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地动预警的“能”与“不克不及”

工夫:2015-12-09 08:23:47.0 泉源:科普中国 作者:

  汶川地动当前,特殊这天本3.11地动当前,"地动预警"这个名词热了起来,旧事媒体、微博微信上时时时地就呈现地动预警的音讯和报道,有些报道还把地动预警和地动预告混杂起来。大众和许多网友不时地来讯问:什么是地动预警,地动预警是怎样回事,怎样停止地动预警,地动预警真的能救命吗?

 

  地动预警是怎样回事?


  要理解地动预警,先要理解一下地动和地动波。地动是地壳岩石断裂在极短工夫内开释出少量能量的后果,这种宏大的能量可以激起出一种向周围传达的弹性波,我们称为地动波(图1)。

 

图1 近震记载

 

  地动波在地动发作后会次要发生两品种型的波,一种是体波,包罗纵波和横波,此中纵波也称为P波,横波也称为S波。纵波是挤压通报的波,横波是剪切通报的波。另一种是面波,是由纵波、横波在地表相遇后叠加而成的混淆波,其波长大,只能沿地外表传达。大地动发作后,对空中形成毁坏的次要是横波(见图2),面波也会形成空中毁坏。

 

图2 地动纵波和横波表示图

 

  "地动预警"复杂地说,它是在大地动发作当前,请留意是"地动发作当前",在发作地动左近的地动监测台站检测到地动,立刻收回警报:"我这里地动了!",从而使间隔地动较远的中央在毁坏性地动波还没有抵达之前可以避险和逃生。

   地动预警的原理是什么呢?由于地动波的传达速率每秒仅为几公里,绝对电磁波的传达速率每秒30万公里要慢得多,人们就将地动发作的音讯用电磁波手腕(德律风、播送、电视、网络、手机)敏捷地传给远方,在间隔发作地动较远的中央,收到警报时地动波还未抵达,从而接纳告急步伐停止逃生和封闭电、气、水等生命线设备,使地铁、高铁加速等。如许就可以增加地动形成的丧失,防止次生灾祸的发作。这就好像防空警报一样,晓得敌机曾经降落了,拉响防空警报,提示人们规避。

   地动预警应该叫"地动警报"


  能够有人会质疑,这明显是警报,怎样能被称为预警?

   的确云云,"地动预警"这个名词中的"预"字每每使人们以为是指在地动没发作时或许地动发作之前收回的警报,由于在汉字里"预"字有事后之意,以是许多人经常会把地动预警和地动预告相混杂。地动预告是指地动发作之前收回的预测陈诉。这里还需求阐明,由于地动是发作在地壳的外部,人类如今还无法静态观察和探测到地球深部的情况变革和地动发作的进程,因而现在还无法迷信验证地动发作的缘由及精确预测地动的发作。

   地动预警这个词是从英文"Earthquake Early Warning"翻译过去的。精确的中文应译为"地动报警或地动警报",而不该译为"地动预警"。地动预警容易和地动预告混杂起来。在日本称"地动预警"为"地动告急速报",美国在加州新树立的地动预警实验零碎就称为"Shake Alert"零碎,即震惊警报。在中国虽然我们频频号令不要再用"预警"这个词,但是商定俗成,改起来也不容易。以是现在所说的地动预警,便是地动警报!

 

  怎样停止地动预警?


  怎样停止地动预警呢?人类早就有地动预警的想象,比方,1868年美国旧金山日报登载的地动预警的想象,就十分抽象地通知我们怎样停止地动预警。由图3我们看到,地动发作后纵波和横波由震源向外传达。纵波传达速率较快,约莫6公里/秒,但震惊绝对较小,毁坏性也小。横波传达速率较慢,约莫3.7公里/秒,携带能量大,是地动发作时形成毁坏的次要首恶。地动预警零碎便是应用震中左近监测仪器捕获到地动纵波后疾速预算地动参数,比方发震时辰、地动强度、地动地位、震中烈度等,并预测地动对周边地域的影响,抢在

图3 1868年旧金山日报登载的地动预警想象

   横波抵达震中周边地域之前,经过电子通讯零碎,如播送、电视、网络、德律风、手机、报警器等公布警报信息。在图3的右下方还把中国的侯风地震仪画上去了。19世纪的地动监测设置装备摆设很粗陋,监测台站也很少,因而无法完成地动预警的想象。地动预警需求麋集地动观察网和智能化的处置零碎,如许才干包管大地动发作后疾速收回地动警报,以是人类百年曩昔的空想,明天才得以完成。

   地动预警是有盲区的


  地动预警能不克不及救命,是不是全能的呢?不是不断说地动报警是给远处的人们收回地动警报,那么地动发作较近的地区警报有效吗?的确,地动预警在原理上就存在一个难以防止的"预警盲区"。

 


图4 地动预警盲区表示图

 

  图4是地动预警盲区的表示图。红星为震源,红屋子为地动台。后面我们说过从地动发作到收回警报需求工夫,这个工夫包罗:(1)地动波从震源抵达地动台与(2)地动台收到地动信号再断定地动所需工夫的总和。在这段工夫里,地动波还是传达,这段工夫对应的是横波传达间隔,我们称之为地动预警盲区。

   假定最抱负的状况是地动台恰好在大地动的上方,也便是在震中地位。假如地动发作在12公里深,依照地动纵波传达速率6公里/秒,则地动纵波传到空中地动台约莫需2秒钟,地动台收到地动波后需求停止疾速的盘算,从而确定前述的地动参数。现在环球最高程度的盘算需求运用前3秒地动波,如许最短工夫需求5秒中才干收回地动警报,这时地动纵波曾经走了30公里左右,地动横波也曾经走了快要20公里左右,我们称纵波走过的半径30公里和横波走过的20公里以内的地区为纵波和横波的地动预警的盲区。如前所述由于地动毁坏的首恶是横波,以是普通指横波的地动预警盲区为地动预警盲区。显然在盲区内警报收到时,有毁坏力的横波曾经抵达或过来了。

   关于中小地动,地动预警作用无限。而大地动在盲区以外的肯定地区仍会发生激烈震惊,具有肯定的毁坏性,假如停止地动预警,就可以加重盲区以外的灾祸,我们把这个地区称为地动预警的获益区。再远的地区,比方烈度为6度以下较远的地区,地动预警的作用也就不大了,称为地动预警的有效区。因而可以说地动预警对震级大的地动作用才大。

   这时就呈现了一个题目,盲区内能够是地动毁坏最大的地域。因而要使地动预警取得更大的效益,在技能上需求只管即便延长处置地动的工夫,但是无法清除盲区。固然有研讨标明地动警报关于盲区也是有效的,它相称于给人以警示,无需人们再本身判别就可立刻避险,其次,衡宇的毁坏并不是横波抵达就立刻毁坏。别的主动告急处理也可以在失掉警报后立刻举措,比方堵截电源,增加次生灾祸发作。

  总之,作为地球迷信近些年开展的新技能,地动预警的确是有减灾作用。同时地动预警也是社会工程,我们需求理解和准确地运用才干更好地发扬它的作用。现在我国正在树立地动预警零碎,有些地域曾经开端停止地动预警的实行和树模,我们很快就有地动预警了!

 

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