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日本:紧急地震速报系统的工作原理

作者：建筑中国建筑金属结构信息网网    
时间：2009-12-22 20:26:03 [收藏]

    耗时7年开发运行已2年

    　　东方早报：日本的紧急地震速报系统是从何时开始研究的？

    　　中村洋光：我们研究所从2001年开始研究开发这个系统，到现在为止已经7年了，但研究仍然在继续。

    　　东方早报：该系统何时开始投入运行？

    　　中村洋光：从2006年8月1日起，这套系统被运用于一些特殊领域，比如火车、飞机、电梯等。安装了信号接收装置的系统在接收到预警信号后，可以迅速自动停止运行。而从去年10月1日开始，提供预警的范围扩大到普通国民，他们可以通过电视、广播等接收警报。

    　　不过为了不给普通人的正常生活带来不必要的混乱，我们提供给普通国民的预警是有要求的，即必须在两个以上观测点探知到地震，且预测震级在弱5级以上。之所以要求两个以上观测点探知到，是因为有时候一个观测点有所反应，有可能是该观测点遭雷击或附近发生大的事故等，所以要求两个以上，这样数据比较可靠。之所以要求弱5级以上，是因为一般弱5级以上地震才会产生显著的损害，有必要进行事先的防备。

    　　东方早报：该系统的特征和工作原理是什么？

    　　中村洋光：紧急地震速报系统与迄今为止的地震预报的区别就是它的迅速性。气象厅通过震源附近的观测点检测到地震后，在数秒到一分钟之内可以发布多次（5至10次）地震信息。其中，第一次预报速度优先，之后提供的信息则是利用多个观测点提供的数据加以分析，逐步提高精确性。在观测精度渐渐稳定下来后发表最后一个预报并结束此次地震紧急地震速报。

    　　它的工作原理简而言之就是，利用P波与S波的传播速度的差异打时间差。地震时，会产生两种波，即P波与S波。其中，P波的破坏力小但传播速度快，它的速度在每秒6-7公里，而S波破坏力大但传播速度慢，速度在每秒3-3.5公里。地震发生时，两种震波从震源传播到地震地存在几秒到几十秒的时间差。地震地离震源越远，时间差就越大。我们正是利用这个时间差，使用仪器探测出P波后迅速发出预警。使得地震地点能够在破坏力大的S波来临之前作出反应。

    　　在这套系统当中，遍布于日本境内的观测点显得至关重要，因为正是它们第一个感知地震的。目前，我们研究所在全国拥有800个观测点，而气象厅拥有200个。

    　仍有误报慢报出现

    　　东方早报：目前对普通国民的预警运行过几次？运行状况怎么样？

    　　中村洋光：第一次向普通市民发布预警是在2008年4月28日，那次地震发生在冲绳县宫古岛近海，时间是凌晨2时32分，但是预报比地震发生迟了5秒。第二次是5月8日，我们研究所所在的茨城县发生5级地震，气象厅的预报比震中的摇晃迟了40秒。这次是第三次。从效果来看，这次地震发生情况和预想的一样，达到了预期效果。

    　　东方早报：现在这套系统有何局限性？

    　　中村洋光：仍然有不少局限性。首先是时间方面。从发布预警到强烈地震到达的时间间隔最长也不过十几秒到几十秒。因此，在离震源近的地区，在地震达到之前我们来不及预报。其次是误报。只使用一个观测点的数据时，可能会受周边地区的一些非地震因素干扰而发布错误信息，比如事故、打雷等。第三，在推断震级方面仍然有所不足。它受制于统计型距离减衰式震级推断方法的局限性。第四，在推断地震规模方面仍有不少课题。如在应对大规模地震时的预测精度存在局限性，因为很可能在地下断层正在破坏途中发布信息，而此时断层的大小和位置还没有确定。此外，当多个地震的发生时间和空间相近时，该系统不能够做到将地震适当分离并提供正确信息。最后就是安装成本比较高。

    　　东方早报：这次日本东北部地震中，仙台市在接收到预警后10秒地震才袭来。10秒对于地震逃生来说意味着什么？

    　　中村洋光：确实，10秒在我们日常的普通生活中显得非常短。但是在地震袭来之前，10秒对于人们完成自我保护工作来说则是非常充裕的时间。在10秒之内，我们应当可以顺利地找到藏身之处，当然这个前提是在平时有专门训练的基础之上，即当地震即将来临之时，可以头脑冷静地思考并选择藏身之地。如果平时没有这方面的训练的话，会感到非常恐慌，手忙脚乱，在这种情况下，10秒就显得不够了。所以我想强调的是，平时的训练也是非常重要的。

    　　中国太大观测点难密集

    　　东方早报：目前世界上其他国家和地区是否有类似的地震预警系统？

    　　中村洋光：有。比如美国的加利福尼亚州、墨西哥以及中国的台湾，他们都有类似的地震预警系统，此外欧洲也有引入。但是他们的系统和日本的区别在于，我们的预警是由政府提供的，而且误报很少，系统性能很稳定。而且，我们的观测点多，覆盖面广。

    　　东方早报：中国四川此前也发生了特大地震，您认为该系统有可能推广到中国吗？能够发挥出同样的功效吗？

    　　中村洋光：从技术上来说，如果中国能够引进该系统，那么照样可以发挥相同的功效。但是从可行性方面来讲，可能性则比较小，因为这套系统的基础是遍布各地的观测点，这样才能快速而精确地探知到各地发生的地震。如前面提到的，现在日本有1000个观测点。但是中国的国土面积太大了，如果没有足够的观测点，观测点分布过于稀疏的话，就不能稳定而快速地探知地震了。


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