雷火app官网-雷火电竞亚洲先驱

雷火app官网-雷火电竞亚洲先驱

公司新闻

地震预警系统的实践及与实时地震学发展之间的

编辑:雷火app官网-雷火电竞亚洲先驱时间:2022-07-18 23:56点击量:80

  科学界的讨论变成了防震减灾的实践地震预警系统在过去30年里逐渐从。系统的发展的基础上本文在调研地震预警,机构围绕地震预警开展的研究梳理了近年来不同国家、不同。能手机来实现地震预警的一种尝试性方法介绍了采用简易烈度计(MEMS)和智。统发展空间范围的基础上在传统分析地震预警系,展时间节点信息分析预警系统发,实时地震学发展之间的关系讨论地震预警系统的实践与。

  80年代起自20世纪,计算机自动处理技术的发展随着数字地震学和通信、,early warning system地震早期预警系统(earthquake ,WSEE,系统)应运而生简称地震预警。震级和发震时刻)和强地面运动参数的可靠估算该系统旨在快速提供关于地震参数(如震中、。1世纪后进入2,后的几秒至几分钟内提供警报地震预警系统可以在地震发生,定的区域(例如预警“盲区”以外的近震区)此时破坏性较强的地震面波没有到达某些特,有可能是极震区而这些区域也极,方面具有非常巨大的潜力因此该系统在防震减灾。

  系统包含2类系统现有的地震预警,和现地地震预警系统即异地地震预警系统。用震源区附近的监测台网向远处的潜在破坏区进行预警异地(frontdetection)地震预警利;当于在目标防御区周围画出“保护圈”而现地(onsite)地震预警相,利的信号都将立即发出警报“保护圈”检测到任何不。意的是值得注,发挥作用的区域在异地预警不能,时间(leading time)现地预警通常能够提供可用的前导;以发挥作用时当异地预警可,充足的前导时间其通常可提供。震预警系统的优势为了更好地发挥地,相互融合的趋势这2类系统有。

  预警系统在防震减灾方面的巨大潜力越来越多的国家和地区意识到地震,当地实际的预警系统开始大力发展符合。报系统(Seismic Alert System世界上第1个运行且投入公共服务的是墨西哥地震警,S)SA。1世纪进入2,法与技术的更新随着地震预警方,统开始投入实时测试越来越多的预警系,了与之相关的预警成功或失败的例子地震学家划分了2类预警系统且介绍。国内外地震预警系统的方法和技术做过总结和整理中国也有学者从中国防震减灾的实际需求出发对,究表明相关研,带、东南沿海地区等)布设地震预警系统是可行且迫切的在中国一些地震重点监视防御区(如首都圈、南北地震。的发展非常迅速中国地震预警,已经正式立项并完成了台址勘测工作国家地震烈度速报与预警工程现在。的重要试点区作为该工程,的建设取得了重大进展福建省地震预警系统,始向公众提供预警服务并计划在2017年开。方面另一,urcing)”概念的引入随着“众包(crowdso,计(MEMS)与智能手机相结合的方式地震学家和工程师开始尝试采用简易烈度,新的地震预警实现一种全。

  代的来临大数据时,域都在发生深刻变化使得地震学的许多领,基础上的地震预警系统其中包括建立在测震学。录获得海量的地震数据实时地震台网连续记,来使得相关领域发生变革而海量的地震数据反过,关学科的发展进一步推动相。震预警系统的发展本文调研了全球地,在地震预警实施方面的研究和工作总结过去30年来不同国家和地区,下地震预警系统研究的新动向特别关注了大数据时代背景。统发展现状的总结和梳理通过对当前地震预警系,和规划提供相应的参考和借鉴希望为地震预警系统的建设。

  6年12月截至201,括墨西哥、中国台湾省、土耳其、罗马尼亚、日本、韩国已建成地震预警系统且投入实际使用的国家和地区主要包。

  墨西哥1)。警系统有2套台网墨西哥现有的预,Guerrero)提供预警服务的地震警报系统(SAS)第一套是为墨西哥城(MexicoCity)和格雷罗州(。了超过1万人死亡和3万人受伤1985年的墨西哥地震造成,次的教训后在吸取此,为25家学校和地铁提供预警服务SAS经过建设于1991年开始,年开始面向公众预警并最终于1993。罗海岸布设的加速度计组成SAS现在由48个沿格雷,公众提供预警服务的地震预警系统该套预警系统是世界上首个面向;Seismic Alert System of Oaxaca City第二套是为瓦哈卡城(Oaxaca)提供预警服务的瓦哈卡地震警报系统(,SO)SA。哈卡城附近的地震台站组成SASO由36个分布于瓦。距离瓦哈卡城距离很近由于该地的潜在发震区,处理时间比较短的算法所以该系统使用了数据。开始正式提供预警服务SASO在2003年,面临着一系列运营和使用方面的困难但由于资金的短缺以及用户较少而。

  国台湾省2)中。建成了地震快速报警系统台湾省在1995年就已,2 s内快速地估算了震源参数、震动图等信息这套系统在1999年集集地震发生后的10,非常重要的信息支持为抗震救灾提供了,发展的是1986年的花莲地震而真正促进台湾省地震预警系统。地震中在这次,北市由于盆地放大效应而致灾距离震中120 km远的台,家意识到地震学,系统发出有效预警信号如果当时有地震预警,将有可能大大减少那么台北市的损失。此因,l Weather Bureau由台湾省中央气象局(Centra,(Virtual Sub-Net)的地震预警系统于1998年投入测试CWB)安装的第1套基于布设在岛内的约100个加速度计和虚拟子网技术,年开始正式运行并于2001。07年20,地震预警原型系统开始建设并测试另一个基于Earthworm的;15年20,试结果做了介绍Chen等对测,不错的预警效果该系统取得了。同时与此,度计进行地震预警的效果研究台湾省也在开展使用简易烈。

  马尼亚4)罗。ea)地区是主要的地震危险区罗马尼亚的弗兰恰(Vranc。06年20,Institute for Earth Physics罗马尼亚国家地球物理研究所(the National ,e University)设计并安装了地震预警系统NIEP)和德国卡尔斯鲁厄大学(Karlsruh。SAS一样与墨西哥的,采用了异地地震预警模式罗马尼亚的预警系统也。以快速检测地震事件该地震预警系统可,首都布加勒斯特并将警报发送到,的0.9~1.2 s内采取自动安全措施该系统的一个重大创新是在警报发出之后,网络、石油运输管道等如关闭核电站、天然气。一创新基于这,ion Society Technologies Prize Awards)的相同领域唯一获奖该预警系统在2006年3月欧洲信息社会技术颁奖仪式(the European Informat,个项目中获奖的20个项目之一并且是颁奖仪式上展出的265。

  日本5)。纪60年代早在20世,路轨道布设了一系列地震计日本铁路系统就沿着其铁。计检测到地震当这些地震,度达到预定的阈值后且当强地面运动强,在高速运行的火车或者高铁系统将会自动触发且制动正。十年间随后几,设了更多的地震台站沿着日本东海岸又加,uake Detection and Alarm System即紧急地震检测与警报系统(the Urgent Earthq,DAS)UrE。00人死亡和高达2000亿美元的损失1995年的神户地震造成了超过60,预警系统建设的全面启动促使覆盖日本全境的地震。00个左右的高灵敏度台站(Hi-net)这套系统的主要组成部分包括:(1)约8,震台站(KiK-net)其中约650个是井下强;地震台站(K-net)(2)约1000个地表,由日本气象厅主管维护其中约200个台站,ute for Earth Science and Disaster Prevention约800个台站由日本防灾科学技术研究所(National Research Instit,)主管维护NIED;地震计(F-net)(3)约70个宽频带。07年20,公众提供地震预警服务日本气象厅正式开始向,级估算方法已有诸多介绍该套系统采用的定位和震。hoku地震还是暴露了该系统的许多问题但2011年东日本的MW9.0 To,2个技术问题其中最重要的,断层距较近的预警台站低估了该处的潜在破坏一是由于破裂断层的有限性造成震中距较远而,小余震而造成潜在破坏的过高估计二是由于台站同时记录到多个中。

  将其投入使用的国家和地区外除上述建成地震预警系统且已,没有实际可用的地震预警系统其他国家和地区虽然现在并,仍然在积极地进行探索但其地震学家和工程师。:意大利、中国大陆、美国加州、西班牙、欧盟、以色列已经开始对地震预警系统进行实时测试的国家和地区包括;地区包括:吉尔吉斯斯坦、东加勒比群岛、希腊和冰岛等正在探讨地震预警系统在当地的可行性和必要性的国家和。

  意大利1)。rpinia)地震的警示下在1980年伊尔皮尼亚(I,ysics Department of the “FedericoⅡ”Universityof Naples and the INGV-Osservatorio Vesuviano意大利那不勒斯腓特烈二世大学物理科学系与那不勒斯国家地球物理与火山学研究所-维苏威火山观测站的联合研究组(a joint research group between the Ph,lesNap,(Irpinia Seismic NetworkRISSC)于2002年设计了伊尔皮尼亚地震台网,et)ISN。30个台站组成ISNet由,listic and Evolutionary early warning System覆盖了亚平宁山脉坎帕尼亚-鲁卡尼亚一线年建成了实验性的地震预警原型系统(Probabi,STo)PRE,年开始测试运行并于2009。国大陆2)中。险区面积较大中国的地震危,地域广覆盖。台网密度所限受现有地震,投入使用的地震预警系统中国大陆至今尚无正式。统的探索和研究非常活跃但中国对于地震预警系。点工程使用地震预警系统外除在少数几个核电站及重,圈地震预警原型系统和福建省地震预警系统在中国大陆投入测试的预警系统还有首都。地球物理研究所和台湾大学地球科学系首都圈地震预警原型系统由中国地震局在

  并实时测试运行年开始合作建设,完成全部建设2010年。频带(BB)地震台和68个短周期(SP)地震台该原型系统主要基于首都圈地震台网所属的94个宽,圈西部山区和东部平原地区这些地震台分别位于首都,约50km平均台间距;成了一套实验性的预警原型系统福建省地震局在2009年建,套系统进行了线上测试2012年11月对该。地区有125个台站该预警系统在福建,31 km平均台间距,大约1.3 s平均时间延迟。外此,个台站及邻近省份的25个台站这套系统还纳入了台湾地区16。对福建地区的公众提供预警服务该系统预计将于2017年左右。外此,一套覆盖全国范围的地震预警系统中国计划于“十三五”期间建成,台站和超过1万个低成本的感应器计划新建4000个实时地震监测,国重点地震预警区其中包括4个全,区、南北地震带和新疆北部地区即北京首都圈地区、东南沿海地。将在这其中发挥重要作用福建省的地震预警系统。国加州3)美。74年19,由斯坦福法案开始研究讨论建设美国加利福尼亚州地震预警系统,

  aPrieta)地震后年洛马普列塔(Lom,区对该地震的余震进行预警为了在旧金山和奥克兰地,震预警的原型系统这里曾经有过地。成了预警系统的研究2009年加州完,系统开始实时测试且ElarmS,形计算出不同的参数该方法能根据地震波,、τmaxp和信噪比如P波触发时间、Pd,秒的峰值振幅并且会计算每。都在实时更新该系统每秒,动分布图“AlertMap”并且会提供其预测的强地面运。)由分布在约400个场地中的近600个地震仪器组成加州的预警系统(即CISN ShakeAlert,States Geological Survey这套系统由美国地质调查局(the United ,S)组织USG,stitute of Technology加州理工学院(California In,州大学伯克利分校(UCCaltech)、加,sity of Washington)参与其中Berkeley)和华盛顿大学(Univer。etty Moore)基金会的支持下在戈登(Gordon)和贝蒂穆尔(B,SN ShakeAlert系统他们在北美西海岸联合发展了CI,c Northwest Seismic Network华盛顿大学的西北太平洋地震台网(the Pacifi,中发挥了重要作用PNSN)在这其。系统开始试运行2012年该,niaIntegrated Seismic Network目前有多套预警系统正在依托加州整合地震台网(Califor,在线实时测试CISN),法、虚拟地震学家以及2015年4月加入测试的一个有限断层算法FinDer其中包括现地地震预警方法、升级后的ElarmS-2系统、PreSEIS方。2月15日2016年,电信合作开发了一款名为MyShake的手机应用美国加州大学伯克利分校伯克利地震实验室与德意志,的加速度感应器监测地震该应用试图利用手机自带,送地震警报并向用户发。西班牙4)。利亚伊比(

  和非洲板块的边界附近)半岛坐落于欧亚板块,地震频发这里常年,次破坏性的大地震且历史上发生过多,里斯本大地震如1775年。利亚半岛中东部西班牙位于伊比,震灾害的威胁长期受到地。16年20,局(USGS)Earthworm工具基础上发展的Romeu Petit等介绍了一套在美国地质调查,gic de Catalunya)建立的地震预警原型系统的设计、布局及初步结果由加泰罗尼亚ICGC(Institut Cartogràfic i Geolò。外此,模式和阈值预警的研究该地也进行过异地预警。欧盟5)。洲的欧第

  Ignalina)核电站的现地地震预警系统个地震预警系统是用于保护立陶宛伊格纳利纳(,由7个台站组成该地震预警系统。世纪初21,斯特及坎帕尼亚等地区建立了地震预警系统欧洲的一些研究组又在伊斯坦布尔、布切雷。外此,家(VS)系统的测试工作瑞士也开展了虚拟地震学。以色列6)。及面临的潜在地震危险性随着以色列人口的激增以,质调查局以色列地(

  地震预警系统)布设了一套,nsform)附近的新增强震加速度仪和宽频带速度仪包括100台布设在死海断层(DeadSea Tra,ElarmS系统并且接入测试了。外此,当地发展预警系统的可行性及必要性进行过讨论吉尔吉斯斯坦、东加勒比群岛、希腊和冰岛都对。

  :1)预警系统已经投入运行和使用的国家和地区世界范围内地震预警系统的发展大致可以分为3类;

  者发展阶段的国家和地区)预警系统尚处于测试或;性和必要性研究的国家和地区3)正在进行预警系统可行。onautics and Space Administration图1展示了2012年由美国国家航空航天局(National Aer,omi National Polar-orbiting Partnership)采集的数据而制成的地球夜间灯光分布图NASA)地球观测站(NASAs Earth Observatory)根据苏奥米国家极地轨道伴随卫星(the Su,后的城市灯火分布情况直观展示了地球入夜。布(图片来源:NASA图1 全球夜间灯光分)

  测定的地球夜半球灯光数据汇总整理而得的数据是将一定时间段内各特定时间点,界人口集中分布的情况它一方面部分反映了世,工业化、现代化及城市化水平另一方面也直接反映了区域的。

  统的国家和地区标注于图1中本文将全球已开展地震预警系,震动峰值加速度参数区划图(对照Allen等的全球地图

  ),险性且经济社会高度发展的地区可以直观看出一些具有高地震危,地区、中国台湾省和日本等如美国西海岸、中国首都圈,之有效的防震减灾手段这些地区迫切需要行。此因,期内仍无法取得重大突破如果地震短临预测研究短,将具有广阔的应用前景地震预警作为替代选项。过10%的地震动峰值加速度参数区图2 全球未来50 年发生概率超划

  事件后对于数据的快速收集和分析实时地震学的主要意义在于地震。之间最初并不被认为有差别实时地震学和地震早期预警,雷火app官网警系统的发展(但随着地震预图

  ),偏重于台网建设等方面大部分系统在建设时更。了很多重要的地震学问题但实时地震学也确实提出,效果的评估具有重要的参考价值其中很多问题对于预警系统预警。础研究与预警实践的相互关系图3同时展示实时地震学基,震预警系统发展的先后顺序可以看到各国家及地区地。意的是值得注在

  后年,震学的文献统计都进入了发展的活跃期无论是地震预警系统实践还是实时地。间与地震预警相关的文献频次统图3 1986—2016 年计

  6年6月200,ff Howe提出了“众包”美国《连线》杂志社记者Je(

  概念)的。初最,工作任务按照自由自愿分配的形式外包给未预先指定的、大型的网络去完成的做法Jeff Howe将这一概念概括为企业或是组织把内部某些工作人员的特定。现在而,变为从广泛群体这一概念逐渐演,获取所需服务和想法的实践特别是在线的网络社区中。网络的飞速发展随着智能手机,络已成功应用于环境科学中基于“众包”的传感器网。家注意到地震学,内置加速度计智能手机设有,发展速度很快而且手机市场,监测的一种手段越发变得可能这使得采用智能手机作为地震。此因,震科学(公民科学)将普通民众纳入到地,警等项目的发展中特别是地震监测预,的发展充满巨大潜力会使地震预警系统。Did You Feel It美国地质调查局(USGS)的“(

  赖于智能手机用户的地震预警系统这是一个基于“众包”概念、且依,接收器而建设的全球尺度的地震预警系统旨在将全球范围内的个人智能手机作为。013年1月该工程始于2,16年到20,全球范围内达到了12万部参与该工程的智能手机在。 MyShake)工程”2)“我的震动(the。

  加州大学伯克利分校负责的一项工作“MyShake工程”最初是由,手机的加速度传感器质量这项工作旨在检测智能。启发受此,发了一款安卓应用该校的地震学家开,手机用户的正常人类活动还是地震活动该应用可以用来检测每一次运动到底是。合了之前地震时手机的记录检测地震事件的手机应用整,智能手机的地震识别算法最终发展成一套基于单台。时同,学伯克利分校的信息处理中心应用会将信息发回位于加州大,否确为地震事件进一步确认是,地震的震中、震级和发震时刻等信息之后再由多台手机发回的信息确定该。推特用户的推文进行地震预警MyShake还尝试通过。e Catcher Network3)地震捕手台网(the Quak,CNQ)

  电系统的低价简易地震计这一工程使用基于微机,愿者家中以记录地震将该地震计安装于自。格低廉的感应器QCN采用价,装并负责运维台站而且由自愿者安,低了运行成本因而大大降。0年3月201,地震震级和位置的算法QCN安装了实时检测,生成AlertMaps此后还得以进一步发展可。前目,提供快速、粗糙的震级估计QCN可以为地震预警系统。ity Seismic Network4)社区地震台网(the Commun,)工程CSN。

  美国加州洛杉矶地区社区地震台网布设于,量强地面运动主要用于测,绘制ShakeMap和ShakeCast其获得的强震动信息将发送给USGS用于。中在洛杉矶北部地区CSN现在主要集,覆盖整个洛杉矶盆地的人口稠密区但是其计划增加数千个感应器以。样一个庞大的台网为了有效地运维这,个云端的处理系统CSN采用了一,能力是动态扩展该系统的处理。外此,以执行基本的事件检测等任务CSN也采用了分布式系统用,发布到云端并将结果。整个洛杉矶盆地为了使台网覆盖,大学校布设感应器CSN计划在各。报告显示最新的, Unified School DistrictCSN已经在洛杉矶联合学区(LosAngeles,200个学校布设LAUSD)的1,0个中布设了感应器作为测试并且已经在这些学校的10,行顺利且运。地加密台站为了适当,感应器安装在自己家里自愿者们也可以申请将。已经发展成了功能性的地震台网CSN开始于2010年并且, California Seismic Network目前正计划将CSN和南加州地震台网(Southern,南加州的一个权威地震台网SCSN)整合起来作为。Home Seismometer)与此相类似的还有日本的家庭地震计(。的应用中在未来,于地震波传播和地震破裂过程的更多细节信息这些基于“众包”的台网数据可能会提供关。现在而,是如何保持获取高质量的数据这些台网所面临的重大挑战,保该台网仍然处于正常的运行状态以及如何在下一次大地震发生时确。

  的30年里)在过去,术的发展使得地震预警系统得以成功实践地震学基础理论以及数字信号处理等技,中发挥了实际减灾作用并且在数次的强震检验。震预警系统的发展提供重要的参考和借鉴各国的成功经验将为未来世界各地区地。

  智能手机的飞速发展)电子通信技术和,”时代的来临以及“大数据,变革带来新的历史机遇将为地震科学的发展和。动”、地震捕手台网、社区地震台网和日本的家庭地震计“众包”概念的应用项目包括地震台网工程、“我的震。压缩了地震监测预警的成本这一领域的发展不仅大大,布不均匀而带来的诸多问题而且避免了由于地震台站分,小预警“盲区”的实际需求更有望满足最大限度地减。统正处于蓬勃发展期3)虽然地震预警系,中面临诸多挑战和问题但是其在实际的应用。件上在硬,新直接关乎预警成败系统设备的维护与更,的关系也是一个值得讨论的课题台站的使用寿命和强震复发周期;件上在软,何准确检测地震事件、如何快速准确地估算震级震中和强地面运动参数如何缩小预警系统的时间延迟进而最大限度地减小预警“盲区”、如,对预警系统的质疑这些挑战带来了,相关方法和技术的发展方向但同时也指明了地震预警。

  员和蒋长胜研究员对本文工作进行了悉心指导致谢:中国地震局地球物理研究所吴忠良研究,niversitBoston Uy

  年第5期《科技导报》:本文发表在2017,关注欢迎。片来自互联网本文部分图,未及落实版权事宜,我们联系稿酬事宜欢迎图片作者与。

  仅代表作者本人声明:该文观点,息发布平台搜狐号系信,息存储空间服务搜狐仅提供信。

文章来源:雷火app官网-雷火电竞亚洲先驱


上一篇:没有了
下一篇:一员一策 分类救治 泸县县内地震住院伤员“清零

相关阅读

/ Related news

公司新闻

Copyright (c) 2012-2028 珠海市雷火app官网有限公司 粤ICP备10903509号 XML网站地图 | HTML网站地图