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。     

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     

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）,     

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。     

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.      

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.     

地震预警震级计算方法研究综述

地震预警系统是减轻地震灾害的有效手段之一,世界上多个国家和地区都已经建立了地震预警系统,并在实际应用中取得了显著的减灾实效.由于地震预警系统应用中的高度时效性要求,预警震级计算是整个地震预警系统中最重要也是最困难的一部分.本文回顾总结了地震预警研究中采用的一些震级计算方法,并将其归纳为三大类算法:与初始周期相关的算法、与初始幅值相关的算法和与初始强度相关的算法.对每种算法都做了详尽介绍和仔细分析,同时列举出与该算法相关的研究成果.通过对这些算法的分析总结并结合我国地震观测台网的实际情况,作者推荐τc、Pd两种方法作为我国地震预警系统建设中优先采用的两种预警震级算法.     

《地震预警系统》中文版出版

正近年来,随着经济的发展和社会的进步,人们的防震减灾意识逐渐增强,地震预警技术得到了越来越多的关注。日本、墨西哥、美国南加州地区、希腊和土耳其等国家和地区先后发展了地震预警系统。我国也已开始大力发展地震预警技术,目前正稳步推进地震预警系统的研制和建设。作为一项大有前途的防震减灾技术,地震预警技术在几个国家和地区的实践中,不乏成功案例。例如20世纪90年代以来,墨西哥的地震预警系统SAS在几次大地震中取得了实际的减     

面向预警的一体化强震仪实时嵌入式Linux系统研制

正地震预警是近20年来新发展起来的减轻地震损失、降低地震次生灾害、减少人员伤亡的有效手段。其技术核心是从各个环节缩短数据处理所需时间,并根据地震P波传播速度快于破坏性S波和面波传播速度,以及电磁波传播速度远远大于地震波波速的原理,在破坏性地震发生后,且破坏性地震波到来前,提供数秒至数十秒的预警时间,以便采取相应的应急处理措施。由于地震预警系统对于信息的高度时效性要求,因此需要从各个环节进行突破,从     

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。     

全球地震早期预警研究综述

近年来地震预警技术在国际上得到迅速的发展,并有成功预警且收到减灾实效的先例.本文系统介绍了地震早期预警的方法,包括波前探测、P波应用、现地预警和区域预警;介绍了地震早期预警系统在墨西哥、日本、土耳其、中国台湾和罗马尼亚等国家和地区的应用情况.还对地震预警中目前存在的问题和挑战以及远景进行了分析.     

地震预警的收益与成本

地震预警是快速检测正在发生的地震并向身处潜在危险地区的人群和基础设施发出警报。日本和墨西哥目前正在运行公共地震预警系统,而土耳其、中国台湾、中国大陆、罗马尼亚和美国仅运行面向特殊用户发布警报的小规模地震预警系统。地震预警预报能在强烈地震动到达前数秒至数分间发布,世界地震预警应用实例表明,利用这段预警时间能够减轻地震对社会多方面的影响。人们可以利用预警时间采取蹲下-掩护-抓住的处置策略减少伤亡,甚至在预警时间足够的情况下,撤离有风险的建筑物。利用警报时间还可以降低列车脱轨风险、限制化学反应、保护医院患者、预防火灾;保护危险环境下的工人,免受坠落物砸伤/被夹伤。本文不能详尽地列出美国地震预警系统的应用实例和减灾收益,但收益明显大于成本。拯救3人生命、2个半导体工厂收到警报、1列旧金山湾区捷运系统（BART）的列车减速、非致命受伤率降低1%和燃气火灾率降低0.25%,上述任一项因减灾避免的损失价值都足够维持整个美国西海岸的预警系统运行一年。地震预警同时能够减少50%以上的在地震中受伤的人数。      

震源有限性及其对地震早期预警系统的意义

本文通过多个震例的假定情形,讨论了地震破裂的有限性对地震早期预警系统布局设计的重要意义。分析结果认为,地震早期预警系统对地震减灾所能发挥的作用要远大于传统地震学视角下的预期。该观点深化了目前所认为的预警台站应该适当考虑非均匀布设的认识,强调在发生较大地震时,近断层区域密集布设的预警台站可能会使地震早期预警系统更加有效。      

手机端地震预警研究进展与展望

传统地震预警方法通过在地震频发区域部署高密度地震监测台网,进而构建区域地震预警系统。但此方法所需投资较高,同时还需要政府和不同行业间的密切合作,使得大部分位于地震频发区域的国家和地区无力支撑地震预警系统的建设与运维。随着微机电系统技术的发展以及智能手机的普及,地震预警技术出现了新的研究方向,利用智能手机开展地震预警具有巨大的发展潜力。迄今为止,国内外已研发完成多款诸如MyShake、i-jishin之类的手机端APP地震预警软件。本文详细描述了利用手机端内嵌MEMS芯片开展地震预警的研究进展,较为系统地总结了在手机端进行地震预警时所涉及的处理流程以及相关算法。     

西西里岛东部地震预警参数评估

地震预警系统正在成为适用于实时地震风险管理的一个工具。事实上,由于地震预警系统是在短时间内减轻地震风险的有效方法,因此在全球许多国家已经实施或正在进行试验。地震预警系统是以利用震后地震信号初始部分测量的一些参数之间的关系为基础的。本文我们介绍了在西西里岛东部为实施地震预警系统的初步探索,该地区遭受了几次破坏性地震的袭击。使用意大利国家地球物理和火山研究所的宽频带台站记录的M_L≥2.8的地震数据,我们估算了P波和S波的初至波的峰值地动位移Pd,地面运动周期τ_c和峰值地动速度(PGV)。我们发现P_d与地震的大小有关,可以用来为该地区的地震预警系统估算震级。我们还推导了τ_c和ML之间以及P_d和PGV之间的关系,这些关系可以用于给定台站周围的现场预警,并评估潜在的破坏性影响,这些关系可能对未来在该地区实施地震预警系统有实际的参考意义。     

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。     

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。