地震预警如何发布最有效的警报

2019年10月,美国地质调查局(U.S. Geological Survey,USGS)网站发布了美国科学家"关于地震预警系统最佳警报发布策略"的最新研究成果,这些成果分别发表在《自然》在线期刊《Scientific Reports》和《Science Advances》上。地震预警系统自从问世以来,在技术上有一定的局限性,一直受着盲区和警报时间快就不准确的困扰,于是引起很多质疑。今年美国加州的"国庆地震",由于洛杉矶的Shake Alert系统没有发出警报而备受质疑。美国USGS网站发布的最新研究成果,解释了为什么地震预警系统的警报要快就不准确等问题,提出了地震警报最佳发布的策略。     

统一的公共警报系统

本文对美国的“针对所有危险的统一公共警报系统”进行了概述。作为人类在警报响应领域研究方面的新认识,该系统以针对某一特定危险的警报系统为基础,使用了标准的术语和统一的协议,针对所有危险及时发布警报。它通过政府与工业界之间的全国性合作,使更多的人获得警报信息,采取正确行动,最终防止危险成为灾害。     

美国ShakeAlert地震预警系统2.0版本的发展

美国西海岸地区ShakeAlert地震预警系统能够在破坏性地震波到达前发布地震警报,从而减轻地震造成的灾害.经过近十余年的发展,ShakeAlert系统研发已基本完成,2019年10月17日,ShakeAlert?2.0系统开始在加利福尼亚全州进行测试,正式向全州公众发布地震预警信息.?本文回顾了ShakeAlert?...     

对Drakopoulos和Stavrakakis“由1990年12月希腊北部VAN台记录的电活动所做的错误警报”一文的答复

Drakopoulos和Stavrakakis(1996)(此后简称为DS)在他们的讨论中选择了一次公开警报(1991年1月发表),但却删除了另外3次警报(1988年9月;1990年4月和1993年2～3月发布),而这3次警报之后都伴有破坏性地震活动(换句话说,在目前辩论中,1987年至1989年之间只发布过一次公开警报,但DS二人却没有讨论此问题)。对于后来3次警报,Drakopoulos以及/或者其同事们不同意VAN预报,在有关地震发生前2～10天,公开宣称:“没有预料明显的地震活动”。在DS二人选用的例子中,他们只报道了警报后22天内的地震数据,但未提及在第23天早晨就开始了的及其往后延续了5天的地震活动。而且,DS误解了我们的预报,该预报是在地震发生之前送《构造物理学》杂志(见Varotsos等,1991)的。     

地震预警的下限应该是多少?

正地震预警对社会的影响非常重要,但关于这一课题的研究尚不成熟!地震预警(EEW)系统的主要目标是向可能受到特定震级的地震影响的社会群体发出警报,使他们能够采取必要的行动减轻地震造成的影响。例如人员受伤、基础设施损坏或情绪恐慌等。大多数EEW系统的工作原理是快速确定地震的位置和震级水平,估计地震烈度,然后向潜在的可能受影响的群体发布警报。但是,EEW系统会受地震震级确定的速度以及地震破裂传播过程的细节、地震波传播路径和预警系统分布情况的     

应用宽带P波波形进行实时地震警报

我们研制出一种在大地震发生之前数秒钟能够对地震发生做出早期警报的系统。我们假定宽带P波波形的垂直位移是地震的远场震源时间函数。基于地震矩与震源持续时间的关系,当初始P波震相持续时间超过3 s时,我们就可以发布发生了一次震级大于6级地震的早期警报。我们已把这种算法应用于日本宽带观测台站记录到日本近期发生的大地震的宽带地震图。我们发现,真的可能在P波到达后3 s内判断震级超过6级的地震的发生。     

基于网络的加利福尼亚地震预警算法设计:ElarmS-2

加利福尼亚综合地震台网(CISN)正在为加利福尼亚州开发一种地震预警(EEW)示范系统。在加利福尼亚综合地震台网震动警报(ShakeAlert)项目中,正在检验3种算法,其中之一是基于台网的地震警报系统(ElarmS)的地震预警系统。在过去的3年中,ElarmS算法经历了大量重新评定和解决技术与方法的若干挑战。在新的生产级产品,即ElarmS第2版(简称ElarmS-2或E2)中,对算法的改进扩大到适用当前地震台网的布局,改进了硬件和软件的性能,提高了预警处理速度和警报的准确性。E2设计为模块化的代码,由改进关联器的新事件监测模块组成,可以更迅速地与少数触发关联匹配,同时也增加了几个新的警报过滤检查,从而帮助最大限度地减少虚报。本文概述了这个新的在线实时系统的方法,总结了其性能。从2012年10月2日到2013年2月15日的在线操作性能来看,平均而言,在所有加利福尼亚发生的地震事件中,ElarmS系统在初至P波到达后8.68±3.73s发布预警。这一时间在台站仪器密集地区减少了2s。震级和发震时刻的标准差为0.4级和1.2s,定位误差中值为3.8km。在加利福尼亚发生的29次地震(MANSS3.5)中,E2成功检测到26次,发布了两次虚报。E2现正传送警报给震动警报系统,由震动警报系统发布给测试用户。     

地震预测CN算法对世界22个地区的预测效能

评估了在世界２２个地区利用地震预测ＣＮ算法进行的中期地震预测。区域的选择取决于可得到的地震目录的质量。由于ＣＮ算法的参量已事先确定并发表,因而对地夺的预测完全可以重复。总的检验结果如下：在发布警报的２６％的时间内,预测的２４次地震中有１１次确定发生了,占４６％。预测的总误差可以用警报总时间和预报失误率之和Ｒ表征。我们得到Ｒ＝０．２６＋（１－０．４６）＝０．８。该Ｒ值比对加州地区的回顾性预测的总误差     

加利福尼亚南部地震预警的可能性

美国当前的防震减灾工作是通过长期地震危险性概率评估和震后快速通告以减少地震可能造成的破坏。这里我们介绍短期危险预警系统的地震学设计并说明其可行性。使用过去地震的数据说明，我们的地震预警系统(ElarmS)可以与当前的TriNet仪器一起，在破坏性的地面运动来临前的几秒至几十秒内发布警报。该系统使用P波到达的频率成分确定地震震级。这是一种可以在任何破坏性地面运动发生前确定震级的方法。     

日本将生产地震和海啸的家用自动报警装置

为在1985年9月建成用于大规模灾害对策的紧急广播系统,日本政府已进入和广播及家用电器业界达成最终协议的阶段。这个广播系统的传播方式是:①当气象厅预测出大地震及海啸时,就及时将情报提供给各广播、电视公司;②各广播公司向所预测的受灾地区发出特殊的电波;③各个家庭配备装有紧急广播装置的电视机和收音机,这种电视机和收音机在深夜里也能自动发出警报。日本邮政省打算在1985年3月份确定这种接收装置的技术标准,     

基于JOPENS系统的地震速报信息聚合与发布系统的设计与实现

地震速报信息聚合与发布系统实时接收JOPENS系统产出的各种类型的地震速报信息,根据过滤策略进行分析处理,把同一地震事件但不同时间窗的速报信息聚合在一起,最后按照不同用户组的发布策略,分别以短信、电子邮件、传真和微博的方式自动对外发布。此外,系统具备对各个信息源进行实时监控并发出警报功能。     

谈谈两次地震

2011年3月11日东部近海地震发生后日本气象厅"大海啸警报"的发布挽救了成千上万人的生命。类似的警报在2010年2月27日智利中部(马乌莱)地震发生后也发布过。     

一个专用地震预警网络:墨西哥地震预警系统(SASMEX)

墨西哥地震预警系统(SASMEX)于1993年开始投入使用,是首个向公众发布预警信息的系统。现今,SASMEX由97个几乎跨越整个墨西哥俯冲带的监测台站组成。系统还包括监测俯冲科科斯板块地震活动的强震仪。这些地震都发生于内陆,靠近墨西哥主要人口中心。监测台站与控制和分配中心相连,通过一个多重手段的远程通信网络接收、处理和发布警报。预警信息通过低成本的无线电接收器、付费电视和广播电台以及墨西哥城内安装在整个城区街道的市政喇叭系统进行发布。从1993~2017年,台网已记录到6 896次地震,共发布了158次地震预警。最近的地震预警成功案例是2017年9月发生于墨西哥的两次地震。在2017年9月7日特旺特佩克大地震(MW8.2)中,SASMEX在强烈震动的地震波到达墨西哥城前提供了近2min的预警时间。第二个案例是2017年9月19日莫雷洛斯地震(MW7.1)。震中距离墨西哥城约120km,较短的震中距使得在S波到达墨西哥城前仅有几秒的预警时间。     

墨西哥城采用新型地震预报系统

据路透社墨西哥城1993年8月1日电,一种新型电子警报系统已在墨西哥城投入使用,该城的居民将在大地震发生前1分钟得到警报。据认为,这种计算机化的无线电系统是世界上独一无二的。官员们说,在测到里氏6.0级以上地震来临时,该系统就会自动向该城的电台和电视台发出报警信号。     

通过Napa地震探析美国的地震应急

结合美国北加州纳帕(Napa)地震,系统地介绍了美国政府机关和科研机构的地震应急工作的完整流程:从地震仪接收到地震产生的P波开始,地震预警系统发出警报,到震后美国地质调查局(USGS)在线烈度调查系统(DYFI)采集民众地震烈度报告,再到地震快速评估系统(PAGER)快速估算地震伤亡和经济损失情况,发布警报级别,最后进行实时余震发震概率预测。积极利用民众力量、信息共享以及自动计算是美国地震应急工作流程的突出特点。     

城市地震警报系统

经验和专家的分析告诉人们:即使在大地震前20秒钟发出警报,也可以大大减少人口伤亡。 本文讨论的地震警报系统,充分利用了电信号的传播速度比破坏性地震波(主要是横波和面波)快得多的特点,当90公里以外发生大地震时,可以在20秒前发出紧急警报。在1976年唐山地震时,假如天津市已建立了这种系统,可在大震前24秒发出警报;而北京市,则可在大震前28秒发出警报。     

各国地震预报社会经济反应研究工作主要进展概况(综述之一)

综述了近年来国际关于地震预报社会经济反应各类问题研究的主要进展,如制定计划、组织机构作用、经济效果、预报与警报的发布等,通过调查分析提出一些问题以供讨论研究。紧接着是一篇“编后记”,主要说明了本刊对地震和地震预报当前所涉及的社会问题,今后拟主要采用“地震和地震预报的社会经济反应”这一提法以取代过去沿用的“地震社会学”一词。     

断层滑动速度的研究

以往得到的断层滑动速度函数要么是通过理论研究获得的,要么是计算的结果与地壳介质等因素有关.由于目前人们对地壳介质和震源机制研究的局限性,使得计算结果的准确性不高.在系统提出用多普勒效应计算断层滑动速度函数的基础上,以汶川地震余震为例计算了地震断层的滑动速度函数.结果表明,滑动速度函数具有迅速上升,相对缓慢下降的特点,与Hisada的研究结果一致,也与岩石破裂实验结果一致.用多普勒效应计算断层断层滑动速度函数的结果与地壳介质和震源机制无关,应该是一种有前途的计算地震断层滑动速度的方法.     

芦山地震断层滑动速度的计算

以往得到的断层滑动速度函数要么是通过理论研究获得的,要么是计算的结果与地壳介质等因素有关.由于目前人们对地壳介质和震源机制研究的局限性,使得计算结果的准确性不高.在系统提出用多普勒效应计算断层滑动速度函数的基础上,以芦山地震余震为例计算了地震断层的滑动速度函数.结果表明:滑动速度函数具有迅速上升,相对缓慢下降的特点,与我们以往的计算结果一致,也与Hisada的研究结果一致.用多普勒效应计算断层断层滑动速度函数的结果与地壳介质和震源机制无关,应该是一种有前途的计算地震断层滑动速度的方法.     

基于Java的桥梁强震动实时监测及警报系统开发与应用

本文使用Java语言,在测震台网《数据采集与常规处理》区域版(JOPENS)的基础上结合Socket、多线程等技术,开发出基于Client/Server(C/S)模式的桥梁强震动实时监测及警报系统,系统包括配置模块、数据采集模块、数据存储模块、监测模块、数据浏览模块、警报模块和数据分析模块,可跨平台安装。该系统已在多座大桥上稳定运行,可将其推广到其他重大工程结构的强震动监测及事件警报。