地震预警的新发展:新型传感器网络的应用

<正>地震预警技术利用最初几秒的地震波信号预测地震动强度为潜在的受影响地区发布警报信息,以达到减灾的目的.传统的地震预警技术依托于实体的地震观测仪器网络,仪器的布设运维、信号传输、数据处理、信息发布和针对预警信息的响应技术在一定时间内制约了地震预警的发展. 1868年J.D.Cooper提出了为旧金山建设地震预警系统的设想（Nakamuraetal.,1988;Kanamori,etal.,1997）,     

美国科学家分析地震预警的潜力与局限

正在2018年3月Science Advances发表的一项研究中,美国地质调查局(U.S.Geological Survey,USGS)的科学家及其合作伙伴计算了地震预警系统可能向人们提供的预警时间(预警级别从轻微震动一直到强烈晃动)。这一研究结果将有助于设计地震早期预警系统的警报策略,如USGS正为美国西海岸开发的Shake Alert。在发出地震预警警报的时候,一般有两     

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。     

地震预警台网密度优化:加利福尼亚州研究实例

正引言地震预警系统能快速检测地震的发生并对可能来临的地面震动发出警告。目前,日本和墨西哥已经存在公共预警系统,包括美国西海岸在内的许多其他地区也在发展地震预警系统[1]。在地震预警系统的设计中,调研企业和公众主动利用预警信息的方式是一个至关重要的因素[2-5]。在2011年M9日本东北大地震期间,尽管低估了地震震级,但还是成功地发布了地震警报[6]。为了确定警报的用处,日本气象厅(JMA)进行了公开的     

地震预警系统关键技术研究

正地震预警作为一种能够有效减轻地震灾害的新手段,已经受到了越来越多的重视,世界上多个国家和地区都已建立了各自的地震预警系统。其中,有的地震预警系统已经正式投入使用并取得了明显的减灾效果,有的还正在进行在线测试。本文即主要针对地震预警系统建设中的几个关键技术展开研究。重点对地震预警连续定位、地震震级连续测定、预警信息可靠度、预警信息发布方案等问题进行了研究,并以四川汶川地震、台湾集集地震及东日本大     

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     

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?...     

地震预警信息发布策略的探讨

地震预警是一种有效的减灾方式。面向公众的地震预警信息发布是一项复杂的系统工程,涉及发布主体、发布对象、发布内容和发布方式等多方面内容。本文通过分析国内外地震预警系统应用和信息发布策略,探讨提出了我国地震预警信息的发布主体的有效载体,与发布对象所对应的具体发布方式和发布内容等环节的操作方式,以期为政策制定提供一定的参考依据。     

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。     

现代地震预警系统中的时间延迟效应分析

地震预警系统(EEW)中时间延迟制约着地震预警的时效性,缩短地震预警延迟时间能显著提高地震预报效能和应急反应能力。通过分析地震预警系统的延迟因素,分解从地震发生到预警信息发布过程的各个环节,计算出每个环节的时间延迟值,并对原地、异地和混合地震预警模式的地震预警水平、预警盲区半径进行对比,分析三种地震预警模式的时间延迟效应。结果显示,预警系统的时间延迟主要包含数据传输和数据处理两方面,实验室理论最少延迟时间为Δt=3.9s;主流预警系统平均延迟时间为Δt=14.3s;最先进的预警系统延迟只有Δt=8.7s。时间延迟同样影响着浅源地震(0~60km)的预警盲区半径,二者呈正相关性,当Δt=8.7s时,盲区半径最高达52.2km;当Δt=3.9s时,盲区半径最大只有23.4km。分析认为,有效缩短地震预警系统中的延迟时间,不仅能提高地震预警的时效性,同时能降低预警的盲区范围,对整个监测预报、预警和防灾减灾事业也有积极的推动作用。     

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。     

模拟PLUM方法在2021年日本福岛县近海M7.3级地震中的表现

2021年2月13日晚,日本福岛县近海发生M7.3级地震,产生强烈振动,此次地震被认为是"3.11"地震的余震。首先介绍了PLUM方法的原理及日本气象厅地震预警系统对于PLUM方法的应用,评述了JMA地震预警结果。通过模拟PLUM方法在此次地震中的表现,由预测精度和有效预警时间两个指标来评估该方法的性能,并与日本气象厅发布的预警信息对比。模拟结果显示:受限于地震数据以及PLUM方法本身的原理,在震后第24 s发出第一次警报,不及使用P波预警与PLUM相结合的JMA地震预警系统及时。在地震前期0~40 s处于烈度剧烈上升阶段,预测精度较差;40 s之后的预测结果较为准确,预测精度高达100%。PLUM方法可以有效克服点-源模型中的弊端,特别是在多个地震同时发生的情况下预警效果良好,将PLUM方法纳入我国地震预警系统可以有效提高预警能力。     

福建地震预警运维保障系统设计与实现

经福建省政府授权,福建省地震局于2018年5月12日开始面向公众发布地震预警信息。为保障福建地震预警系统稳定可靠运行,减轻运维压力,研究并利用JMX、Sigar、WebSocket和ECharts等技术建设了一套福建地震预警运维保障系统,对系统的技术方案、功能模块设计和实现进行了介绍,并对应用情况进行了说明。应用结果表明：该系统能及时地发现和告警预警系统运行中存在的问题,有效地保障了福建地震预警系统的稳定可靠运行,提升了运维人员的工作效率。     

地震预警系统研究及应用进展

地震预警系统是一种能够有效减轻地震灾害的新手段.世界上多个国家和地区,如日本、墨西哥、美国、意大利、台湾地区等都已经研发了多个针对特定设施、单个城市甚至更大区域的地震预警系统,有的地震预警系统已经正式面向全体公众发布地震预警信息,有的还正在线测试运行.作者主要介绍了地震预警系统的一些基本概念,地震预警系统需要解决的两个关键问题,以及地震预警系统在全球范围内的研究、建设进展及相关应用情况等.通过这些总结归纳为我国地震预警系统的建设提供一定参考.     

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。     

中国地震预警技术测试平台建设与应用

为解决国内地震预警专业软硬件稳定性和可靠性不足、列装测试不充分的技术难题,尽可能降低地震预警系统运行的风险,建设了专业化的中国地震预警技术测试平台。该平台构建了软件和硬件两大测试系统,明确了测试方法、测试用例、测试流程和评价指标,具备在线功能测试、离线回溯测试、预警信息测试和信息安全测试等功能模块。通过系统性测试和综合评估测试结果,为地震预警专业软硬件完善和升级提供科学依据,筑牢地震预警系统的安全防线。     

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。     

关于地震预警政策的研究与探讨

界定了地震预警政策的内涵,提出了出台地震预警政策的目标、指导原则,和研究地震预警政策的思路方法,总结了日本在地震预警系统的研发建设和应用过程中的政策和做法,根据我国目前预警系统建设的现有条件、目前状况和国外地震预警实践,分析了预警系统建设和运用时可能面临的问题和产生问题的原因。为解决这些问题,初步构建了地震预警系统政策基本分类和框架,提出了在组织管理、法律法规和行业标准、科技创新、宣传普及、社会应用、信息管理和发布、配套的财政投入等7个方面的政策建议和看法,并指出了各类建议政策的出台时间路线图。为地震预警系统的政府主管部门在系统研发、建设、运行管理和社会推广应用时制定相应的配套政策提供参考。     

云南地震预警信息发布效能分析——以漾濞6.4级、双柏5.1级和盈江5.0级地震为例

地震预警信息发布是预警“一张网”的重要组成部分,解决了预警系统“最后一公里”的问题。在2021年5月21日漾濞6.4级地震、6月10日双柏5.1级地震和6月12日盈江5.0级地震中,云南地震预警信息发布系统对产出的预警信息进行了有效发布,地震预警终端有效响应。本文借助这三次地震对云南地震预警发布系统运行质量、预警终端响应结果以及预警响应效果进行详细分析。结果表明：云南地震预警信息发布系统满足时效性要求并具有良好的稳定性,预警终端接收到的预测烈度与实际结果基本一致,已经具备一定的地震预警信息发布能力。     

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。