预警打的是“时间差”
“地震预报”和“地震预警”这两个很容易被公众混淆的概念,虽然只有一字之差,却完全不是一回事。地震预报指的是地震发生前发布的地震警示(分为长期、中期、短临预报),对于大家特别期待的、能预报某个地震即将在哪里发生、多大震级的“临震预报”,依照人们现在掌握的科学知识和技术手段,还没有一个国家有能力发布。地震预警则是在突发性地震发生时,抢在严重灾害尚未形成前,向重要工程设施及城市发出警告并采取措施。
就近震而言,地震波以纵波(P波)和横波(S波)为主,传播速度分别约为每秒6公里和3.6公里,其中,横波的破坏性更强。地震预警的原理并不复杂,就是依靠相对密集的地震观测站,捕获到地震发生后传播较快的前几秒纵波时程,通过一定的判定方式,快速确定震中位置和震级大小,再利用地震波与电磁波(每秒30万公里)的速度差,在破坏性地震波(即横波)到达前,给震中周围区域发出警告,告知地震大小和地震波到达的时间。
徐永林表示,地震的发生是无法人为阻止的,因此,减灾也是地震部门的主要职责之一。研究结果表明,如果预警时间为3秒,可使人员伤亡率减少14%;如有10秒,人员伤亡率减少39%;如果预警时间为20秒,可使人员伤亡率减少63%。“因此,地震预警抓住的就是宝贵的时间差,减少地震灾害。如,及时让距离震中较远的震区百姓从房屋中撤离;及时切断铁路、核电站等设施的电源等。”
我国将建四大预警区
利用电磁波和地震波的时间差来发布地震预警,这一概念最早是由美国的库珀博士于1868年提出的,限于当时的技术水平,库珀的构想迟迟未能实现。直到上世纪90年代,随着计算机技术、数字通信技术和数字化强震观测技术的日渐成熟,日本、墨西哥、美国等国家和我国台湾地区都开始尝试依托实时的地震观测台网建成地震预警系统。其中,日本是世界上最早建立地震预警系统的国家,由于该国各地都地震多发、国土面积小,它已经建成了面向公众和企业的全国性地震预警系统;而幅员辽阔的美国,则在地震多发的加利福尼亚地区建设了地震预警系统。
据徐永林介绍,我国从2009年12月也开始实施国家科技支撑计划项目“地震预警与烈度速报系统的研究与示范应用”,目前正在福建进行试点试验。据透露,未来,中国将在华北地震带、东南沿海地震带、南北地震带和新疆北天山地震带建立四大地震预警区。
上海高楼需远震预警
那么,不在地震多发带的上海,有多需要地震预警?“以上海的城市面积而言,假如中心城区发生地震,对市郊地区发布地震预警难度较大。”有史料记载的、震中在上海的最严重一次地震发生在1624年的原南市区,震级为4.7级,烈度约6度。“上海现在一般新建建筑物按照7度烈度来设防,重要的建筑按照8度设防,以确保建筑在地震中的抗震性能。”
徐永林指出,虽然上海本地直接发生中强地震的概率非常小,但是会受到周边区域地震的影响。他坦言,对于上海这样一座特大型城市而言,拥有众多高层和超高层建筑,这些建筑的固有周期长,加之城市的软土覆盖层较软,在一定范围内对地震波有放大作用,因此,会明显受远处大地震影响。如台湾发生8级大地震,按理论估算,上海高层建筑高区的震动加速度将达100Gal左右,这种大小的震感有时能令物体倾覆。“可见,远处有中强震发生时,上海的高层建筑会有强烈震感,虽不至于造成多大的物理破坏力,但会给建筑内的人们带来极大的心理恐慌。因此,针对这类事件的远震预警是相当有必要的。”
本报记者 马丹 董纯蕾