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策劃:人民網科技頻道 編輯:趙竹青  

導語:

  汶川地震發生之后,地震預報技術這個似乎一直邊緣的學科開始廣受關注,其中以詬病和質疑聲居多。事實上,直到今天,人類對地震的臨震預報技術仍無法盡悉。

  在地震無法避免、臨震預報技術尚是世界難題的情況下,如果可以成功地在地震后(尤其是地震發生的最初10秒內),實現“科學預警”和“快速評估”,那麼地震帶來的傷害和損失將“大大減少”。這也是地震學研究中的一項主要工作任務。

  確實,如你剛剛知道的,在地震研究當中,預報地震其實並不是地震學研究的全部工作。

  那麼,地震工作究竟包括哪些內容呢?中國科學技術大學地球空間與科學學院教授、博導、“長江學者獎勵計劃特聘教授”倪四道給我們講述了三個關鍵詞。
 

  地震發生前
 

  關鍵詞:監測

  預報研究仍在努力

  地震預報現在還是一個世界性的難題。因為對於地震來說,觀測手段很有限,基於地表的觀測有一些,越深的地方觀直接測越少。通過鑽孔的方法可以觀測到幾百米、幾千米的深度,現在能夠超越 十幾千米深度的觀測基本上沒有,也是不大可能的,因為溫度相當高了。所以近期很難得到突破性進展。

  如果預測某個地區一年內會有地震,這種預測是沒有用處的,因為不能讓這個地區的人在一年內不做事情,所以短臨預報是很重要的。比如說中國2009年發生大地震也沒有什麼用處,可操作性太差。

  雖然短臨預報很難,但是還是要往這方面努力,因為一旦具備預報能力就能夠避免相當多的災難。這是一個世界性的難題,美國人沒有做到,日本人沒有做到,中國人雖然在這方面做了很多的積累,但還是需要比較長的時間,並且不一定是我們這一代能夠做到的事情。

  [了解更多地震預報群防群測知識 ]


  地震危險性評估

  根據歷史上發生的地震,加上對地表變形的測量,是能夠推斷某個地方地震可能性有多大,在“幾十年”的尺度上,地球科學可以對此做出一個比較准確的評估。地震危險性越高的地方,建筑的抗震性能相應地也要求越高。

  地震局的工作中有一項就是不斷探測,利用地震波把斷層找出來,通過研究斷層來研究地震,研究清楚以后就可以非常好的對建筑進行設防。

  [獨家圖解:是什麼讓5·12汶川大地震爆發?]

中國地震烈度區劃圖



  加強防震抗震意識和訓練

  安縣桑棗中學校長,在過去幾年內把教室加固,並且經常進行地震逃生方面的演習,就是地震來了怎麼讓學生從教室裡面跑出來,結果在這個地方沒有一個傷亡。可見,即使發生大地震,如果採取一些措施仍然可以避免 一定的傷亡。

  [視點:一個災區農村中學校長的避險意識 14時做客訪談]
 


  地震發生時
 


  關鍵詞:預警

  不管地震前如何設防,但地震該來還是要來。為了在地震到來之時能做出更恰當的反應,現在國際上已經開始研究,以求地震發生幾秒內就能夠很快確定地震震級等基本情況。

  比如說離震中最近的台在5秒鐘接受到地震信號(指地震波中的“快波”信號,詳見第四部分“預警原理”),又需要4、5秒的時間才能確定地震大小,這就是10秒鐘時間,地震大小就可以確定。比如說地震傳到北川這個地方有70、80公裡,面波 (破壞力強而傳播較慢的波,詳見第四部分“預警原理”)到達時需要大約30秒的時間,如果在10秒鐘內就獲得信息,剩下的20秒時間就可以採取適當的應急動作減少損失。

  另外還可以告訴大家哪些地方是沒有危險的,大家可以安安靜靜在樓裡面待著,這能避免很多的恐慌,比方說這次地震,對於成都、重慶來說有一些災難就是可以避免的。

  四步曲:快速檢測地震的發生 ? 確定地震位置、強度等基本參數 ? 預測地面震動強度 ? 對不同地區發送不同的預警
 

早期預警,地震災害避免(10秒)

十秒鐘能做的事情


  地震發生后
 

  關鍵詞:評估

  快速評估可以大大降低損失程度

  地震發生后,即使我們採取的措施及時而且恰當,但不可避免地還是會造成一些傷害和損失。比如說滑坡要掩埋一些建筑物,人類活動可以停止,但是廠房還是要倒,在這種情況下,我們 就要做地震快速評估。

  比如說這一次汶川地震快速評估就特別有用,地震發生后很多地方交通中斷、通訊中斷,哪些地方發生災難不清楚,這就要派遙感飛機進去調查,可以初步了解地震災害的分布范圍。

  根據地震波,可以做出一個災區的烈度分布圖,為我們的快速救災提供有合理的指導,在重災區要早去、多去人,輕災區就可以晚去、少去一點人。理論上最快在2小時之內就可以做出這一張圖,也就是 指揮人員到達災區的時候不僅可以知道哪裡發生地震,而且還可以知道哪的地震比較大。

  更可預測房屋橋梁損壞情況

  當然地震災害不僅僅與地面震動有關系,還與裂度有關系,結合人口密度、工業、生產的分布能夠做出一個更加合理的圖,這是需要跨學科、跨部門的事情。

  地震學不僅可以提供一張圖,還可以反推把地震過程再現。建筑損壞,橋梁損壞與地震的過程有關系,因為如果地震持續時間比較短,建筑物可能不會倒,但是如果地震持續100秒,幾次搖晃肯定會倒。現在有很多大型建筑物都有自己的框架圖、設計圖,再加上地面震動信息,就可以預測房屋損壞情況。因為雖然是同樣大小的地震,地震破裂長度、強度等參數都一樣,造成損傷有可能會完全不一樣。
 

  篇外:地震預警的原理
 

  地震,是人類一直以來都要面對的具有突發性、嚴重性的災難。古今中外人類受到地震的影響是非常嚴重的,如果對1900年以來全世界因地震 而導致的傷亡進行統計的話,就會發現地震造成的死亡人數還是相當驚人的,到2005年的時候這數字已經超過了200萬人,在所有災害中,地震是傷害最大的自然災害 之一。

  地震發生的基本的原因簡單來講就是:地球內部有能量向外釋放,造成地面對流,地面對流造成板塊運動,板塊相互作用導致地震的發生。在我國大陸,很多地震都是因為印度板塊和歐亞板塊碰撞的結果。

  地震能量釋放,產生地震波。地震波基本上被分為三大類:縱波、橫波和面波。
 
縱波(P波) 縱波是推進波,地殼中傳播速度為5.5∼7千米?秒,最先到達震中,又稱P波,它使地面發生上下振動,破壞性較弱。 破壞性:
橫波(S波) 橫波是剪切波:在地殼中的傳播速度為3.2∼4.0千米/秒,第二個到達震中,又稱S波,它使地面發生前后、左右抖動,破壞性較強。 破壞性:
★★
面波 面波是由縱波與橫波在地表相遇后激發產生的混合波,傳播速度慢。其波長大、振幅強,隻能沿地表面傳播,是造成建筑物強烈破壞的主要因素。 破壞性:
★★★


  由上分析,P波跑得快,但是它很弱,這是非常好的事情──

  因為地震預警,基本上就是要先利用地震P波,地震P波檢測到以后就可以計算出到災害有多大,地震台就可以告訴大家一會兒面波要來了,大家可以採取措施盡可能地減少損失。

  大地震參數快速確定:破裂長度、時間、強度(震級)。

  對於大地震的預警,這些參數是非常重要的。確定大地震參數,對於海嘯來說尤其重要。因為地球上海嘯多數是因為海底地震引起的,少數由於火山、滑坡引起的。
 


  怎樣去確定災害,有好多種辦法,一種辦法就是地震形成以后用遙感的辦法,比如說飛機或者是衛星到當地去看地形發生多少變化,可以推斷地震發生時候到底破裂是多少﹔另外直接就看地震波。

  這就是這一次汶川地震發生以后在全球記錄很多的地震波,在世界各地的地震監測台得到的波形是統一的,持續的時間將近100秒,把全球不同距離不同方位上的地震波收集起來,就可以推斷出這個地震形成情況,首先能夠確定地震的位置,再和余震(右圖中五角星所示)等相關數據結合起來,就能夠對地震做 出一個定性的描述。
 
汶川-青川-北川 震后衛星遙感圖

分析地震波形

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  感謝中國科學技術大學地球空間與科學學院教授、博導、“長江學者獎勵計劃特聘教授”倪四道先生對本策劃的貢獻。

  感謝中國科學院新聞辦公室對本次策劃的大力支持。

  
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來源:人民網科技 (責任編輯:張文君)
 
 
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