从四川泸定MS 6.8地震认识地震预警

我国地震预警技术是在2008年汶川地震以后发展起来的,到2022年底将在全国重点地区实现秒级地震预警。本文以2022年9月5日四川省甘孜州泸定县MS6.8地震为例,介绍了地震预警技术的原理和有效性,浅析了地震预警的局限性：盲区、大震震级偏低、准确度与速度矛盾,并提出了改进的建议,最后展望了未来地震预警技术的发展前景。     

关于地震预警的几个问题

地震预警是建立在高密度地震台网基础上的新技术,本文就地震预警的一些基本概念、关键技术、预警效果、预警部署及其在防震减灾方面的作用等进行了讨论,指出了地震预警存在的问题,以及需要研究的方向,并首次提出了预警能力、预警无效区、预警受益区、预警反应时间的概念.地震预警能力受预警系统的制约,实际地震预警能力除与台网密度、预警模式、自动处理系统、数据传输模式、发布系统等因素有关外,还与地震破裂性质有关.同时强调地震预警部署是复杂的社会工程,需要全社会的共同参与.     

地震预警的十个问题

地震预警是国内外应用地震学的热点,也是近期公众关心的热门话题.本文就地震预警的一些基本问题、概念、关键技术及其在防震减灾方面的作用等问题做了简要概述,指出了地震预警存在的问题,以及需要研究的方向.首次提出了地震预警系统的确认和解除及地震预警社会容忍度的概念.同时强调地震预警是复杂的社会工程,需要全社会的共同参与.     

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。     

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。     

中国地震台网现状及其预警能力分析

本文讨论了影响地震预警能力的决定性因素. 通过对我国现有地震台网布局、 数据传输延时和台网运行状况等方面的讨论, 对能否满足地震预警需求进行了分析, 并对台网现状的改进提出了相应的建议. 总体来说, 中国地震台网现状并不能满足地震预警需求, 除了需要对台网进行加密和提高相应的运行率之外, 还应对现有数据采集器和实时传输软件进行必要升级, 以达到地震预警对数据延时的需求.      

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。     

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.     

成都市地震预警试验台网建设与讨论

成都市地震预警试验台网是在成都市地震烈度速报台网基础上进行台站加密和系统升级建设而成的,完全兼容成都市地震烈度速报台网的数据和功能。其目标是进一步提高成都市地震烈度速报台网所提供的地震参数的准确性和时效性。系统的建成提高了成都市地震灾害信息的获取能力,为地震预警信息面向社会提供服务建立了平台,为成都市地震应急处置和抗震救灾快速决策提供服务,提升了成都市防震减灾服务能力。该台网的建成也为国内同类台网建设积累了经验。     

地震分级预警——试论实现在目前预测水平下地震预测意见面对社会的科学对策

在学习文献[1]基础上,回顾近40年云南地震预测意见在面对社会过程中的经验教训,并参考国内外对于各类自然灾害、恐怖威胁分级预警对策,提出以地震分级预警形式向社会发布地震预警是在目前地震预报水平下实现地震预测意见直接面对社会的可行的科学办法.     

Discussion on Earthquake Forecasting and Early Warning

Through analysis of natural and social attributes of earthquake forecasting, the relationship between the natural and social attributes of earthquake forecasting （early warning） has been discussed. Regarding the natural attributes of earthquake forecasting, it only attempts to forecast the magnitude, location and occurrence time of future earthquake based on the analysis of observational data and relevant theories and taking into consideration the present understanding of seismogeny and earthquake generation. It need not consider the consequences an earthquake forecast involves, and its purpose is to check out the level of scientific understanding of earthquakes. In respect of the social aspect of earthquake forecasting, people also focus on the consequence that the forecasting involves, in addition to its natural aspect, such as the uncertainty of earthquake prediction itself, the impact of earthquake prediction, and the earthquake resistant capability of structures （buildings）, lifeline works, etc. In a word, it highlights the risk of earthquake forecasting and tries to mitigate the earthquake hazard as much as possible. In this paper, the authors also discuss the scientific and social challenges faced in earthquake prediction and analyze preliminarily the meanings and content of earthquake early warning.     

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。     

国家中心地震烈度速报与预警技术平台

震后快速获取发震信息和灾区受灾情况,对于降低生命和财产损失、震后灾害评估和救援决策至关重要。得益于国家地震烈度速报与预警工程的实施,中国地震台网中心建立了国家中心地震烈度速报与预警技术平台。通过该平台汇集并交换全国预警实时波形,分析、判断、加工实时波形数据,及时产出地震预警、烈度速报、地震基本参数和震源参数等信息产品,并将其推送到紧急信息服务系统,实现秒级地震预警、分钟级参数速报和烈度速报,在泸定 M_S6.8 等强震袭来时均成功发布预警信息,为防震减灾及应急救援等提供有力保障。本文详细介绍该平台的整体情况及其所包含的分系统功能,并讨论目前平台的技术特性和需要改进的问题。     

基于NB-IoT技术的地震预警信息发布终端设备研制

天津市地震局于2015年通过首都圈预警示范工程项目建设,完成地震预警信息服务网络建设,并选取6所学校安装地震预警信息发布装置,提供地震预警信息示范服务,但由于信息发布装置安装复杂且价格偏高,在一定程度上影响终端设备的普及,制约地震预警信息社会化服务进程。同时,已有终端设备如同黑箱,不利于二次开发应用,存在安全隐患,影响服务质量。因此,天津市地震局积极推进基于NB-IoT技术的地震预警信息发布终端设备研制,实现低成本、低功耗、低延时目标及地震预警信息社会化服务。     

用于地震预警的通用数据采集系统构建

地震预警作为一种能够有效减轻地震灾害的手段已经被越来越多的国家和地区研究, 并在实际应用中取得了显著的减灾实效。 但是, 这些地震预警系统中都是以秒为单位组织数据包进行传输的, 使得在使用P波前三秒数据进行τ_c-P_d计算时, 会出现一定的延迟, 尤其是当P波开始位置处于数据包的前半部分时, 延迟会超过0.5 s以上。 另外, 由于现有的地震数据采集系统在同一时刻只能输出一种采样率, 采集到的数据无法在同一时刻用于多种研究目的。 针对这两种情况, 研制了一种适用于地震预警的低延迟数据采集系统, 以100 ms的延迟进行实时数据的传输, 有效提升了预警时间, 最多可增加0.8 s。 同时, 在系统中增加了同步多采样率输出, 使得采集到的数据在同一时刻既可用于全球地震学研究(1 Hz), 又可用于常规地震台站观测(50/100/200 Hz), 提高地震计产出数据的利用率。     

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。     

国家地震烈度速报与预警工程融合决策平台建设

为满足国家地震烈度速报与预警工程(以下简称“国家预警工程”)紧急地震信息对外服务要求,针对国家预警工程建设多算法多中心融合决策的主要技术难题,结合地震监测学科的技术发展现状和学科管理需求,地震监测预警业务系统迫切需要一个用于地震预警、参数速报和烈度速报分系统产出一套全国统一结果的融合决策平台。在国家预警工程定制软件项目实施过程中,建设了国家地震烈度速报与预警工程融合决策平台,其作为国家预警工程数据处理系统与紧急地震信息服务系统之间的关键信息通道,负责汇集融合国、省两级多中心地震预警和速报分系统的多套处理算法的处理结果,进行多个处理结果的同一地震事件判断及其可靠性判定,基于多个策略的信息优选和融合决策处理,产出融合决策后唯一、可靠、及时和准确的预警和速报信息结果。该结果经紧急地震信息服务系统的发布平台对外发布,社会公众、政府机构和特定专业用户可以基于收到的地震预警和速报信息进行防灾避险或应急救援。     

两种地震预警定位方法的比较

In this paper, according to the Fujian Seismic Network earthquake catalog records, the Tnow method and the Four Stations Continuous Location method （hereinafter called FSCL） put forward by Jin Xing are inspected by using P-wave arrival information of the first four stations of each seismic event. Results show that for earthquakes within the network, both methods can obtain similar location results and location deviations are small for the majority of the events. For earthquakes outside the network, the location deviation may be amplified as the epicentral distance increases, owing to the seismic station distribution which spread toward the side of the epicenter and the small opening angle between seismic stations used for locating and epicenter. For the FSCL method, the impacts of the wave velocity on the location results may be significant for earthquakes outside the network. Thus, selecting a velocity model which is similar to the actual structure of the wave velocity will contribute to improving location results of earthquakes. The FSCL method can locate more seismic events than the Tnow method. It concludes that the Tnow method makes use of mistake information from some non-triggering stations in earthquake catalog, and some P-wave arrivals are not included in the earthquake catalog due to discontinuous records or unclear records of the seismic phase, which induces incorrect location.