为了“跑赢”地震波，这些国家有多努力

徐余恒　薛亮

近来，世界各地破坏性地震频发。2022年，全球共发生6.0级及以上地震112次，其中6.0—6.9级105次，7.0—7.9级7次；我国发生3.0级及以上地震726次，其中5.0—5.9级43次，6.0级及以上10次。人们的目光再一次投向对地震的预测预报，如果社会公众能够理解其面临的风险，并采取积极防御措施，地震影响就能显著减小。地震监测为地震的预测预报提供重要观测资料，其基本形式是从连续的地震波形中提取基本的地震信息（时间、位置和震级），从而产生地震目录。本文梳理了美国、日本、韩国、英国这些国家的地震监测信息，以供参考。

美国计划构筑7000余个观测台，在地震易发城市高密度覆盖

在美国，监测、研究地震依赖于美国地质调查局（USGS），其成立于1879年，在地震监测方面主要负责美国本土及全球范围内地震台站的安装、运行及维护，提供在线快速地震信息服务，包括地震速报、地震动图、地震影响评估等。

USGS分别于1996、2002、2008、2014、2018年发布了美国国家长期地震灾害模型，并计划于2023年年内发布最新版本。该模型以地震危险性曲线的形式呈现，2018年版（见下图）对地震灾害进行了科学评估，描绘了50年内超过2%、5%和10%的地面运动概率，并纳入有关地震地面震动、地震活动性和深层沉积盆地放大效应的新发现，预测了美国本土各类型地震引发地面震动的可能性，调整了建筑规范、保险费率结构、风险评估和其他公共政策等地震相关规定。

2000年，美国国会颁布《国家地震减灾计划》再授权法案，并成立了美国国家现代地震监测系统（Advanced National Seismic System，ANSS）。基于美国联邦政府、州政府和学术界的合作，ANSS采用现代监测方法和技術，提供准确、及时的有关地震的数据和信息，包括地震对建筑物和结构的影响、现代化的检测技术和方法。ANSS计划在全国建立7000余个地震观测台，为全国所有受地震灾害影响的地区提供服务，并在地震易发的26个城市实现高密度覆盖。ANSS提供全天24小时服务，致力于快速确定世界范围内所有5.0级及以上重大地震的位置和大小，并通过国内地震通知服务系统为个人提供实时的地震应急响应信息，为工程师提供关于建筑物和场地响应的信息，为科学家提供用于研究地震破裂过程、结构和地球动力学方面的高质量数据。

ANSS提供的产品有：①余震预报，美国发生重大地震后一定期间内发生余震活动的可能性；②地震目录数据，在线搜索、下载信息及技术细节；③地震摘要海报，发生重大地震后迅速制作的图像和文字海报；④“你感觉到了吗？”，国民可报告自身地震经历并查看震动报告地图；⑤Web服务，通过短信、电子邮件、手机推送等方式实时发布地震信息；⑥地面破坏，预估全球重大地震造成的滑坡和液化危险；⑦最新地震，地震发生后几分钟内在线提供地图和时间信息；⑧PAGER，提供全球重大地震后的死亡人数和经济损失影响预估；⑨ShakeAlert，地震预警系统；⑩ShakeMap，提供震后近乎实时的地面运动和震动强度地图； ShakeCast，地震动图ShakeMap发布系统。

日本在全国各地密织地震监测网，并将监测点延伸至海底区域

日本是地震多发国家，据日本内阁府披露的防灾信息，每年全球震级（按日本气象厅震级计算）达到6.0级以上的地震约有两成发生在日本境内。日本从北海道到九州存在着2000余处断层带，其中多个断层被研究人员指出在不久的将来可能会引发大地震。因此，日本在注重做好地震防灾减灾预案的同时，也在全国各地密布装备地震仪等设备的地震监测网，采取24小时不间断的机制密切监视震情发展。

日本地震监测网的监测点分为地面和海底。地面地震监测点除了装备地震仪来监测地震运动外，还装备测斜仪、应变仪和GPS位移计来监测地壳缓慢运动，监测数据常被用于分析地下结构。地震仪一般安装于地表或地下井中。为了预防震后停电和失联，多数配备蓄电池装备和卫星通讯装备。海底地震监测点通常装备地震仪、水压计、水下听音器、精密温度计和磁强计等，海底电缆式地震监测系统也被兼用于监测海啸。

日本地震监测网主要由日本国家公共机构设立，此外，一些地方政府、大学和企业也设立了地震监测网。对于公共机构而言，设立地震监测网的主要目的是掌握震中位置和地震规模、实时处理监测数据并用于紧急地震速报等地震预警系统、实时估算受灾规模和评估受灾风险等。例如由东京都及周边地方政府共同建立的、由东京大学负责管理服务器的首都圈强震综合网（SK-net），东京瓦斯株式会社建立的超高密度实时地震防灾系统“SUPREME”等，均用于估算地震发生后的受灾规模。

日本公共机构建立的地震监测网主要包括：日本气象厅联合各相关机构在日本全国设置的地震和海啸监测网；日本防灾科学技术研究所在一些特定区域建立的地震监测网，包括陆海综合地震海啸火山监测网（MOWLAS）、日本海沟海底地震海啸监测网（S-net）、首都圈地震监测网（MeSO-net）等；日本海洋研究开发机构在相模湾初岛海域、高知县室户岬海域、钏路和十胜海域建立的海底地震综合监测系统；日本港湾机场技术研究所在日本全国60余处港湾建立的港湾地区强震监测系统等。此外，日本还通过防灾科学技术研究所等机构在印度尼西亚、菲律宾、斐济、汤加等境外建立了国际合作的地震监测网。

以日本气象厅为例，其在日本各地建立了分布广泛的震级、地震和海啸监测网，并在日本南海海槽周边建立了地壳应变监测网。其中，震级监测网包括日本气象厅在约700处设置的震度计以及日本地方政府和防灾科学技术研究所在约3700处设置的震度计，用于统一发布地震信息；地震监测网包括日本气象厅建立的约300处地震监测点以及防灾科学技术研究所、海洋研究开发机构和大学建立的约1500处地震监测点，配备加速度和速度传感器等装置，对地震相关数据进行实时分析处理和传送。日本气象厅在长野县长野市松代町设置的松代地震观测所是日本最大的地震监测设施，自2016年4月1日起不再常驻工作人员，其设施和监测设备的维护管理由设在长野地方气象台内的松代地震观测所联络事务所负责。

韩国与中、日共享地震数据库，利用地震速报系统及时发布预警

韩国气象厅气象数据开放门户显示，2016年韩国庆尚北道庆州市发生5.8级地震，2017年韩国庆尚北道浦项市发生5.4级地震。作为负责地震、海啸和火山事务的中央管理机构，韩国气象厅制定并实施与地震、海啸和火山观测、分析和通报相关的重大政策。其利用防灾天气观测系统（AWS）进行自动化地面观测，以预防地震、台風、洪水、干旱等自然灾害。

韩国气象厅在全国共设立297个地震观测站，利用郁陵岛超声波海啸波预测系统、沿海防灾观测系统以及韩国海洋调查院的潮位观测站来观测海啸。在江原道铁原郡、杨口郡设立了公共声波观测所，用于观测长白山火山喷发和大规模人工地震情况。为及时观测并准确分析周边海域发生的地震、海啸，韩国与日本和中国共享地震观测数据。此外，韩国气象厅正在打造“地震海啸数据库”，以预测发生在朝鲜半岛周边海域（包括东海、西海和南海）的地震、海啸是否会入侵韩国，并预测到达时间和地点。若朝鲜半岛周边海域发生大规模地震，将地震发生位置及规模输入“地震海啸数据库”，即可计算出韩国海岸各主要地区的地震、海啸预计到达时间和海啸波。

韩国地震预警方法利用了P波的传播速度约为S波的1.73倍的特性，在境内预计发生5.0级以上地震，或海外将发生对韩国造成重大影响的地震时，利用地震速报系统及时发布地震预警。地震速报系统自动分析的信息以快速信息（地震震级、地震速报）的形式发布，并附加详细地震信息（发生时间、发生地点、预计规模等），使人们能够获得最长的疏散时间。

除政府部门外，一些研究机构也设立了地震监测网并进行相关研究。以韩国地质资源研究院为例，其成立于1918年，下设国家空间地质研究部、矿产资源研究部、地质灾害研究部等数个部门。其中地质灾害研究部下设地震研究中心，对朝鲜半岛及周边地区的自然地震和人工地震活动进行观测和分析，重点开展地震特征监测、地震灾害评估及减灾研究。主要研究成果有：①基于地震动数值模拟的韩国东南地区地震危险性分析技术；②地震灾害快速响应混合预警系统；③地震震中、震源、震级及波及范围的快速评估技术；④建设高密度观测网，地震波识别与微震精准定位技术；⑤开发国家综合地震网络（KISS），分析朝鲜半岛地震活动及震源特征；⑥作为CTBTO（全面禁止核试验条约组织筹备委员会）成员国，监测周边国家核试验与安全局势；⑦建立地震专家数据开放平台等。

英国破坏性地震相对罕见，地震危险性总体较低

由于地理位置因素，英国的特点是地震活动水平较低，破坏性地震相对罕见。

英国地质调查局（BGS）由英国政府于1835年出资建造，是全球首个国家地质调查局。BGS地震学小组是英国国家地震监测机构。其在英国各地运营传感器网络、监测英国和海外地震、收录地震信息和数据、发布地震活动公告、调查地震活动的性质和分布及其驱动力，并利用地震产生的地震波对地球内部进行成像并开发地球结构模型。

BGS发布了2020年国家地震灾害模型，该模型由两部分组成：一部分为地震发生的空间和时间特征（即发生地点和发生频率），另一部分为未来潜在地震可能引起的地面震动特征。所得的地震灾害图证实英国的地震危险性总体较低，但威尔士和英格兰中北部等地区的危险性稍高。

［作者单位：上海图书馆（上海科学技术情报研究所）］