城市地震预警系统研究

张思祺

(华北理工大学，河北 唐山 063000)

引言

我国由于处在环太平洋地震带和亚欧地震带之间，地震灾害频发。地震的发生总是伴随着人员的伤亡、经济的损失、疼痛的折磨和亲人的离去。有数据显示，自1900年以来，地震造成我国55万人死亡，占全球地震死亡人数的53%；1949年以来，我国22个省(自治区、直辖市)发生了100多次破坏性地震，其中东部地区14个省，造成27万余人丧生，占全国各类灾害死亡人数的54%[1]。在20世纪里，全球陆地共发生8.6级以上的特大地震三次，其中中国发生了两次；全球发生两次导致20万人死亡的强烈地震也都在中国，一次是1920年宁夏海原地震，死亡人数达到23万余人；一次是1976年河北唐山大地震，死亡人数达到24万余人。这两次地震死亡人数之多，在全世界也是绝无仅有的[2]。由此可见，我国常年承受着地震带来的危害。因此为了减少这种损害，防震减灾就显得尤为重要了。而防震减灾最为有效且最经济的方法就是做好地震预警。城市地震灾害的预警更是重中之重，城市具有人口密集，建筑物集中并且高楼居多的特点，因此城市地震灾害具有严重的破坏性。而且城市地震灾害有连锁效应，易引发次生灾害，由地震灾害引起的诱发灾害往往更为严重。城市地震灾害会引发火灾、瘟疫、毒气污染、水灾、滑坡、地面塌陷、心理疾病等，往往超过直接地震灾害损失的几倍[3]。所以做好城市地震预警不仅可以大大减少地震造成的人员伤亡还会减少大量的经济损失。

1 地震与地震预警

地震是种自然现象，地震的产生是因为地壳的运动和地壳内部变化，地壳之间互相挤压碰撞或者火山爆发等使得地壳产生过大的能量。这种能量就是地震的震源，由震源产生地震波，地震波传递给地面，由此造成人们感知的地震动。地震波分为P波、S波和L波，其中P波为纵波，纵波破坏性最弱，且最先到达震中，纵波的传播速度为5.5～7.0km/s；S波为横波，横波破坏力较大，比P波晚抵达震中，横波的传播速度为3.2～4.0km/s；L波为面波，面波是纵波和横波传播过程中相遇后混合而成，面波的破坏力最强，它只可以沿着地表传播，面波是造成地震灾害的主要因素[4]。

地震预警分为早期预警、中期预警和长期预警。其中早期预警在抗震减灾中发挥着重要作用。传统的地震预警系统是通过监测地震波进行地震预警的。地震开始破裂时，是以地震波的形式向四周传播的，当人们通过预警系统接收到P波后，迅速计算出地震相关参数，并马上利用电磁波向目标区域提出预警。因为电磁波的传播速度约为3×105km/s，远大于P波的传播速度。这样可以在破坏性的S波和L波到来之前有所准备，以此达到预警效果。

2 地震预警系统研究

地震预警系统一般包括：地震监测台网、地震参数快速判测系统、警报信息快速发布系统和预警信息接受终端。在整套系统中，速度是核心。只有争分夺秒的抢在地震波之前，完成预警系统的每一步，因此预警系统应具有高速性、实时性[5]。据研究表明，地震预警时间提前三秒时伤亡将减少14%；提前20秒时，伤亡将减少63%[6]。因此预警系统的处理速度至关重要。

3 我国地震预警系统存在的问题

目前我国地震预警系统存在着一些缺陷。

(1)地震台站密度低。由于我国地域广阔，需要大量的地震台站，但地震台站需要高额的费用，因此我国地震台站设置的密度不足，严重影响了地震监测信息的收集。

(2)地震预警信息发布不及时。从监测到地震信息，再进行信息处理，发布警报信息，最后各个终端接受预警信息。每一步都涉及到数据的传输，由于目前数据传输时存在延迟，因此严重影响预警信息发布的及时性。

(3)社会公众参与有限。虽说我国受地震危害极大，但目前我国社会公众对于突发事件(如地震灾害)的应急措施及应对灾害的心理承受力都较薄弱。并且政府对于各类灾害的宣传教育工作力度不够[7]。因此加大了地震灾害的危害性。

4 完善我国地震预警系统的对策

针对目前地震预警系统存在的问题，提出以下几点解决对策。

(1)利用手机进行地震预警。手机的普及率越来越高，因此移动通讯站也越来越多。我们可以利用移动通讯站作为预警信息的传输途径，这样不仅可以解决地震台站密度不足问题，还可以减少预警信息的传输延迟，提高预警速度。我们可以借鉴气象预警，将地震预警与手机通讯关联在一起，提高预警系统的预警能力。

(2)普及地震预警知识并进行地震逃生演练。我国应设置专门的灾害应急必修课程，从学生开始培养。在社区同样可以设置定期的灾害预警讲座等，并组织地震逃生演练。也可以利用学校组织学生及家长进行地震预警知识的学习和逃生演练。从而提高社会公众对突发事件(即地震)的应急意识，在地震灾害来临时做到自救或互救。