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日本:緊急地震速報系統的工作原理

作者：建筑鋼結構網    
時間：2009-12-22 20:26:03 [收藏]

    耗時7年開發運行已2年

    　　東方早報：日本的緊急地震速報系統是從何時開始研究的？

    　　中村洋光：我們研究所從2001年開始研究開發這個系統，到現在為止已經7年了，但研究仍然在繼續。

    　　東方早報：該系統何時開始投入運行？

    　　中村洋光：從2006年8月1日起，這套系統被運用于一些特殊領域，比如火車、飛機、電梯等。安裝了信號接收裝置的系統在接收到預警信號后，可以迅速自動停止運行。而從去年10月1日開始，提供預警的范圍擴大到普通國民，他們可以通過電視、廣播等接收警報。

    　　不過為了不給普通人的正常生活帶來不必要的混亂，我們提供給普通國民的預警是有要求的，即必須在兩個以上觀測點探知到地震，且預測震級在弱5級以上。之所以要求兩個以上觀測點探知到，是因為有時候一個觀測點有所反應，有可能是該觀測點遭雷擊或附近發生大的事故等，所以要求兩個以上，這樣數據比較可靠。之所以要求弱5級以上，是因為一般弱5級以上地震才會產生顯著的損害，有必要進行事先的防備。

    　　東方早報：該系統的特征和工作原理是什么？

    　　中村洋光：緊急地震速報系統與迄今為止的地震預報的區別就是它的迅速性。氣象廳通過震源附近的觀測點檢測到地震后，在數秒到一分鐘之內可以發布多次（5至10次）地震信息。其中，第一次預報速度優先，之后提供的信息則是利用多個觀測點提供的數據加以分析，逐步提高精確性。在觀測精度漸漸穩定下來后發表最后一個預報并結束此次地震緊急地震速報。

    　　它的工作原理簡而言之就是，利用P波與S波的傳播速度的差異打時間差。地震時，會產生兩種波，即P波與S波。其中，P波的破壞力小但傳播速度快，它的速度在每秒6-7公里，而S波破壞力大但傳播速度慢，速度在每秒3-3.5公里。地震發生時，兩種震波從震源傳播到地震地存在幾秒到幾十秒的時間差。地震地離震源越遠，時間差就越大。我們正是利用這個時間差，使用儀器探測出P波后迅速發出預警。使得地震地點能夠在破壞力大的S波來臨之前作出反應。

    　　在這套系統當中，遍布于日本境內的觀測點顯得至關重要，因為正是它們第一個感知地震的。目前，我們研究所在全國擁有800個觀測點，而氣象廳擁有200個。

    　仍有誤報慢報出現

    　　東方早報：目前對普通國民的預警運行過幾次？運行狀況怎么樣？

    　　中村洋光：第一次向普通市民發布預警是在2008年4月28日，那次地震發生在沖繩縣宮古島近海，時間是凌晨2時32分，但是預報比地震發生遲了5秒。第二次是5月8日，我們研究所所在的茨城縣發生5級地震，氣象廳的預報比震中的搖晃遲了40秒。這次是第三次。從效果來看，這次地震發生情況和預想的一樣，達到了預期效果。

    　　東方早報：現在這套系統有何局限性？

    　　中村洋光：仍然有不少局限性。首先是時間方面。從發布預警到強烈地震到達的時間間隔最長也不過十幾秒到幾十秒。因此，在離震源近的地區，在地震達到之前我們來不及預報。其次是誤報。只使用一個觀測點的數據時，可能會受周邊地區的一些非地震因素干擾而發布錯誤信息，比如事故、打雷等。第三，在推斷震級方面仍然有所不足。它受制于統計型距離減衰式震級推斷方法的局限性。第四，在推斷地震規模方面仍有不少課題。如在應對大規模地震時的預測精度存在局限性，因為很可能在地下斷層正在破壞途中發布信息，而此時斷層的大小和位置還沒有確定。此外，當多個地震的發生時間和空間相近時，該系統不能夠做到將地震適當分離并提供正確信息。最后就是安裝成本比較高。

    　　東方早報：這次日本東北部地震中，仙臺市在接收到預警后10秒地震才襲來。10秒對于地震逃生來說意味著什么？

    　　中村洋光：確實，10秒在我們日常的普通生活中顯得非常短。但是在地震襲來之前，10秒對于人們完成自我保護工作來說則是非常充裕的時間。在10秒之內，我們應當可以順利地找到藏身之處，當然這個前提是在平時有專門訓練的基礎之上，即當地震即將來臨之時，可以頭腦冷靜地思考并選擇藏身之地。如果平時沒有這方面的訓練的話，會感到非常恐慌，手忙腳亂，在這種情況下，10秒就顯得不夠了。所以我想強調的是，平時的訓練也是非常重要的。

    　　中國太大觀測點難密集

    　　東方早報：目前世界上其他國家和地區是否有類似的地震預警系統？

    　　中村洋光：有。比如美國的加利福尼亞州、墨西哥以及中國的臺灣，他們都有類似的地震預警系統，此外歐洲也有引入。但是他們的系統和日本的區別在于，我們的預警是由政府提供的，而且誤報很少，系統性能很穩定。而且，我們的觀測點多，覆蓋面廣。

    　　東方早報：中國四川此前也發生了特大地震，您認為該系統有可能推廣到中國嗎？能夠發揮出同樣的功效嗎？

    　　中村洋光：從技術上來說，如果中國能夠引進該系統，那么照樣可以發揮相同的功效。但是從可行性方面來講，可能性則比較小，因為這套系統的基礎是遍布各地的觀測點，這樣才能快速而精確地探知到各地發生的地震。如前面提到的，現在日本有1000個觀測點。但是中國的國土面積太大了，如果沒有足夠的觀測點，觀測點分布過于稀疏的話，就不能穩定而快速地探知地震了。


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