中国地震预警延迟时间算法及其对预警盲区的影响研究

通过分析预警系统的预警步骤来探讨影响获得预警时间的因素,并与瑞士地震台网预警延迟各步骤进行对比,得出中国地震预警系统仪器延迟时间为7.6s。提出地震波到台站所需时间的算法,较震中假设在台站中间的传统算法更为准确,在此算法下采用双台法和四台法计算接收地震波所需时间,得到中国地震预警延迟时间。讨论双台法和四台法在不同震源深度和台站密度下对预警盲区大小的影响,在台间距小于20km时,2种方法预警盲区差异不大。通过理论计算得出,在台站到达一定密度时,预警系统仪器延迟时间缩短比台站加密对预警盲区的缩小更有效。     

四川地震预警网外玛多7.4级地震预警分析研究

2021年5月22日2时4分青海省玛多县发生M7.4地震。四川地震预警台网成功地处理并产出了本次地震预警结果。本文针对四川地震预警系统产出的8次地震预警处理结果及预警减灾效能进行了分析。此次地震震中距四川地震预警网55km,首台触发后12.19s发布首次预警处理结果,前5次预警处理结果用时距离首台触发时间均小于35s。与正式地震目录对比,第1次预警处理结果震中位置偏差为17.1km,震级偏差为-1.8,盲区半径为121km。随着参与计算台站数量增多,震中位置偏差和震级偏差不断减小,盲区半径不断增大。由于地震破裂时间长和台站限幅等原因,8次预警震级均偏小。本次地震预警的有效获益区为震中距121～324km的环形区域,此区域内减灾效能显著。本次地震预警结果表明,四川地震预警系统在本次地震中预警产出效果较好,对于网外大地震预警有重要参考意义。     

2020年7月12日唐山MS5.1地震预警处理能力分析

2020年7月12日,河北唐山发生M_S5.1地震,河北省地震预警系统成功地处理并产出了这次地震预警各种结果数据,本文借助此次地震对河北地震预警网内震中距200km范围内台站产出质量以及地震预警前5次处理结果进行详细分析。此次地震发生在河北地震预警网内,平均台间距为10km,首台触发后3s、震后6s发布首次处理结果,与编目结果相比,震级偏差为-1.3,震中位置偏差为2.6km,盲区半径为18km。随着参与定位台站数量增多,震级与位置偏差越来越小,但震级仍整体偏小。河北地震预警网台站产出质量整体较高,其中烈度台作为地震预警最重要的组成部分,是决定预警效果的关键因素。本次地震震中距200km范围内,烈度台平均信噪比为48,震中距50km范围内平均信噪比为112,符合预警系统对信噪比的要求。本次地震预警结果表明,河北地震预警网内台站布局基本合理,波形质量较高,地震预警系统处理软件在本次地震中预警产出效果较好,已经具备了一定的地震预警能力。     

地震预警在广西北流Ms5.2地震中的实践与应用

为实现广西区域地震预警需求,广西壮族自治区地震局在2016年部署了福建省地震局研发的地震预警系统。目前,地震预警系统运行正常,多次实现了针对广西地区的地震预警。针对2019年10月12日广西北流5.2级地震的预警事件,对预警系统各主要环节进行检验和效果评估。结果显示:在台网平均台间距25 km左右及波形数据延时约4 s的条件下,与正式报相比,地震预警系统首报发布时间距离首台触发用时10.2 s,其中等待触发时间3.1 s,震后12.0 s,震中距离偏差18.5 km,预警震级偏差0.3;终报震中距离偏差4.4 km,预警震级偏差0.2。结果表明,地震预警系统在广西北流5.2级地震预警事件处理上具备较好的时效性和准确性,具备了一定的预警能力。     

2023年山东平原MS 5.5地震预警处理结果分析

2023年8月6日山东平原发生M_S 5.5地震,中国地震台网中心部署的超快速报与预警系统(JEEW)有效处理并产出预警信息。本次地震发生在山东预警区内,震后5.2 s发布首次预警处理结果,使用了5个台站数据,与正式速报结果相比,震中位置偏差3.5 km,震级偏差-0.5,盲区半径16 km。首报预警震级偏小,主要是因为震后短时间内有效波形数据较少;后续预警震级整体偏大,主要与华北平原沉积盆地存在放大效应、不同震级算法和触发站网数量有关。结果表明,JEEW预警系统在本次地震中产出效果较好,但其震级算法尚有待改进。     

新疆天山中段地震预警结果分析

为完成新疆天山中段重点预警区预警结果质量评估，对各地震预警系统产出率、预警时效性、震级偏差、震中偏差进行统计分析。以2022年1月1日至8月31日新疆天山中段重点预警区内的24条人工正式速报地震事件为基础，对新疆地震预警工程中EEW系统、JEEW系统预警首报结果进行统计分析。最终通过决策系统融合EEW与JEEW产出结果后进行发布，预警时效性小于10 s的预警地震事件7条，占比46.7%,震级偏差0～0.7,平均0.4,震级偏差全部小于1.0的地震事件占比100%,震中偏差小于10 km的地震事件14条，占比93.3%。综合分析，新疆两套地震预警系统对重点预警区内M_S3.0以上地震事件基本都能产出预警结果，决策系统发布结果在准确性方面基本满足预警要求，预警时效性方面有待改进与加强。     

地震预警系统的“盲区”控制问题——以首都圈地震预警原型系统为例

以首都圈地震预警原型系统为例,讨论了地震早期预警系统(EEWS)设计中如何通过对"盲区"的控制达到最大限度减轻地震灾害损失的目的,认为如果不仅考虑走时,而且考虑有限震源尺度和记录台站的实际工作状况,那么在台间距为20km时继续加密台站,虽不再能明显减小"盲区",却仍可以对控制"盲区"、提高预警系统的减灾效能发挥重要作用。     

山西地震台网地震预警时间及盲区半径分析

影响地震预警能力的关键技术指标是预警时间及预警盲区。通过分析山西地震台网勘选完成的1 101个预警台站布局,计算地震台站平均台间距,根据预警盲区半径与台间距关系式得出盲区半径。根据计算结果及相关分布图,分析认为,在预警区内,平均台间距及盲区半径分布与地震活动的相关性较高,勘选完成的地震预警台站布局比较合理。     

新疆地震预警系统预警处理能力分析——以拜城M_S5.4地震为例

以拜城M_S5.4地震为例,研究新疆地震预警系统产出结果的准确率与时效性。通过数据分析研究,与国家台网地震速报结果相比,新疆天山中段重点地震预警区的3个地震事件,初次触发结果震级平均偏差0.3级,震中位置平均偏差9.6 km,报告用时2.0～4.7 s;最终触发结果震级平均偏差0.4级,震中位置平均偏差5.5 km。非重点区的其他区域初次触发结果震级平均偏差0.3级,震中位置平均偏差9.6 km,报告用时6.0～17.0 s;最终触发结果震级平均偏差0.1级,震中位置平均偏差8.6 km。受采样数量限制,新疆天山中段重点地震预警区的震级偏差略大,震中结果较好,生成报告用时短;其他区域网内震级、震中结果均较好,但生成报告用时较长。     

地震预警系统的效能评估和社会效益分析

本文从地震预警系统可减少的人员伤亡和可挽回的经济损失两个角度出发, 研究了地震预警系统的效能和社会效益. 通过对兰州市及周边地区潜在震源各个震级档的年平均发生概率进行计算, 并结合以兰州市为中心布设的80个强震预警台站信息, 计算了有效的预警时间及地震烈度. 基于生命易损性模型方法, 计算了地震预警系统可减少的人员伤亡系数; 采用基于宏观GDP的损失评估方法, 计算了地震预警系统可减少的经济损失, 分析了地震预警系统的社会效益. 计算结果表明: 减小地震预警盲区范围对提高地震预警系统的效能非常关键; 地震预警系统的建设和台网布局应重点考虑布设区域的人口密度、 经济情况及地震发生概率.      

日本地震预警系统发展历程

地震预警（EEW）或实时地震预警系统是指,几秒内检测到临近区域可能发生的强烈地震后,对本地提供预警信息的系统。地震预警的目标是,通过相应决策让人们能够在多种环境中保护自己,并减轻与地震相关的次生灾害。本文详细介绍了地震预警系统在日本的发展历程,指出预警信息已不再局限于向高级用户和公众用户进行发布,私人定制用户已成为预警信息发布的重要需求。未来地震预警技术的发展,特别是实时断层源成像识别技术,对改善预警系统并快速识别震源参数具有重要意义。     

2003年民乐—山丹6.1级地震震情预警检验研究

2003年民乐—山丹6.1级地震前,甘肃省地震局于9月20日提出了祁连山中东段地区6级左右地震短期预报意见,并采取了多种行之有效的短临跟踪措施,得到了中国地震局、甘肃省委、省政府的高度评价和表彰奖励。根据本次成功震例预报实践中积累的不同阶段预报指标体系,利用层次分析法,确定了祁连山地震带震情指标预警模型。依据预警模型及震情预警指标分层结果,将各类定量和定性指标转化为无量纲的以1～4表示的指标值,按成对比较法比较下层各指标两两之间对上层某指标的重要程度,计算权重向量,并对模型的整体层次进行一致性检验。研究结果表明,该地震前祁连山地震带震情预警值为3.1389,依据预警等级判定标准,震情预警级别为红色。     

地震预报与地震预警

在回顾了地震预报历史沿革的基础上,认为虽然地震预报的难度比较大,但成功地预报地震不是不可能的.地震预警系统已被实践证明是一套有效的避震措施,将在未来的防灾减灾工作中发挥巨大作用,但地震预警并不能代替地震预报.     

地震预警的特殊性与弱点及对策讨论

分析了地震预警的特殊性、两个不可完全克服的弱点以及目前在地震瞬间选择适用地震动衰减关系的难点,并从台网建设与预警发布、预警强度阈值、避险方法和科普宣传等方面探讨了对策。     

镇江市地震预警系统效能分析

2015年镇江市建成地震预警系统，但自该系统建成后，镇江地区未发生过中强震，使用方对该系统的实际应用效果不明确。地震部门对预警终端的增补也缺少相应的依据。通过计算台点间距及预警盲区的相互关系，认为目前该系统的布点是合理的。根据地震动峰值加速度和地震烈度衰减关系，镇江地区不同地点布设的地震预警终端最多可在地震动到来前2.5—13.1s发出有效预警信号。地震预警系统对本地区Ms5.0级以上的地震有效，对Ms6.0级以上地震效果更好。     

早期地震预警方法研究现状及展望

地震是破坏性最大的自然灾害之一,它具有突发性、毁灭性、次灾严重、无灾有害等特点,会给人们的生命财产造成巨大的损失。为了达到减轻地震灾害的目的,除了加强工程结构抗震设计外,人们最先想到的就是地震预报。如果能预知地震的发生时间与地点而先将人员撤离地震区、关闭次生灾害源,无疑会将地震灾害降到最低。但地震预报这个世界性的科学难题在短期内很难取得突破性进展。为此,许多国家进而投资发展地震预警系统和地震应急控制系统。本文对国内外地震预警方法研究现状进行了阐述,并对地震预警的发展趋势进行了展望。     

基于单台P波记录的快速自动地震定位方法研究

提出了一种仅基于单台P波到达后1秒数据的包络特征、最大振幅及P波段地震信号的偏振特性来进行地震快速定位的改进模型和方法。选取山东地震台网58例单台1s的P波记录进行快速定位,并与台网定位结果进行比较,结果表明该方法是有效的,为进一步缩短地震预警时间提供了可能。     

地震预警示范系统试运行月报产出软件设计

为提高河北省地震预警示范系统试运行月报产出质量,加快产出速度,减轻人员负担,基于JAVA技术,设计月报产出软件,通过对烈度计台站延迟数据和运行数据的分析,借助POI工具、MYSQL数据库和JFreeChart,实现月报产出、历史数据查询、数据可视化展示等功能,解决了月报产出周期长、历史数据查询不便、数据展示模式单一等问题,为地震预警示范系统试运行提供有力支持。     

Probabilistic earthquake early warning times in Fujian Province

Earthquake early warning （EEW） systems are a new and effective way to mitigate the damage associated with earthquakes. A prototype EEW system is currently being constructed in the Fujian Province, a region along the Southeast coast of China. It is anticipated that the system will be completed in time to be tested at the end of this year （2013）. In order to evaluate how much advanced warning the EEW system will be able to provide different cities in Fujian, we established an EEW information release scheme based on the seismic monitoring stations distributed in the region. Based on this scheme, we selected 71 historical earthquakes. We then obtained the delineation of the region＇s potential seismic source data in order to estimate the highest potential seismic intensities for each city as well as the EEW system warning times. For most of the Fujian Province, EEW alarms would sound several seconds prior to the arrival of the destructive wave. This window of time gives city inhabitants the opportunity to take protective measures before the full intensity of the earthquake strikes.