丛林穿行者

标题: [转帖]地震预警技术，有两个方向 [打印本页]

作者: 龙眠 时间: 2008-5-15 22:42:40 标题: [转帖]地震预警技术，有两个方向

人总想知道未来的事，无论大如国运凶吉、经济盛衰，小如明天天气、股市涨跌，有办法的话，都想预计。古人用的方法多是占卜，现代人则多用各种科学方法、统计模型。有些方面，人类的预知能力已经不错，但对自然灾害---如台风、地震等的预测工作，只累积了粗浅经验。四川发生地震，有些民众抱怨政府没发出预报；政府或有政治经济考虑，但比较合理的解释，仍在科技层面。
科学家为预知地震发生，进行了多方面研究，方法有直接、间接两种，依靠观察动物反常行为去判断地震即将发生，是一种间接方法。直接方法是收集地震多发区的地质资料和地震数据，建立预计模型，用试误法改善模型的预计能力。发展这种方法十分困难，原因一是震中心常常在地面之下好几十公里，有时还在海底下面，上天容易入地难，最有用的地质数据最难掌握。二是大地震在某一地区发生的频率低，通常几十年、几百年才一次，故有用的数据严重不足，无法精确估算；一般来说，预测未来事件所需的过去事件数据点，通常要2、30个，在同一地震区收集这么多次的大地震资料，需要几千年。强度较低的地震次数多一些，但也不够，如加州Parkfield镇百多年来取得6次6级左右的地震，平均22年一次，最近一次按推算应在01年发生，但迟至04年。Parkfield地震的预测工作所用数据，是全美最好的，结果，时间误差仍大。况且，中等程度地震的预测方法，能否用在强度7级以上的大地震，本身就是一个需要时间才能解决的问题；同样，在某一地震区得出的预测模型，放到另一地震区是否有效，很难说。
准确预测大地震，世界上还没有哪个国家办得到。因此，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（earthquakewarning），有别于地震预测（forecast或prediction），所用的科学和技术，已经比较成熟。
地震发生后，冲击波从震中心向四面八方散发；这些冲击波有很多种，但与地震预警有关的，只有4种：第一种，称为P波，P指primary，有领先的意思；这种波是预警的关键，因为它在地质媒介中的传播速度最高，同时又那么巧不具破坏性。地震发生后，监测仪器最先接收到的，就是这种波。从物理学的角度看，P波和声波是同一样东西，如果传播媒介是空气，P波便可以听到。
第2种，称为S波，S指secondary，是其次或第2的意思，其传播速度只及P波的6成，波幅则大好几倍，故有相当的破坏性，但非严重；这种波不是声波，人的耳朵听不到。产生S波的方法很简单，在家里也可做到：双手拿着枱布的一边，上下一幌，一个S波便由近而远以枱布为媒介传到枱的另一端。
第3种和第4种，是地震灾害的元凶，分别称为L波和R波，L是Love，R是Rayleigh，是发现这两种波的科学家的名字。L波的速度是S波的90%，R波则最慢，是S波的70%。地震时产生的这两种波的波幅最大，其波长刚好与大概8层高的建筑物产生共震（这种高度的建筑物在中小城镇很普遍），故破坏力极大。L波在传播方向线的左右作之字形摆动，R波的运动方式则和海洋波浪一样，介质粒子作椭圆形上下运动（可以想象，如果你脚下的泥土以这两种方式运动的话，你很难站得稳）。
美国地质服务局给出这几种波在普通地质媒介中传播的速度（以英哩每秒计）分别为：P是2.8，S是1.6，L是1.5，R是1.2。按这些速度计，在距离震中心20英哩处测得P波之后约6至9秒，破坏力次强和最强的震波S，L和R便顺序接踵而至；因此，如果有仪器测得P波，发出警报，则人们便有6至9秒钟的时间作出反应。如在小学校或住家平房里，可先关掉煤气或电源，然后飞奔出外。如果在高大的多层建筑物内，则可躲到指定的坚固的桌子或门框下面。实际的安全时间还可能多几秒，因为建筑物不一定一震便塌，而是不断摇幌几秒或十几秒之后才塌，故先抓一瓶平时已准备好的水或1.食物，然后才躲起来也来得及。离震中心愈远，安全时间愈长，最多可达40秒。按此原理研发的地震预警器，早在十年前已经面世，并在01、03年两次加州地震（5.1级和6.3级）中应用。这种预警器虽有专利，价钱并不昂贵。如果广泛在地震高危区安装，有助减低将来的地震伤亡数字和财物损失。Back

作者: 龙眠 时间: 2008-5-15 22:43:51 标题: [转帖]地震预警技术，有两个方向

对四川大地震救助活动的报道中，似乎没看到、听到类似人定胜天之类的口号，是中国人意识变化的一大飞跃（66年邢台大地震、76年唐山大地震时，类似的口号很多）。
在日本，地震列为4大可怕之事---地震、打雷、火事（火灾）、老爸之首。
日本人选择住宅时，最先考虑的就是抗震性能。1923年的关东大地震，死者与下落不明的达14万以上。因为正值午炊，煤气管断裂，引起东京一片大火。当时被烧死的远远多于死于震灾。现在，日本一讲到地震，首先就提醒人们关煤气。日本古来的住宅都是木造的，一烧就是一大片，可能与地震等其它灾害合并发生。
另外就是台风、海啸。现代气象技术可预测台风的路径、强度等要素，但每年碰上大台风，还是要死人。海啸与海底地震密切相关，好在速度远不及震波，有一定的避难时间。日本电视每逢速报地震发生，同时一定要说明是否可能有海啸。
地震最不可预知的。日本的地震观测和预报技术是世界顶级的，但仍只是作一些中长期的预报。比如，预报在今后30年静冈县附近海区发生灾害性大地震的可能性为40%-50%；50年以内高达80%云云。但一两天、几个小时的临震预报仍不可能。没有临震预报对民众就没有作用，大量的人群不可能在户外等待一两个月。
政府和学界绝不会宣扬是否准确预测到某次地震，这样只能使人盲目相信地震是可以预测的。学者组成的地震预知联合会，除了提出中长期预测，也就是在大地震后出来讲会不会有余震、规模多大等等。对动物等的震前预兆，日本也在研究。如鲶鱼可预报地震之说，广为人知。但因为不可能证实准确率，就很难作为预测、预报的根据。
日本人对自然有一种敬畏的感觉。明白自然的威力，不是无所事事，但也不妄想抗拒。对几乎不可预知的地震，除了积累数据，深入研究，更重视现实中可能防止的灾害；灾害发生后的联络、救援和防止次生灾害等。
去年10月开始，日本使用一种紧急地震速报系统（不是预报），是世界首创。该系统由气象厅通过日本全国1000个地震计，在测到预计最大烈度5度弱以上的地震发生后，利用震中传出的较弱的纵波（P波）和较强的横波（S波）之间几十秒的时间差，向公众发出警报。通过网络、媒体，使列车、汽车停驶等，防止发生大灾害。对房屋中的人员，时间仅够关掉煤气，爬到桌子底下避难等。理论上也只是对离震中愈远效果愈大（纵横波的时间间隔长），震中附近几乎没有作用。即使如此，日本这一系统开始使用以来，发出两次警报，均没有报准。一次烈度不到5度弱就报了，虚惊一场；本月8日，关东一带的5度弱地震，预报系统却过小测定，直到人们感到大震动（S波）后，才发出警报，晚了近一分钟，6人受伤。说日本人敬畏自然，是一方面，也有其诙谐、达观甚至调侃的一面。把老爸与地震、打雷、火灾连在一起，就是一例。古来的日本老爸，平时不言不语，板着个脸，家里人都躲着他，怕他发脾气。日本人也把地震看成老爸一样，一发作就过去了，过一阵又会发作的。

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