目拟新建和升级改造5000多个预警台站,重点预警区内台间距约25千米,建成1个国家级地震烈度速报和预警中心、约30个区域级分中心,建设台站观测系统、通信网络系统、数据处理系统、紧急地震信息服务系统、技术支持与保障系统等五大系统。

项目总体设计借鉴国际经验并结合我国国情,在空间布局和功能设计上充分融合测震和强震动两类台网资源,体现一网多用的理念,实现台网服务于震情监测、服务于地震预警和烈度速报,发挥台网整体效能。项目采用地震预警和烈度速报技术方案,既参考美日两国的成功经验,又充分反映我国在该领域的最新研究成果,尽量降低如预警信息不可靠等带来的社会风险。

国家地震烈度速报与预警系统的建成,将显著增加我国地震观测和强震动观测台网的密度,显著提高我国的地震监测能力,可在我国大陆地区实现以县级行政区划单位为单元的有感地震的烈度速报能力,在地震预警重点监测区及周边地区实现面向政府应急决策部门、公众和重要工程的地震预警信息发布能力,有助于提高我国政府和社会的地震应急反应效能,在减少人员伤亡和财产损失方面发挥作用。

“国家地震烈度速报与预警工程”是落实《防震减灾法》《国家防震减灾规划(2006-2020年)》和《国务院关于进一步加强防震减灾工作的意见(2010年)》,推动防震减灾全面发展、实现国家新时期防震减灾目标的重大项目。项目的正式启动实施,充分体现了党中央、国务院对防震减灾工作的高度重视。地震行业率先建设覆盖全国的预警系统具有开创性,作为国家突发事件预警平台建设的重要组成部分,必将带动全社会相关行业预警能力的建设。

云南省是这项重大工程建设的主要区域之一,涉及云南的重点地震预警区建设面积为27万平方千米,占全省国土面积的68.5%,拟新建和改造预警台站500多个,和已建成运行的台站进行整合,发挥作用。通过项目的建成使用,云南省有望同步形成覆盖全省所有县级行政区划单位的地震烈度速报和建设目标地区的地震预警能力,必将显著增强我省地震监测能力,提高地震基本参数的测定精度,有效提升地震应急社会服务效能。

第四个方面,国内外对地震预警行为的规定和指导。

地震预警有较强的社会、科技和公益属性,是国家功能、社会系统建设的重要内容,事关国家安全和社会稳定,社会组织或个人处理或使用预警信息不当,可能会造成惨重的人员伤亡和经济损失。社会地震预警系统是国家地震预警系统的重要补充和延伸,必须在我国相关法律法规框架内和行业部门管理下,慎重稳妥的开展,地震预警信息的发布同样必须遵守国家相关法律规定。

   以日本为例,日本建立了完善的地震预警相关法律体系。日本的《灾害对策基本法》《灾害对策基本法实施令》《地震防灾对策特别措施法》和《气象业务法》中都有关于地震预警的相关规定。在地震预警系统的管理、运营和信息发布方面,《气象业务法》明确将紧急地震速报定位为地震动的预报及警报地位,并对地震动预报及警报使用的规范名称、气象厅的信息发布义务、面向一般用户和高级用户的紧急地震速报的发布内容和条件等做了相关规定。

目前,我国还没有针对地震预警的专门法律法规,但有些法律有明确的相关规定。《防震减灾法》规定,“国家对地震预报意见实行统一发布制度。除发表本人或者本单位对长期、中期地震活动趋势的研究成果及进行相关学术交流外,任何单位和个人不得向社会散布地震预测意见。任何单位和个人不得向社会散布地震预报意见及其评审结果。”《突发事件应对法》规定,“可以预警的自然灾害、事故灾难或公共卫生事件即将发生或者发生的可能性增大时,县级以上地方各级人民政府应当根据有关法律、行政法规和国务院规定的权限和程序,发布相应级别的警报”。以上表明,地震烈度速报和预警已经具备一定的法制保障基础,目前地震烈度速报信息完全可以依法发布,待系统建成并经过试运行、配套法律法规完善后即可发布地震预警信息。

按照中国地震局的部署要求,地震系统正在推进地震预警立法工作,制定完善地震预警仪器装备、系统建设、运维、信息发布和技术服务等方面的国家标准、行业标准或者地方标准,促进地震预警工作规范化。中国地震局于2014年7月下发了《关于加强地震预警管理的通知》,提出了按照《防震减灾法》《突发事件应对法》及《地震监测管理条例》开展预警相关工作的法治要求,地震台站建设由国家实行统一规划、分级管理,地震预警发布级别由国务院或其确定的部门制定,预警信息应由县以上地震行政主管部门负责提供并由县级以上人民政府授权发布,任何组织和个人不得以“试验”、“演练”等名义随意发布和提供地震预警信息服务。

同时,我国福建、四川、云南和新疆等省区市地震预警立法工作取得实质性进展。福建省于2013年12月修订后施行的《福建省防震减灾条例》对地震预警主管部门、全省地震预警系统建设、预警信息应用等作出了明确规定。作为配套性的规章,福建省2015年8月1日起正式施行《福建省地震预警管理办法》。2014年,成都在全国率先制定第一个地方标准《成都市地震预警系统监测台站建设规范》,2015年又在全国率先制定了首个关于信息发布的地方标准《成都市地震预警信息发布技术规范》。四川省政府已将《四川省地震预警管理暂行办法》列为2015年政府规章制订计划,将争取在年内出台。《新疆维吾尔自治区地震预警管理办法》已纳入立法计划。云南省现在已完成《云南省地震预警管理规定》的起草、征求意见、论证、报送等工作,有望在2016年上半年出台施行,届时将对云南省行政区域内从事地震预警装置生产、检验检测、预警系统规划和建设、信息发布和传播、监督管理等行为活动进行规定。

最后,介绍正在开展的推进地震预警系统建设的有关工作。

一是资源整合方面。为促进地震预警系统建设和信息应用,2014年8月,中国地震局、中国气象局联合决定依托现有气象台站进行部分地震预警台站建设;2014年10月,中国地震局、教育部联合决定通过国家地震烈度速报与预警工程项目实施,在部分中小学校试点建设预警台站和预警信息服务系统。

二是工程应用示范方面。作为预警系统建设的准备,中国地震局与中国铁路总公司合作,在京津、京沪、京石武和哈大等高铁专线完成了地震监控系统布设,实现了阀值报警功能,广东大亚湾、秦山、岭澳核电站也分别建设了类似的阀值报警系统。一些高铁专线预警试验也在进行之中。

三是信息合作方面。2009年以来,中国地震局分别与广东、云南、陕西、广西等省区人民政府签署防震减灾合作协议,其中包括推进当地重点地区地震烈度速报和预警能力建设。其次与中科院、中国联通等部门和企业签署战略合作协议,就开展地震烈度速报和预警相关基础研究、系统建设、通信保障等达成共识,为推进地震烈度速报与预警的全面实用化奠定了良好的基础。

四是技术准备方面。全国地震系统正在开展深入的科学研究和试验,制定地震预警技术方案,完善技术标准规范。我国地震预警技术方案吸取了日本、美国等预警系统的优点,并从中国国情出发,实现了一网多用;通过实时连续定位、连续测定震级、信息可靠性判定等多种技术创新,努力提升整个系统的稳定性和可靠性。

我国地震预警技术取得的试验性效果令人振奋,应用与发展前景光明、令人期待。我们相信,通过社会各界的大力支持和广泛参与,尤其是诸位新闻媒体朋友的持续关注和报道,在不久的将来,我国及云南省地震预警系统建设将会取得新的进展,人们对地震预警的科学认识也会进一步提升,并在未来“与地震波的赛跑”中赢得胜利,真正发挥应有的减灾效果,造福广大人民群众。

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