33秒！地震預(yù)警還能再早一點(diǎn)嗎？

　　7月12日，河北省唐山市古冶區(qū)發(fā)生了5.1級地震，震源深度10千米，河北、天津、北京、遼寧等地均有震感。

　　“地震橫波將在33秒后到達(dá)，天津市震感輕微，請合理避險(xiǎn)。”天津市有居民表示，自己是從電視中彈出來預(yù)警信號第一時(shí)間得知地震信息的，還有人從手機(jī)App上得到預(yù)警。

　　社交媒體上，預(yù)警信息獲得不少點(diǎn)贊，也引發(fā)熱議：全國范圍內(nèi)，都能做到像天津這樣的地震預(yù)警信號發(fā)布嗎?目前我國的預(yù)警能力如何?地震預(yù)警的時(shí)間還能再早一點(diǎn)嗎?對此，《中國科學(xué)報(bào)》采訪了相關(guān)專家。

　　預(yù)警信息如何發(fā)布

　　此次唐山市古冶區(qū)發(fā)生地震，成都高新減災(zāi)研究所(以下簡稱減災(zāi)所)與應(yīng)急管理部門聯(lián)合而建的大陸地震預(yù)警網(wǎng)，提前3秒給距震中26千米的唐山市發(fā)布了“烈度4.2度、強(qiáng)烈震感”的預(yù)警信號，提前33秒給距震中131千米的天津市發(fā)布了“烈度2.1度、輕微震感”的預(yù)警信號，在電視上以倒計(jì)時(shí)的方式提醒公眾。

　　減災(zāi)所是2008年汶川地震后組建的，專注于災(zāi)害預(yù)警技術(shù)研發(fā)、成果轉(zhuǎn)化及應(yīng)用。

　　減災(zāi)所所長、四川省地震預(yù)警重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室主任王暾告訴《中國科學(xué)報(bào)》：“我們向公眾發(fā)布預(yù)警信息主要是通過電視、手機(jī)，我們與小米、TCL、長虹、vivo等生產(chǎn)廠商合作，內(nèi)置相關(guān)軟件，根據(jù)設(shè)備位置信息提供相應(yīng)的預(yù)警信息。其它手機(jī)品牌用戶可以通過App‘地震預(yù)警’體驗(yàn)相關(guān)服務(wù)。”

　　他表示，在日本，除了手機(jī)內(nèi)置的地震預(yù)警App外，也利用基于運(yùn)營商網(wǎng)絡(luò)的小區(qū)廣播協(xié)議進(jìn)行信息發(fā)布，但缺點(diǎn)是無法進(jìn)行倒計(jì)時(shí)。

　　據(jù)了解，2014年，我國已建成延伸至31個(gè)省市區(qū)的大陸地震預(yù)警網(wǎng)，覆蓋國土面積220萬平方公里，覆蓋地震預(yù)警一線區(qū)(即人員密集的地震區(qū))約6.6億人口。

　　王暾說：“2008年汶川地震時(shí)我國并沒有預(yù)警能力，如果以現(xiàn)在的水平估計(jì)，可以提前7秒給汶川縣城發(fā)出預(yù)警，分別提前18秒、31秒給成都、北川預(yù)警，這將會(huì)大大減少地震帶來的損失。”

　　不同用戶不同需求

　　地震發(fā)生時(shí)，主要產(chǎn)生兩種地震波：一種是速度較快但破壞較弱的縱波(6.0km/s)，另一種是速度較慢但破壞較大的橫波(3.5km/s)�？v波比橫波傳播速度快，電磁波(300000km/s)遠(yuǎn)比地震波傳播速度快，之間會(huì)產(chǎn)生幾秒到幾十秒不等的“時(shí)間差”，這為震中區(qū)周邊目標(biāo)區(qū)域的預(yù)警、響應(yīng)帶來了可能。

　　研究表明，預(yù)警時(shí)間為3秒，可使人員傷亡比減少14%;如果為10秒，人員傷亡比減少39%;如果為20秒，可使人員傷亡比減少63%。

　　中國地震臺(tái)網(wǎng)中心工程項(xiàng)目管理處處長王松介紹，目前，在地震發(fā)生的幾秒內(nèi)，震中附近的地震臺(tái)站能夠捕捉到縱波，預(yù)警中心能夠利用地震波信息快速計(jì)算出時(shí)間、地點(diǎn)、強(qiáng)度等地震參數(shù)，搶在具有更大破壞性的橫波到達(dá)之前，對可能遭受破壞和影響的地區(qū)發(fā)出警報(bào)。

　　根據(jù)“國家地震烈度速報(bào)與預(yù)警工程”項(xiàng)目計(jì)劃，全國將在五年(2018年—2022年)內(nèi)建設(shè)15391個(gè)臺(tái)站，在華北、南北地震帶，東南沿海等重點(diǎn)預(yù)警區(qū)內(nèi)，臺(tái)站之間的平均間距縮短為約12.5公里。到2023年，將在全國范圍形成地震預(yù)警能力。

　　有了預(yù)警能力后，如何有效地向預(yù)警終端提供信息服務(wù)則是更需要重視的問題。

　　不同用戶對預(yù)警信息的需求不同：對于高鐵、化工等行業(yè)來說，需要建立獨(dú)特的行業(yè)應(yīng)用，與生產(chǎn)調(diào)度系統(tǒng)對接;對于政府管理部門，則需設(shè)計(jì)相應(yīng)的預(yù)警終端，提供給應(yīng)急管理部門、交通部門，幫助其進(jìn)行決策;對于中小學(xué)校來說，預(yù)警信息可能以警報(bào)、鈴聲的形式發(fā)布。

　　“地震臺(tái)網(wǎng)中心與高鐵行業(yè)的合作已有十多年的歷史，預(yù)警信息在高鐵中的應(yīng)用問題已經(jīng)解決。行進(jìn)中的列車收到預(yù)警信號后，會(huì)立即減速。目前部分線路已經(jīng)作為試點(diǎn)，逐漸會(huì)推廣到所有線路。”王松說。

　　中國地震局地殼應(yīng)力研究所所長、研究員徐錫偉介紹說，除了地震本身造成的破壞，由地震帶來的管道泄漏、工廠爆炸、火災(zāi)、滑坡、泥石流等次生災(zāi)害甚至比前者更嚴(yán)重。

　　“比如城市中，得到預(yù)警信息的數(shù)秒內(nèi)，如果能迅速關(guān)閉管道閥門、切斷電源，控制列車減速，就可以大大減少次生災(zāi)害。”

　　中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)地球和空間科學(xué)學(xué)院教授王寶善認(rèn)為，從全國范圍來說，目前我們已經(jīng)具備了相應(yīng)的預(yù)警技術(shù)和能力，“但如何能將不同行業(yè)、不同震中距對信息的需求、軟硬件設(shè)施，不同省份的規(guī)劃結(jié)合起來，是尚待解決的問題。”

　　縮小預(yù)警盲區(qū)的面積

　　通常來說，距離震中最近的地區(qū)是受地震影響最嚴(yán)重的地區(qū)，但這里和震中地區(qū)同時(shí)震動(dòng)，很難進(jìn)行預(yù)警，即存在預(yù)警盲區(qū)。

　　王暾介紹，“以震源深度為10千米的地震為例，從地震發(fā)生到預(yù)警中心發(fā)布信息的理論極限是3~3.5秒，其中包括了縱波從地下傳至地面所需的1.5~2秒。”目前，大陸地震預(yù)警網(wǎng)平均預(yù)警時(shí)間是6.2秒，預(yù)警盲區(qū)半徑為21千米。在四川省部分地區(qū)可以達(dá)到4.5秒，半徑15千米。

　　如何盡可能減少預(yù)警時(shí)間延遲、縮小預(yù)警盲區(qū)的面積，是地震預(yù)警領(lǐng)域的重點(diǎn)攻關(guān)方向。王暾認(rèn)為，一方面要靠信息技術(shù)的優(yōu)化，不斷提高信息從傳感器到監(jiān)測臺(tái)站、預(yù)警中心的傳輸速度，增強(qiáng)計(jì)算處理能力;另一方面要加密傳感器網(wǎng)絡(luò)。

　　公眾所期盼的“像天氣預(yù)報(bào)那樣提前獲知地震信息”是世界性難題。王暾曾提出“地下云圖”的概念，即實(shí)時(shí)監(jiān)測地下應(yīng)力和能量變化，勾畫出這一動(dòng)態(tài)演化過程。目前，減災(zāi)所正在四川、云南建設(shè)地下傳感網(wǎng)絡(luò)，包含2000多個(gè)傳感器，預(yù)計(jì)今年建成。

　　而在預(yù)警和預(yù)報(bào)之外，“合理規(guī)劃，科學(xué)避震”也是有效減輕地震災(zāi)害的重要途徑。

　　“參考一般建筑物50~70年的壽命，地震區(qū)劃圖以50年為周期，給出了我國大陸各地區(qū)的地震動(dòng)參數(shù)預(yù)測，即某地在未來50年內(nèi)有多大的概率發(fā)生多強(qiáng)的地震動(dòng)。”王寶善告訴《中國科學(xué)報(bào)》，建筑規(guī)劃時(shí)期，應(yīng)盡量避開高風(fēng)險(xiǎn)地區(qū)，實(shí)在無法避開的，要提前進(jìn)行規(guī)劃，采取一定的減、隔震措施。