如何实现地震灾害预警预报

B站影视 2025-01-15 08:00 3

摘要:2025年1月7日,西藏日喀则市定日县发生6.8级地震。此次地震距离1月2日宁夏银川市永宁县发生的4.8级地震仅5天。紧接着,1月8日青海玛多县又发生了5.5级中强地震,这让人们对地震灾害的敏感度显著提升。了解我国地震发生的特点,提高安全意识,学习地震应急知识

孙士鋐

2025年1月7日,西藏日喀则市定日县发生6.8级地震。此次地震距离1月2日宁夏银川市永宁县发生的4.8级地震仅5天。紧接着,1月8日青海玛多县又发生了5.5级中强地震,这让人们对地震灾害的敏感度显著提升。了解我国地震发生的特点,提高安全意识,学习地震应急知识,有助于公众面对地震灾难时提高自救、互救能力。

2025年1月8日,西藏自治区消防救援总队拉萨重型地震救援队队员携搜救犬进行搜救排查。

2025年1月7日,森林消防指战员将一位受灾村民的牦牛和生活物资从废墟中转运出来,村民对此感激不已。

2025年1月9日,西藏军区总医院医疗队队员在灾区转运伤员前往拉萨救治。

定日6.8级地震的成因

2025年1月7日9时5分,西藏日喀则市定日县(北纬28.50度,东经87.45度)发生6.8级地震,主震前的8时11分,曾发生一次3.3级前震。截至1月7日19时,地震已造成126人遇难、188人受伤,3609户房屋倒塌。截至1月9日12时,定日地震共记录到余震1161次,其中最大余震为4.4级。

定日6.8级地震的震中位于青藏高原的拉萨地块。1950年以来,拉萨地块共发生6级以上地震21次,最大的一次为2017年11月18日西藏林芝市米林县6.9级地震。而在2020年3月20日,定日县也发生过一次5.9级地震,距离本次震中11公里。

地震发生后,人们普遍关注的一个问题是:“这次地震发生的原因是什么?”虽然“地震成因”迄今没有完全揭秘,但随着物理学、化学、地质学、数学和天文学等多学科交叉渗透并深入发展,地震学科已取得长足的进步。近百年间,科学家相继提出3种比较有影响力的地震成因假说:一是1911年美国地震学家理德提出的“弹性回跳说”,即地球内部不断积累的应变能(指在物体受到外力作用而发生形变时,由于弹力作用而存储在物体内部的能量)超过岩石强度时产生断层,断层形成后,岩石弹性回跳并恢复原本状态,于是把积累的能量突然释放出来,便引起了地震;二是1955年日本的松泽武雄认为,因地下岩石导热不均,部分熔融体积膨胀后挤压围岩,导致围岩破裂而产生地震,这是“岩浆冲击说”;三是美国学者布里奇曼主张的地下物质在一定临界温度和压力下,从一种结晶状态转化为另一种结晶状态,体积突然变化导致地震的“相变说”。

现在,世界上比较流行、被普遍认可的地震成因学说是“板块构造学说”。1965年,加拿大著名地球物理学家约翰·图佐·威尔逊首先提出了“板块”概念。1968年,法国的勒皮顺把全球岩石圈划分成六大板块,即欧亚、太平洋、美洲、印度洋、非洲和南极洲板块。板块与板块之间的相对运动会引起地壳强烈变形,地壳活动比较活跃的地带,就是火山、地震较为集中的地带。

中国大陆发生地震的背景是:地处欧亚板块的东南部,为印度板块、太平洋板块所挟持,板块间的相对运动和板内动力作用控制着大陆,将其切割成不同级别的活动地块。根据现今构造变形和地震活动性,中国大陆可以被分成5个一级活动地块和22个二级活动地块。自公元前1831年以来,中国大陆几乎所有8级以上的强震和80%以上的7级强震均发生在这些活动地块的边界带上。

因此,活动地块边界带就是重要的地震带,这也是中国大陆地震成带分布的原因。比如,中国东部的强震主要分布于受太平洋板块和菲律宾板块俯冲作用所涉及的地区;中国西部的强震主要分布于青藏高原的周边地震带上,是由于印度板块每年以5厘米的运动速度向东北方向运动所致,这一板块间的相对运动导致了中国大陆内部大规模的构造变形和地震。

此次定日6.8级地震所处的拉萨地块位于喜马拉雅山的北麓,恰好为欧亚板块和印度板块汇聚区,历史上沿这条汇聚区发生的地震非常多,震级也非常大。比如,1950年8月15日的西藏察隅8.6级地震对自然环境造成了极大破坏,震区山崖崩塌,尽管当时该地人口稀少,也导致了3300余人死亡;2015年4月25日尼泊尔8.1级地震使800万人受灾,8786人死亡、22303人受伤。

地震是大地的震动,是地球发展演化运动的重要形式。地质学家研究发现,地球上发生地震的历史至少已有若干亿年。据当今仪器记录表明,全世界平均每年发生500万次地震,其中7.0级以上的大地震约19次;6.0级—6.9级的强震100多次;5.0级—5.9级的中强震1000多次;4.0级—4.9级的地震约1万次。中国大陆平均每3年发生2次7级以上地震;平均每年发生6级以上地震4—5次,发生5级以上地震20次。

实现地震预警有多难

每当地震发生时,大家都会想到地震预警的问题。地震预警可分为“震前预警”“震时预警”“震后预警”3种类型。其中,震前预警接近于通常意义上的地震预报;震后预警则是根据地震趋势判定其后可能会发生的海啸、泥石流、滑坡等次生灾害。

目前地震领域所指的地震预警主要是震时预警,即突发性大地震已发生,抢在严重灾害尚未形成之前发出警告并采取措施的行动。

震时预警在有可能造成严重灾害的地区发布,才能发挥作用,其核心是采取紧急措施,减轻灾害。它的主要对象是重大设施和生命线工程,如核电站、煤气管道、地铁、高速火车等。此外,个别特殊的城市也非常需要震时预警,如墨西哥城,该城建在湖积平原上,对其周边100多公里外大地震地震波的破坏力有放大效应,特别没有抵抗能力,且其周边具有大震频发的特点。

实现震时预警有以下3种基本技术途径。一是利用地震波和电磁波传播的速度差:电磁波的传播速度是每秒30万公里,而地震波最快的传播速度约每秒6公里,相当于科学家在两地之间打了一个关于地震波与电磁波的“时间差”。二是利用地震波本身在传播时纵波(P波)与横波(S波)的传播速度差:近距离纵波约每秒5.6公里,横波约每秒3.3公里,由于横波造成的地震灾害要比纵波大得多,而传播速度又比纵波慢,所以可以利用它们之间的时间差。三是利用致灾地震动强度阈值(常被核电站所利用):建立地震监测系统,当震动幅度超过给定的阈值时,监控器会报警并采取紧急措施,安全停堆,防止核泄漏。

上述3种技术途径都只能实现地震已发生的瞬间预警。目前,墨西哥城、中国台北、伊斯坦布尔等城市,以及我国的核电站、日本铁路新干线、日本东京煤气系统等工程,均建立了地震预警及处置系统。

震时预警要达到减轻地震灾害的目的,必须满足一定的条件,一般它针对的是距大震震中有一定距离(至少应大于50公里)的地震高烈度区(七度以上地区)。当震中距离为50公里时,地震波与电磁波的时间差仅为8.9秒,纵波与横波的时间差为6.2秒,而地震波记录有个过程,地震强度的判定也需要时间,最后能用于预警的时间不足3秒。震中距离小于50公里的情形,震时预警更加难以实现。此外,根据灾情程度,地震烈度七度以下地区的建筑物破坏情况一般较轻,实施震时预警意义不大。

因此,在我国大陆,近一百年要找到符合震时预警条件的大震极少。2008年汶川8.0级地震时,成都市区距震中73公里,成都市区的烈度为六度;1976年唐山7.8级地震时,北京市区距震中150公里,北京市区的烈度为六度。

地震究竟能不能预报

在地震发生之前,究竟有没有可能进行预报呢?地震是可以预报的,因为它有规律可循——地震发生在时间上有韵律性、成组性及指数型加速发展的现象;在空间分布上有丛集性、成带性、迁移性及相关性的表现;在强度上,大小地震之间的频次具有一定比例关系,即地震的发生并不是杂乱无章的。

但是,这些规律只是经验性的认识,要上升到理论层面并不容易,因为整个地震的孕育与发生过程是很复杂的。从大的方面来看,它与太阳活动、月球引力、地球自转的速率变化等有关;从某一局部地区来说,它与所处的板块运动、地壳的造山运动有关;在孕震区,它受到构造断层的制约;在临震突变过程中,它还会受到上地幔扰动、大气压等触发作用。所以,我们不能简单依据某一条规律去外推地震预报,而需综合各种不同因素,形成预测跟踪系统后才能作出预报。

为了能科学地实现地震预报,我国自1966年以来开展了大规模的地震监测预报研究。地震科学是一门观测性很强的学科,准确的地震预报必须建立在大量连续的观测资料的基础上。为此,我国非常重视地震台网的建设,现已形成测震监测系统、地震前兆观测台网和流动观测系统三大地震信息检测系统网。

测震监测系统的主要功能是接收地震发生时形成的地震波。根据地震波,科学家就能计算出地震发生的时间、地点和震级,还可以了解地球内部构造,研究地震机理。地震前兆观测台网用于检测地震孕育过程中可能发生的地球物理、地球化学等异常,如地形变、地磁场、地电场、重力场、地温、地应力、地下水化学成分等。流动观测系统则是为了配合固定台站,特别是为观测大范围地震背景异常而开展的野外测量。

我国地震学家在积累大量地震观测资料的基础上,提炼出了与地震发生相关并有别于正常变化背景的异常变化(即地震前兆信息),初步探索了地震三要素的前兆异常指标,对孕震过程及其前兆特征取得了一些重要认识。基于这些认识,逐步形成了一些经验性地震预报方法,并取得了一定的成效。

地震来临时如何自救互救

假如地震已经来临,有一句话可供公众参考,那就是“有感地震不用跑,毁灭性地震跑不了”。国内外经验表明,采取室内避震比跑出室外避震更具有普遍意义。如果遇到的是强有感地震,震动过后,建议到屋外空地上暂避。因为某些类型的地震是连发的,甚至震级会上升,所以过二三十分钟后感觉比较稳定,可回到屋内。另外,震区的人应关注政府发布的有关这次地震的报道,以便及时作出应对。

从以往救灾的经验来看,震时直接死亡的人不多,大多数人都在废墟下等待救援。因此,震后的自救、互救是提高存活率的关键。

震后自救注意事项 被压埋和阻隔后,要有强烈的求生欲望、自救的勇气和毅力,尽量保持神志清醒。如果身边还有其他被困者,可以互相说话鼓励,但要注意保存体力。不要盲目大声呼救,静听外面有人活动时,用砖、铁管等物敲打墙壁发出声音,向外界传递求救消息。

震后互救注意事项 根据相关人员提供的信息,采取看、喊、听等方法寻找被埋压者。挖掘时要分清哪些是支撑物,哪些是压埋阻挡物,应保护支撑物。接近被埋压者时,应先找到其头部,并采取清理口腔、呼吸道异物等措施,依次按照胸、腹、腿的顺序把人挖出来。怀疑伤员有脊柱骨折要小心搬动,并使用硬板担架,严禁用人架的方式,以免加重骨折或损伤脊髓。对暂时无法救出的伤员,要保持废墟下面的空间通风,并递送水和食品,以待再行营救。

对于北京而言,现有的钢筋混凝土结构建筑应能抗烈度八度,即6.5级地震。历史上,北京城区曾发生过2次6.5级地震:1665年4月16日通县西6.5级地震;1730年9月30日北京西北郊6.5级地震。一般在烈度七度时绝大多数人已站立不稳,所以遇到这种强有感地震,千万避免跳楼、惊慌等过激行为。总之,加强对地震知识的了解、掌握,学会识别哪些是特别容易遭受地震破坏的地区和建筑物,可提高公民的防灾意识,提高自防、自救能力。(作者为中国地震台网中心研究员)

来源:北京日报客户端

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