通訊員 史雨輝

記者 杜培清

當(dāng)破壞性地震發(fā)生后，最快幾秒鐘可以發(fā)出地震預(yù)警?

武漢地震科學(xué)儀器研究院有限公司給出的答案是:5秒!

而實(shí)現(xiàn)最快5秒的速度，離不開(kāi)提名參評(píng)2020年度湖北省科學(xué)技術(shù)獎(jiǎng)的“黑科技”——由該院副院長(zhǎng)楊江主持完成的“地震預(yù)警與烈度速報(bào)系統(tǒng)的研發(fā)和應(yīng)用”。

????震后最短可實(shí)現(xiàn)5秒預(yù)警

“地震預(yù)警不同于地震預(yù)報(bào)，現(xiàn)在人類還無(wú)法像天氣預(yù)報(bào)一樣預(yù)測(cè)并播報(bào)還未發(fā)生的地震，目前這依然是世界上未能完全解決的科學(xué)難題。”楊江首先糾正了我們對(duì)地震預(yù)警的誤解。

據(jù)了解，地震預(yù)警技術(shù)主要利用利用電磁波與地震波的速度差及地震縱波和橫波的速度差，采用信息處理傳輸技術(shù)，于地震波到達(dá)前數(shù)秒乃至數(shù)十秒之前對(duì)重大設(shè)施和生命線工程，如核電站、油氣管道、地鐵、高速列車等及時(shí)預(yù)警并緊急采取行動(dòng)，以減 少傷亡和次生災(zāi)害的發(fā)生。

地震預(yù)警又快又準(zhǔn)的難度在于，速度和準(zhǔn)確度是矛盾的統(tǒng)一，地震預(yù)警系統(tǒng)要在數(shù)秒內(nèi)，利用少量臺(tái)站和地震初期觀測(cè)數(shù)據(jù)來(lái)估算地震參數(shù)和影響場(chǎng)，技術(shù)難度極大，強(qiáng)調(diào)速度就會(huì)使處理結(jié)果存在較大誤差，強(qiáng)調(diào)準(zhǔn)確度就會(huì)使處理時(shí)間加長(zhǎng)。因此地震預(yù)警要做到又快有準(zhǔn)，一是要有高密度的地震監(jiān)測(cè)臺(tái)網(wǎng)，二是監(jiān)測(cè)設(shè)備要具備足夠的觀 測(cè)精度，三是要有很強(qiáng)的數(shù)據(jù)處理平臺(tái)及理論算法支撐，再就是完善的發(fā)布系統(tǒng)。

地震預(yù)警與烈度速報(bào)系統(tǒng)項(xiàng)目是武漢地震科學(xué)儀器研究院科研團(tuán)隊(duì)與湖北省地震局專家歷經(jīng)多年聯(lián)合攻關(guān)取得的重大突破，形成了一整套可服務(wù)于重大工程和城市圈地震監(jiān) 測(cè)預(yù)警和烈度速報(bào)的系統(tǒng)，具有數(shù)據(jù)處理時(shí)間更快，報(bào)警延時(shí)更短等優(yōu)點(diǎn)。

“當(dāng)破壞性地震發(fā)生后，監(jiān)測(cè)臺(tái)網(wǎng)首先監(jiān)測(cè)到地震縱波，實(shí)時(shí)獲取地震數(shù)據(jù)，通過(guò)數(shù)據(jù)處理平臺(tái)快速得到地震首報(bào)信息并進(jìn)行發(fā)布，并通過(guò)后續(xù)信息不斷修正。”

“同時(shí)，通過(guò)整個(gè)監(jiān)測(cè)網(wǎng)絡(luò)和數(shù)據(jù)平臺(tái)，我們能很快就能將地震三要素信息、地震速報(bào)及烈度速報(bào)信息展示出來(lái)，這為震后應(yīng)急救援和災(zāi)后評(píng)估提供了技術(shù)支撐，”楊江表示，“預(yù)警每提前1秒，都是一個(gè)重大的進(jìn)步?！?/p>

地震預(yù)警系統(tǒng)守護(hù)武漢1+8城市圈

寧可千日不震，不可一日不防。防震減災(zāi)工作直接關(guān)系著人民生命財(cái)產(chǎn)安全，作為湖北省地震局下屬二級(jí)企業(yè)單位，武漢地震科學(xué)儀器研究院是集科研、開(kāi)發(fā)、生產(chǎn)為一體的高新技術(shù)科技實(shí)體，其自主研制生產(chǎn)的地震科學(xué)相關(guān)的儀器達(dá)到國(guó)際先進(jìn)水平。

多年來(lái)，武漢地震科學(xué)儀器研究院有限公司重大工程地震安全監(jiān)控及預(yù)警研發(fā)團(tuán)隊(duì)以湖北省地震局(中國(guó)地震局地震研究所)和地震預(yù)警湖北省重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室為依托，立足長(zhǎng)期積累的地震專業(yè)技術(shù)，服務(wù)于國(guó)家重大建設(shè)工程地震安全監(jiān)測(cè)項(xiàng)目，先后研制了高鐵與核電站地震監(jiān)控及預(yù)警系統(tǒng)、城市圈地震預(yù)警與烈度速報(bào)系統(tǒng)、軌道交通路基自動(dòng)沉降觀測(cè)系統(tǒng)、電站地震監(jiān)控系統(tǒng)等，承接了全國(guó) 21個(gè)核電站、18條高鐵地震預(yù)警系統(tǒng)的配套，市場(chǎng)占有率85%以上，打破了國(guó)外技術(shù)壟斷。

此次提名參評(píng)2020年度湖北省科學(xué)技術(shù)獎(jiǎng)的地震預(yù)警與烈度速報(bào)系統(tǒng)，主要包括地震監(jiān)測(cè)核心設(shè)備和系統(tǒng)軟件平臺(tái)的研發(fā)，解決了復(fù)雜工況下地震防誤報(bào)、漏報(bào)、電磁兼容、抗震和耐輻射照等問(wèn)題，并實(shí)現(xiàn)了完整的地震識(shí)別算法和地震預(yù)警信息快速推送方法。

目前已經(jīng)部署在武漢1+8城市圈、三峽庫(kù)區(qū)、丹江口庫(kù)區(qū)，實(shí)現(xiàn)了湖北省內(nèi)重點(diǎn)區(qū)域臺(tái)站監(jiān)測(cè)密度低于15KM的地震監(jiān)測(cè)預(yù)警能力，同時(shí)核心設(shè)備已應(yīng)用于核電站、高速鐵路和國(guó)家地震預(yù)警與烈度速報(bào)系統(tǒng)等重大工程，實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)城市重大基礎(chǔ)設(shè)施的工作狀態(tài)，保證這些設(shè)施在健康的工作狀態(tài)下運(yùn)行。

創(chuàng)新減小地震預(yù)警盲區(qū)和局限

學(xué)術(shù)研究是科技創(chuàng)新的助燃劑，武漢地震科學(xué)儀器研究院有限公司歷來(lái)一直重視學(xué)術(shù)研究，取得了不少成果。近年來(lái)，團(tuán)隊(duì)共申請(qǐng)重大工程地震監(jiān)測(cè)預(yù)警相關(guān)課題數(shù)十項(xiàng)，其中省部級(jí)以上課題8項(xiàng) ，經(jīng)費(fèi)累計(jì)達(dá)500余萬(wàn)元。申請(qǐng)相關(guān)專利3項(xiàng)，實(shí)用新型和軟件著作權(quán)5項(xiàng)，發(fā)表相關(guān)學(xué) 術(shù)論文30余篇。團(tuán)隊(duì)完成的成果“核電站地震監(jiān)測(cè)預(yù)警系統(tǒng)研制與應(yīng)用”2015年獲得湖北省科技進(jìn)步三等獎(jiǎng)，成果“高鐵與核電工程地震安全監(jiān)控系統(tǒng)的研制及應(yīng)用”獲得2016年中國(guó)地震局防震減災(zāi)科技成果一等獎(jiǎng)。團(tuán)隊(duì)成員陳志高作為12位“中國(guó)地震 局十二五以來(lái)地震科技創(chuàng)新突出貢獻(xiàn)科技工作者”之一受到全國(guó)地震科技創(chuàng)新大會(huì)表彰。

地震預(yù)警有著重大作用，但也有盲區(qū)和局限。楊江解釋，整個(gè)預(yù)警系統(tǒng)在地震發(fā)生以后，大概5秒內(nèi)可以得到首報(bào)參數(shù)。“盲區(qū)就在于地震發(fā)生了，我們的首報(bào)信息發(fā)布后，地震已經(jīng)傳播了接近20多公里了。也就是說(shuō)以震中為圓心以20公里左右為半徑的區(qū)域內(nèi)是盲區(qū)，這里的人們還是會(huì)先感受到晃動(dòng)，隨后才能收到警報(bào)?！?/p>

越是大災(zāi)面前，就越能彰顯先進(jìn)技術(shù)及科學(xué)儀器的重要性。楊江表示，目前全國(guó)的地震監(jiān)測(cè)網(wǎng)越來(lái)越密，數(shù)據(jù)處理方法和能力越來(lái)越完善，地震預(yù)警的盲區(qū)會(huì)進(jìn)一步減小。中國(guó)地震預(yù)警網(wǎng)明年將試運(yùn)行，真正走向成熟，不漏掉、不誤報(bào)還需要一個(gè)長(zhǎng)期積累的過(guò)程。不管是地震識(shí)別的機(jī)理研究，還是信息發(fā)布系統(tǒng)，都需要有一個(gè)不斷磨合向前的過(guò)程。今后，武漢地震科學(xué)儀器研究院將加大對(duì)地震盲區(qū)的研究，進(jìn)一步提高地震預(yù)警的精度和時(shí)效性。

“這是一個(gè)龐大的工程，包括儀器設(shè)備、軟件系統(tǒng)、發(fā)布系統(tǒng)等等，是一個(gè)整體的數(shù)據(jù)鏈，要做的細(xì)節(jié)工作很多，而且需要理論方法上的突破，通過(guò)這些理論方法來(lái)實(shí)現(xiàn)又快又準(zhǔn)，才可以更進(jìn)一步?！睏罱f(shuō)。