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與死神的賽跑 地震預警到底是怎樣的技術

6月
22
2019

2019年6月22日03時 中關村在線

中關村在線

2019年6月17日55分,四川宜賓市長寧縣發生芮氏6.0級地震,在地震發生後,破壞性地震波到達前,四川多地發布地震預計倒計時,通過電視、手機網絡、社會廣播向公眾傳播。成都高新減災研究所建立的大陸地震預警網,提前十秒向距震中最近的宜賓市發布預警,成都和重慶也分別獲得了61秒和44秒的預警時間,早倒計時結束後地震波到達了上述地區。

什麼是地震預警?

首先必須說明的是,地震預警不是預測,它不能預測地震什麼時候到來,而是在地震發生以後,在破壞性地震波到達前,對將被波及的地區進行預警。

基於怎樣的原理?

地震發生後,地震波從震中開始向周圍蔓延。地震波分縱波(P波)和橫波(S波)兩種,縱波在岩層中傳播的速度約為5.5-7千米/秒,橫波在岩層中的傳播速度為3.2-4千米/秒。縱波使地面上下震動,橫波使地面發生前後、左右抖動,對建築物的破壞力更強。因此在地震中,人會先感到地面上下顛簸之後再左右搖晃。另外,縱波和橫波在地表相遇後,還會激發麵波(L波),面波振幅強沿地表傳播,是造成建築物強烈破壞的主要因素。

地震縱波和橫波(圖片來源:百度百科)

無論是橫波還是縱波,在速度上相對於電波來說都不值得一提。正是因為有著速度上的優勢,所以我們可以趕在地震波到達前,進行地震波的預警。簡單一點說,這就是與死神的賽跑。

ICL地震預警系統

成都高新減災研究所的地震預警系統正是基於上述原理打造的。這套ICL地震預警系統在2010年推出,由高新減災研究所所長、物理學博士王暾先生的團隊打造。在2013年就建成了覆蓋面積40萬平方公里的地震預警系統,在甘肅、四川、陝西、雲南等多個省市布設上千台地震監測儀器,以及相對應的預警中心、信息發布接受系統、2015年地震預警系統擴展到了全國25個省份,覆蓋面積達到了200萬平方公里。

ICL地震預警系統(圖片來源:成都高新減災研究所官網)

當縱波波及地震預警監測儀器時,數據將傳到地震預警中心進行分析,預警中心之後會將地震預警信息自動發布給各種終端,比如電視台、手機、報警系統等。這一過程平均用時僅為6.2秒。

截止到目前為止,這套地震預警系統除成功預警四川宜賓市長寧縣地震外,還成功預警了2014年雲南魯甸6.5級地震,2015年樂山5.0級地震,2017年九寨溝7.0級地震。王暾表示:「如果在地震波到達前3秒收到預警傷亡人數可降低14%,提前10秒傷亡人數可降低39%」。雖然只是短短數秒十幾秒,卻可以挽救成千上萬人的生命。王暾所長絕對擔得起國士無雙這四個字。

地震預警APP

地震預警APP就是基於ICL系統打造的地震預警軟體,在安裝的時候要將定位設置成始終定位讓軟體時刻了解到你所在的位置,將網絡設置為無線+行動網路,這樣才可以確保軟體在第一時間準確的告知你地震預警的信息。

地震預警APP

地震預警APP

大數據和人工智慧時代的地震預測

上面我們說了地震預警,那麼地震預測這一世界性的難題到底有沒有可能攻克呢?其實到目前為止,世界各國相關科學家從未放棄這方面的努力。而大數據和人工智慧時代的到來,也為地震預測提供了可能。

科學家們通過採集大量地殼運動數據,以及地震前、地震中的地殼運動數據,將這些龐大的數據進行對比,從中找到地震前地殼異常運動的特徵。地震前大氣中電離層電子的異常運動也是一個明顯的特徵,使用大數據以及智能算法,將影響電子運動的其他因素進行剝離,從中找出地震前電離層電子異常運動的數據信息於特徵,也是科學家們正在努力的方向。

哈弗大學和谷歌公司的研究人員合作,利用數萬次的地震和餘震數據打造人工智慧學習系統,希望藉助AI的力量攻克地震預測和餘震預測的難題。

雖然面對地球面對自然人類依然渺小,但是藉助科技的力量,我們盡力在天災面前將危害降至最小,希望不久的將來我們不會再談震色變。


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