九寨沟地震 它23秒成功定位

23秒后,相距九寨沟近1500公里的广东省地震局地震监测中心,向中国地震局报送了第一次自动测定结果,当时上报四川九寨沟地震震级为6.5级。

   广东省地震应急与信息中心主任黄腾浪正在模拟地震发生时的数据处理。

●专家表示地震预警对中小地震作用有限,对大地震才能显出其优势

●从下半年开始,广东省地震局计划在全省 安装200套地震预警信息接收终端

8月8日21时19分,四川九寨沟发生7.0级地震。

23秒后,相距九寨沟近1500公里的广东省地震局地震监测中心,向中国地震局报送了第一次自动测定结果,当时上报四川九寨沟地震震级为6.5级。

与此同时,不在值班的广东省地震监测中心台网室副主任洪玉清,在家中通过手机短信即时获知了这一消息。

当日21时36分,广东地震局监测中心24小时值班员通过人工校准,重新把地震级数定为7级,过程耗时15分钟。

“在人工介入校准之前,整个过程都是自动化完成的,虽然存在误差,但在这种台站密度情况下23秒的定位记录,已经处于全国较领先水平了”。广东省地震局应急与信息中心主任黄腾浪表示。

据介绍,中国地震局2015年在全国四个区域开展地震预警示范区,分别是兰州、广东、福建和首都圈。广东还是国家地震速报灾备中心,对于广东境内发生的地震,地震预警系统最快可以在地震发生后的10秒左右测定。昨日,南都记者来到广东省地震局地震监测中心,一窥广东地震预警平台的奥秘。

“地震顽童”

如何被成功监测

在广东地震数据处理中心的中央,悬挂着一个大幅计算机屏幕。黄腾浪正在进行一次模拟演示:假设河源市东源县(北纬23.80度,东经114.53度)发生7.0级地震,地震P波会最早从震源传出,2秒到达地表。距离震源最近的湖羊角地震台,则在2.6秒后首先检测到P波信息。随后在震源周边的新港地震台、新丰江台、东源锡场台,陆续在3秒内检测到地震信息。当4个地震台均接收到信息后便进行定位,并通过电磁波向各个可能受影响地区发出数据。此时距离地震发生过去了10秒,警报已响起,真正带来破坏的地震S波还“在路上”。

任性妄为的“地震顽童”是怎样被成功监控,在它大肆破坏前预警是怎样发出的?黄腾浪解释,地震的发生会产生两种地震波,最早的P波从震源传出,以每秒7公里的速度前进,其“跑得快”,迅速流窜到地表,但对地表破坏力较弱;随后“大B oss”S波以每秒约4公里的速度前进,虽然跑得慢,但破坏力强,振幅往往是P波的3至10倍,地震预警正是通过“捕捉”P波,并在P波和S波到达的时间差里,通过速度可达30万公里/秒的电磁波传出地震信息,实现在地震波,特别是S波到达之前进行预警。

“这就好比一场龟兔赛跑,S波是乌龟,虽然先跑,但跑得慢,电磁波是兔子,虽然起步迟,但跑得快,仍可比乌龟先到达终点”。根据广东地震预警系统的演示,如果河源发生地震,邻近的惠州市可以提前15秒知晓。而广州市可提前34秒获得地震预警,距离较远的厦门市则有99秒的反应时间,成功实现对震中周边区域提前预警。

10多秒预警时间

可以有效减少损失

然而,地震预警平台并非“万能”,它也存在“灯下黑”。黄腾浪表示,在震中50公里的范围内是预警盲区,地震预警无法实现。“这似乎是一对矛盾,在最需要预警的震中地区,却不能收到预警。”但黄腾浪认为,目前采用的地震预警技术,决定了其必然存在盲区。

地震预警是在地震已经发生后,快速定位并向设防区域发出警报,利用的是电磁波快过地震波的道理。“就像兔子追乌龟,兔子看到乌龟跑了再启动,看到动了需要一点反应时间,追上也需要一点时间,这时乌龟虽然慢但还是走了一点距离。因此只有比赛的距离足够长,兔子才能甩过乌龟越远到达终点。”因此,地震预警对于中小地震作用有限,对于大地震才能显出其优势。但无论大小地震,测定都需要一点时间,在震中的50公里范围内,即使“跑得快”的电磁波也只能落败于“早出发”的地震S波,导致预警失效。

如果在震中不能实现地震预警,那么广东地震预警平台的建设是否还有意义?黄腾浪给出肯定的答案。他认为,在广东历史上,曾发生过多次强烈地震,这包括了1918年南澳县7.3级地震,1962年河源的6.1级地震,以及1969年阳江6.4级等,“广东有强震再次发生的背景”。此外,由于广东属于经济发达区,不仅人口密集,高铁、核电等大型重要企业林立,一旦发生破坏性地震,将可能有重大经济损失和生命损失,而建设地震预警系统,当粤东地区发生地震时,珠三角地区可以有效减少损失。“虽然或许只有10多秒时间,但对于高铁紧急减速防止脱轨,核电站关停反应堆防止泄漏,煤气阀关掉开关防止煤气泄漏爆炸等,10多秒的时间弥足珍贵。”黄腾浪说。

广东地震预警系统

2016年6月正式通过验收

“国家地震烈度速报与预警工程”总设计师金星曾表示,要建成一套有效的地震预警系统需要具备4个条件,概括地说就是“测得到”“定得准”“传得出”“用得好”。黄腾浪认为,以这个标准看,目前为止广东只做到了前两步,拥有了地震预警成熟的技术储备,但并未在实际应用中把地震预警向民众有效发布,实现有效的预警。事实上,早在2009年,广东开始投入地震预警系统的研究。借助广东在地震监测数据处理方面的领先优势,地震预警系统于2011年底就安装在广东省地震台网。随后的5年通过不断调试和升级,在2016年6月正式通过验收。

在2012年2月16日河源东源M 4.8级地震和2013年2月22日河源东源M 4.7级地震发生时,广东省地震台网中心曾在8秒内成功测定地震,但只能通过手机短信发送给地震应急相关的人员。黄腾浪认为,预警设备终端的安装不存在技术难题,目前已经可以实现通过电视台切播、短信群发,通过手机A pp或者是与安装路由器一样简单的设备盒,便可实现地震预警的接收。然而,在没有上层法律统一指引、民众防震意识普遍不高的情况下,这样的终端传输难以常规化实现。

然而,未来这种情况有望改善。为了能将预警消息传送给公众,从今年下半年开始,广东省地震局开始了“地震预警与烈度速报终端”项目,计划在全省安装200套预警信息接收终端。这两百套终端将由财政拨款,免费安装在学校、核电站、地铁、高铁和地震应急相关单位。目前在珠海、中山、佛山等地,已经成功安装了数十套终端接收设备。

揭秘

广东有哪些

地震预警“神器”

广东省地处东南沿海地震带较活跃的中段,是华南地区地震相对多发、灾害严重的省份。自20世纪以来,我国大陆地区有14个省市区发生过7级上地震,广东省是其中之一。统计数据显示,100年来,全省发生7.3级地震1次,6级以上地震11次。为了全面保障地震安全,地震系统建立了全面的地震监测预报,震害防御、应急救援和科技创新的“3+1”体系。

A

速报系统

已实现国内地震

1分钟自动速报

自动地震速报是利用计算机自动处理地震台网的实时监测数据,实现快速地震定位和震级测定。由省地震局自主研发的“数字地震台网信息实时处理与地震自动速报系统(JOPENS)”,获得2015年广东省科技进步一等奖。该系统使我国的地震速报从人工速报提升为全自动化速报,实现了国内地震1分钟、国外地震3分钟自动速报,大大提高了地震速报的实效性和可靠性。在该系统上,南都记者看到过去24小时内的全球地震概况,将发震地点、定位类型、初定用时、发震时刻、经纬度、深度、震级一一列出,均为自动监测。该速报系统能够实时处理全球1800多个地震台站数据,在1-3分钟之内基本完成地震自动速报,并可以通过微信、微博、官网、APP、手机短信等终端自动发布地震速报信息。

依托JOPENS,省地震局又研发了“地震超快速报系统”使地震速报时间又缩短10-20秒,为地震预警项目建设提供核心技术保证。目前已经基本建成“珠江三角洲地震烈度速报与预警台网”,是目前国内精度最高、分辨率最高、台间距最小、以井下台为主的预警台网,也是全国四个地震预警试验区(项目)之一。2020年预计该项目将投入使用,可实现在我省东部沿海地区发生破坏性地震数秒至10多秒时间内向珠江三角洲城市群提供地震预警服务。

另外,我国正在开展“国家地震烈度速报与预警工程”建设,广东将承担完成建设由1172个站点组成的广东地震烈度速报与预警观测网络,并建设通信网络、数据处理、信息服务等配套系统。

B

地下监测

通过观测地震波

对地球内部精细结构探测

在平日,做好对地下的监测工作,能对地质灾区进行重点监测。地震局主要开展三项工作:一是对活断层的探测,探明地下断裂分布和断层活动性;二是地震地质灾害评价;三是通过观测地震波,对地球内部精细结构探测。

如“十二五”期间,地震局开展了对珠江口地震构造探测项目,完成了珠江三角洲地区及近海主要活动构造探查。该项目“珠江口区域海陆联合三维地震构造探测”是世界海陆同步深部探测规模最大的项目之一,项目利用海上气枪和陆上炸药作为震源,由海底地震仪、路上流动台站和固定台组成密集台网接收人工信号,通过反馈来的数据获得地壳结构特征。通过一个月的观测,获得超过200万条的地震波形数据。专家团队进行一年的数据预处理,然后再使用超级计算机进行运算,完成后期处理解析功能。目前,全省有6个地市完成了城市活动断层探测和震害预测,在17个地市的40个区县开展了地震小区规划等等。

要实现“测得到”“定得准”,除了要有强大的系统技术支持,也需要遍布全省各地的测震台作为“前哨兵”。据介绍,“珠江三角洲地震预警台网”的地震预警台采用高精度地震仪,探入地下60-100米,24小时敏锐地探测着地震源的一举一动。目前全省共有测震台159个,在地震相对频发的粤东地区,更实现了平均每15公里1个测震台的高标准。在河源水库区的地震频繁带,更密布了18个地震台,全天候监测地震数据。在省“十三五”和国家地震预警工程项目建设中,广东还计划建设更多的地震台,实现省内更高密度的地震预警。

释疑

地震预警

不等于地震预报

地震预报是对尚未发生但有可能发生的地震事先发出通告;地震预警则是指在地震发生以后,抢在地震波传播到设防区域前,向其提前几秒至数十秒发出警报,以告知当地人们采取应急措施,尽可能减少伤亡。区别是一个提前通知,一个是地震发生后才知道(尽管非常快)。

据介绍,十年的长期预报和1- 2年的中期预报预测基本准确,以该预报为基础可以划定重点监视防御的区域,进行小区域的规划。3个月的短期预报可帮助确定危险区,进行紧急布局,准确率为40%-80%不等,但对于10天左右的临震预报还有待技术上的突破。地震预警的作用就在此时凸显出来。利用地震预警系统提供数秒至数十秒的预警时间,公众可以采取避震措施减少人员伤亡。广东省地震局的高级工程师何寿清表示,不少普通民众对地震局有一定的误解,认为地震局就是在地震发生前起到预报作用,其实目前临震预报还在突破阶段,平时地震局还要打好灾前预防的基础。

“误报”“漏报”

均可能发生

地震预警系统的“误报”和“漏报”在世界各地也曾发生,事实上,日本在地震预警方面闹出“乌龙”并不少见。如2016年1月1日,日本和歌山县官方发出观测到大海啸的预警,然而气象厅观测却与之相反。事后,和歌山县官方发出更正短信。再如,2013年8月8日,日本气象厅预测奈良县和大阪府将出现按照日本标准震度为6弱到7的地震,随后又澄清该消息系误报。

黄腾浪认为,“误报”和“漏报”,能从技术操作上减少。广东地震预警系统设定4个地震预警台,在均接收到P波后才进行定位,这正是为了减少“误报”概率的发生而作出的规定。如果单纯一个地震台接收信息便发出预警,虽然速度更快,但误报率也会大增。4个地震台接收到信息后再定位,是为了在“速度”和“精准度”之间取得平衡。

花絮

地震预警全靠计算机

但也会进行数据校准

在广东省地震局地震监测中心,共有16位工作人员。每24小时至少2名值班人员,面对着大大小小十多台显示屏进行监测。尽管收集地震波、定位地震源、传输预警信息、上报中国地震局等一系列操作,均已经实现计算机在10秒内自动化完成,但值班员的人工校准仍然是必不可少的,当警报响起,他们会立刻彻查情况,判断地震的严重性,并对数据进行校准。为了提神,他们特地把内部警报铃声设为《男儿当自强》。

知多D

收到地震预警你该怎么做?

一般情况下,人们要根据自己所处的实际环境,灵活地选择避震措施。以下是两种较常见的避震措施:

(1)如果预警时间足够让接收者撤离建筑物:及时关闭火源和电源,迅速离开房间,到户外远离建筑物的空旷之处。

(2)如果预警时间不足以让接收者撤离建筑物:及时关闭火源和电源,迅速到坚固的家具下方或侧下方伏下(注意远离玻璃窗户),双手护头;或者到小开间的房屋中蹲下(注意远离玻璃镜或玻璃窗户),双手护头。等到地震震动过去后,再迅速离开房间,到户外远离建筑物的空旷之处。

相关

除了地震预警防震减灾也必不可少

“大中城市地震灾害情景构建”,是应急风险评估的重要基础。在位于或邻近大型活动断裂的城市群区,建立基于抗干扰能力强、测量精度与分辨率高的深井台阵系统。利用大数据分析技术和现代地震学科研成果,精确识别并严密监控大震的风险源以及其对城市建筑、基础社会、产业和商业的影响,构建城市地震群地震灾害的情景,据此提出有针对性的备灾措施。据了解,在灾情信息黑箱期(即地震发生后至有死亡的灾情传出时间),地震部门就利用应急基础数据库及地震灾害快速评估模型,在黑箱期初步判定地震造成的影响范围、人员伤亡、经济损失等情况。

广东已经完成地震重点监视防御区普查

避开脆弱的地质结构,地上建筑也要结实抗震。如大型桥梁、水库大坝、核电站等等,对重要工程的地震安全性评价和安全监测,港珠澳大桥就安装了世界上最大的橡胶隔震支座,港珠澳大桥的桥墩安装了长、宽均为1 .77米的世界上最大的橡胶隔震支座,能抗8度地震。目前广东已经完成地震重点监视防御区13个市14亿平方米房屋的抗震性能普查,为全国之最。广东省地震局自主研发的重大工程地震安全监测与诊断技术,已在九江大桥等14项中大工程上示范应用,深圳、阳江成为首批国家级防震减灾示范城市。

在民生方面,广东省地震局的创新平台,无偿提供了地震安全农居信息化服务。如“广东省农村民居地震安全技术服务信息网”就给地震多发地带粤东西北地区农村民居提供了地震安全居房的建筑、结构施工图,还提出房屋选址建议、提供经过培训的工人资源。

全省设有避难场所385个总面积超1500万平方米

从2008年开始,广东省开始尝试建立健全以省级应急物资保障系统为枢纽,以市、县两级应急物资保障系统为支持的应急物资储备体系,同时,广东省设有避难场所385个,总面积为15491978平方米。以广州为例,避难场所有晓港公园、黄埔体育中心、陈家祠广场、番禺南区公园等等。

另外,广东省已建成一个省级地震应急指挥中心,16个地级市应急指挥中心,已经建成2支省级地震救援队,地市级地震应急救援队14支,县(区)级地震应急救援队78支,防震减灾志愿者队伍共90支。目前两支省级救援队分别于2005年、2011年成立:第一支以省公安消防总队和广州市消防支队特勤大队为依托和主力军,由地震、工程和医疗救护等专家共同参与组成,总人数为150人;第二支省级救援队以武警广东省总队为依托,共120名队员,其中省地震局专家组20人。

出品:南方都市报科学新闻工作室 主持:陈养凯

采写:采写:南都记者 余毅菁 张伊欣 实习生 熊雅婷

摄影:南都记者 陈志刚 实习生 陈海学