建立地震预警, 地震报警和烈度速报综合系统的思考

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1、国际地震动态（网络预发表）建立地震预警、地震报警和烈度速报综合系统的思考王暾1），龚宇2），顾建华3），陈天长2），杜文康2），周玮2）1）成都高新减灾研究所，成都6100412）四川省地震局，成都6100413）中国地震局地球物理研究所，北京100081摘要如何减少地震灾害所引起的人员伤亡、次生灾害以及快速判断灾情以落实全面的防御观，是我国自汶川地震以来非常关注的问题。在建设我国地震烈度速报和预警系统的背景下，我们提出尽可能减少投资以改变传统模式、建设不需要专门观测房的监测系统，提高烈度速报和预警系统的监测点密度，实现地震预警、报警和烈度速报综合系统，为全社会提供更好的

2、防震减灾公共服务的思考。关键词地震预警；烈度速报；地震报警中图分类号：P315.75；文献标示码：A；国际地震动态（网络预发表）国际地震动态（网络预发表）1国家地震烈度速报和预警项目背景介绍我国大陆是全球地震高发的区域之一。进入二十一世纪以来，我国已发生两次8级以上巨震，其中2008年的汶川8.0级地震，造成了巨大的人员伤亡和前所未有的经济损失。汶川地震后，我国大陆及周边地区地震进入了相对活跃时期，地震数量明显增多，并于2010年4月14日发生玉树地震。面对严重的震情形势，如何用技术手段有效地减轻破坏性地震所造成的人员伤亡和经济损失，是我国迫切需要解决的问题。随着我国社会

3、经济的飞速发展和数字地震观测技术的推广应用，地震烈度速报和地震预警等新型防震减灾手段[1-3]日益引起我国政府和公众的关注。地震烈度速报系统就是在国土范围内大面积布设具有一定分布密度的地震监测仪。当地震发生后，分布于不同地点的地震监测仪在获取地震动数据后，根据获取的烈度数据及时绘制出能够反映受灾范围和受灾程度的地震等烈度线图，从而为政府抗震救灾初期的抗震救灾决策提供依据。地震监测仪越密集，给出的地震影响程度越详细全面。目前，美国、日本等国家以及我国台湾地区都已经建立了地震烈度速报系统。所谓地震预警，就是在一定地域布设相对密集（例如，台站间距20Km左右）的地震观测台网，在

4、地震发生时，利用地震波与无线电波或计算机网络传播的速度差，在破坏性地震波(横波或面波)到达之前给预警目标发出警告，以达到减少地震灾害特别是地震次生灾害的技术。地震预警的关键是利用地震波的前几秒的数据准确估计震级、震中位置以及快速估计地震对预警目标的影响等。目前，日本已经建成了向公众发布预警信息的全国性地震预警系统，美国在加州地区建设的地震预警系统已进入试运行阶段。有时，将获得预警时间并进行紧急处置的整个技术系统总称为地震紧急处置系统。我国已在烈度速报和预警技术方面进行了大量研究（例如，[4-13]）。其中，[4]研究了强震动观测与紧急处置的关系；目前首都圈地震预警试验项目

5、正在顺利进行，已国际地震动态（网络预发表）经取得了可喜的成果[7]；国家科技攻关计划“地震预警与烈度速报系统的研究与示范应用”项目已经于2010年3月在福建省地震局启动[14]；包含了在兰州、首都圈进行预警试验的《国家地震社会服务工程》项目已经于2010年5月启动。在这些前期研究的基础上，国家高层高度重视相关工作，在2010年《国务院18号文件》[15]就提出将在“十二五”期间在国内建设烈度速报和预警系统。目前，中国地震局拟定的重点项目《国家地震烈度速报与预警工程》的项目建议书已经于2010年9月顺利通过中国地震局科学技术委员会咨询论证[16]。但由于经费的限制，拟定建设

6、的台站间平均间距约为30-40公里。这将使得预警时间比较短，烈度速报效果也有待提高。本文将在国家建设地震烈度速报和预警系统的背景下探讨如何在控制成本的条件下加大地震监测仪器密度，以将地震来袭信息更及时用于地震紧急处置和人员避险，更好地实现地震工作为社会服务。2在国家烈度速报和预警监测网中加大监测点密度的必要性为绘制准确烈度分布图，需要足够的地震监测仪将地震动数据传回。但在大地震发生后，其中一些地震监测仪由于通信中断、仪器损坏等原因将难于传回数据中心。显然，若监测仪总量较多，则即使其中一些仪器未能传回数据，烈度速报系统仍然能够绘制较为准确的烈度分布图。因此在烈度速报系统中增

7、加监测仪密度也很有必要。特别是，为提高预警效果，预警时间越长越好。预警系统为发布地震预警信号需要一系列环节的处理，每个环节都需要时间，例如，地震监测仪将信号传送到预警中心具有的通信延迟、预警中心的处理所需时间、预警信息的发布等。这些都会使得在震中附近存在一个区域，在该区域中收到预警信息的时间已经迟于S波到达时间。该区域一般称为预警盲区。为了减少预警盲区，需要减少监测仪器的间距。经过估算，间距在15-20Km时预警盲区半径在30Km内【此处假定震源深度10Km，为了准确预警最少需要的4个台站的平均震中距10Km，P波传播到这些台