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Science:效果与质疑,地震预警是否可行?

供稿人:张小芸  供稿时间:2008-5-20   关键字:地震预警  Earthquake  Early  Warning  
5月15日《信报财经新闻》刊发了一篇名为《中国或应研发较简单的地震预警技术》的时事评论。文章谈到,在无法准确预测大地震的情况下,日本、台湾、美国加州的一些科学家退而思其次,想办法在大地震发生之后的短短几秒至几十秒的时间内发出警告,让人们采取最低限度的应急措施,力求把生命和财产损失减至最低。这种做法,称为地震预警(earthquake early warning),有别于地震预测(forecast或prediction)。文章称,“该系统所用的科学和技术,已经比较成熟;这种预警器虽有专利,但价钱并不很昂贵,国内科技专才自己研发,也不会太难;如果广泛在内地的地震高危区安装,或有助减低将来的地震伤亡数字和财物损失”。
 
在该文的启发下,笔者搜索了《Science》杂志近年的相关论文,发现2004年12月刊登了一篇新闻报道性质的文章,名为“Some Countries Are Betting That A Few Seconds Can Save Lives”,介绍了地震预警领域的科研动态:墨西哥、台湾、日本、美国加州等地区都对地震预警系统(earthquake early warning system)投入了很多资金和研究力量,日本2004年新建成的地震预警系统耗资9000万美元;与此同时,质疑的声音也一直存在,《Science》举出的事实表明,地震预警系统只能在部分场合发挥作用,而且不能够取代地震预测。我国在部署科研经费和人力资源时,应该全面考虑上述因素。在此把《Science》文章的内容介绍给大家。
地震预警的原理
地震发生时,会自震源所传出四种波。其中P波最快,以每秒大约七公里的速度前进,但是振幅不大,所以不具破坏性;S波是速度第二快的,以每秒大约四公里的速度前进,但其震幅是P波的三至十倍,危害相当大。因此,如果地震监测站有仪器测得P波,经过系统处理后确认地震,发出警报,则人们便有时间在S波到来之前做出反应,短则几秒,多则几十秒。所处地区离震中愈远,安全时间愈长。几秒到十几秒,可以做什么呢?拥护者们认为,可以让火车和大楼里的电梯停下来,可以及时向救援机构发出信号。但是,在靠近震中的地带,由于预警时间过短,就不能发挥作用了。
 
地震预警的效果
《信报财经新闻》文章谈到,地震预警器已在零一及零三年两次加州地震(五点一级和六点三级)中成功应用。根据笔者目前查找到的资料,还无法证实这一说法。
 
《Science》文章指出这样一个事实,日本设立、改进地震预警系统已经12年了,但是得到的“回报”有限。在12年间,日本的UrEDAS预警系统只有一个在地震时成功阻止危险情况发生的例子:2003年5月,日本本州岛东北地区发生里氏7级强烈地震,当时这套预警系统成功阻止了两列正要通过高架铁路桥的火车,那座高架桥在地震中断裂成了23段。
 
《Science》文章接着指出了预警系统没有发挥作用的案例。在一次地震中,有一辆子弹头列车出轨,因为列车接近震中,所以预警系统没有及时发出警报。同样的,1995年夺走五千人生命的神户地震中,预警系统也没有发挥作用,因为底层的断裂(即震中)就发生在神户城的下面。(需要说明的是,UrEDAS预警系统在地震发生时只针对行驶中的火车采取措施。)
质疑的声音
据《Science》文章报道,对地震预警系统持质疑态度的科学家认为,在靠近震中的地带,由于预警时间过短,不能有效减少人员伤亡。质疑者还提出,预警系统抢食地震预测的科研投入,而后者更为重要。UIUC的教授Robert Olshansky就是持此类观点者,他认为太多地投资预警系统,还不如升级旧有的设备仪器。
 
对地震预警系统的质疑最大的是美国。加州理工的Heaton教授对《Science》表示,联邦政府的相关机构已经拒绝了他关于在南加州测试地震预警系统的数个建议。联邦政府已经得到了支持和反对声音混杂的评价意见,“向联邦政府提供评价的人,一半认为预警系统是个好主意,另一半说它不是很有用”。
 
台湾的地震预警系统于2000年建成,花费93万美元;墨西哥的预警系统于1991年完工,花费120万美元,日本的Nowcast预警系统于2004年部分投入使用,花费9000万美元。《Science》杂志提出观点:面对争议,只有让事实和数据说话。地震预警系统在台湾、日本、墨西哥的实验效果将会是最具说服力的。(各国家和地区对预警系统的投入详见本网站吕玉洁、卞志昕相关文章)
参考资料
1.Some Countries Are Betting That A Few Seconds Can Save Lives, Dennis Normile, Science 24 December 2004 306: 2178-2179
 
2. 《中国或应研发较简单的地震预警技术》,练乙铮,信报财经新闻,2008-05-15

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