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跑赢地震波的地震预警系统

作者: 学术白

时间: 2019-06-19 10:39

地震预警是指在地震发生以后,抢在地震波传播到设防地区前,向设防地区提前几秒至数十秒发出警报,以减小当地的损失。

6月17日22时55分在四川宜宾市长宁县附近发生6.0级地震。在地震发生后、破坏性地震波到达前,四川省大陆地震预警网通过提前为市民发布预警,为灾区民众避险争取了一定时间,预警网因此受到广泛关注。

那么,这个跑赢“地震波”的地震预警究竟是什么呢?

地震预警(Earthquake warming)是指在地震发生以后,抢在地震波传播到设防地区前,向设防地区提前几秒至数十秒发出警报,以减小当地的损失。一般来说,地震波的传播速度是每秒几公里,而电波的速度为每秒30万公里。因此,如果能够利用实时监测台网获取的地震信息,以及对地震可能的破坏范围和程度的快速评估结果,就有利用破坏性地震波到达之前的短暂时间发出预警。

研究表明,如果预警时间为3秒,可使伤亡率减少14%;如果预警时间为10秒和60秒,则可使人员伤亡分别减少39%和95%。

我们用Trend analysis分析了地震预警领域内的研究热点。(链接

上图是当前该领域的热点技术趋势分析,通过Trend analysis分析挖掘可以发现当前该领域的热点研究话题有synthetic data、real time、san andreas、expert system、safe evacuation、subduction zone等。

根据Trend analysis的分析结果我们可以发现,P-wave sensing是该领域的热门研究话题之一。P-wave全称primary wave即P波。在所有地震波中,P波拥有最快的传递速度,因此地震发生时,P波是最早抵达测站,并被地震仪纪录下来的地震波。

地震预警系统的工作原理就在于可以探测到地震发生最初时发射出来的无破坏性的地震波即P-波,而破坏性的地震波即S-波,由于传播速度相对较慢则会延后10~30秒到达地表。深入地下的地震探测仪器检测到P-波后传给计算机,即刻计算出震级、烈度、震源、震中位,于是预警系统抢先在S-波到达地面前10~30秒通过电视和广播发出警报。并且,由于电磁波比地震波传播得更快,预警也可能赶在P波之前到达。

此次地震发生之际,灾区周边很多民众通过各种方式收到了地震预警信息。据统计,成都高新减灾研究所建立的大陆地震预警网提前10秒向距离震中最近的宜宾市区发出预警,重庆、成都也分别获得44秒和61秒的预警时间。网上流传的视频显示,地震波尚未传递到成都之时,成都多个小区、学校安装的预警器开始红灯闪烁,并以大音量喇叭播放倒计时。倒计时结束后,警报声大作,视频开始抖动,地震波“准时”到达。

发布此次预警信息的成都高新减灾研究所(Institute of Care-Life,简称ICL)成立于5.12汶川地震后,是我国首家预警机构。ICL地震预警技术已连续预警网内芦山7级、鲁甸6.5级、康定6.3级、九寨沟7级地震等50次破坏性地震。

通过减灾所的努力,已形成独具中国特色的世界领先的地震预警成果,其系统平均响应时间、盲区半径、震级偏差等关键核心技术均优于日本,处于世界领先水平.使我国成为继日本、墨西哥之后第三个具有地震预警能力的国家。

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