东京地区的地震预警
文章来源: 张又普 于
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近年来(本文初稿于2010年5月),中国连续发生了两场大地震,伤亡惨重,引起很多关心中国的人,包括方舟子先生在内,在新语丝网站上发表议论,弄得我也想来凑个热闹。按照今天的科学技术水平,想要预报地震,基本上是不可能的事。地震预警似乎就成了没有办法中的办法。
当地震发生时,地震所产生的巨大的能量会以地震波的形式向外传播,地震波分为纵波和横波两种,纵波对地表的破坏力较小,横波对地表的破坏力较大,纵波的传播速度较快,横波的传播速度较慢,地震预警的基本原理就是利用地震纵波、横波之间的速度差。在某一些人口密集的地区安装一些地震感应器,当感应到地震纵波到达时,立刻发出地震预警警报,若干秒钟之后,地震横波才会到达,地表才会受到损害,这就是地震预警的一般原理。当然,距离震中越近,预警的时间就越短。这种预警方法具有普遍意义,所有地方都可以使用。然而,地震纵波、横波之间的速度差不太大,预警的时间比较短,实际作用有限。下面我想给大家介绍一下日本东京地区的地震预警,非常特殊和实用。
众所周知,地球表面的地壳是由七块大板块和一些小板块构成的,太平洋板块和欧亚大陆板块就是其中的两块巨大的板块。日本地处欧亚大陆板块和太平洋板块的交界处,东京地区是全世界地震最多的地区之一。1980年代,我在日本东京地区生活了7年多,3级以上的有感地震几乎每个星期都有,6.2级的地震经历过两次。对于东京人来说,普通地震就和下场大雨一样,算不得灾难。这是因为,东京地区地震防灾工作之先进乃当今世界之最。本文不打算谈论房屋建筑等问题,只打算介绍一下东京地区的地震预警工作。
根据过去数百年间的统计资料,影响东京地区的地震,其中心几乎都发生在东边太平洋的海底,那里是两大板块的交界处。日本人在那里安装了许多地震感应器,用海底电缆连接到东京的地震计算机中心。一旦发生地震,信号会以光速送往东京。一个地震感应器震动,有可能是深海鱼类碰撞所致,要用计算机对附近的地震感应器进行综合分析判断和计算,才能判断出是否真的发生了地震及其规模大小。由于巨型计算机的计算速度极快,计算时间通常不超过两三秒钟。而地震横波通常要花费较长的时间才能传到东京,这就为东京地区争取到了宝贵的预警时间。当然,根据地震中心与东京之间的距离,预警时间的长短有所不同,距离越近,预警时间越短。一般来说,大约可以有两到三分钟左右的时间。换句话说,东京地区的地震预警,其基本原理使用的不是地震纵横波之间的速度差,而是使用电波与地震横波之间的速度差。由于电波的速度是光速,与传播速度较慢的地震横波相比,电波的速度近似无穷大,传播时间近似为零。这样就可以使地震的预警时间取最大值。在这两三分钟的时间里,要完成下述4项工作:
(1)所有铁路断电,导致自动刹车系统启动,高速电车可以从时速250公里降速到大约70公里。普通电车和地铁可以从时速100公里降速到大约停止。
(2)一般的高速公路上是没有交通信号灯的,但日本的首都高速公路上都安装有交通信号灯,这些信号灯平时永远都是绿色,地震预警时则全线红灯,使车流速度从100公里降速到大约20公里。
(3)天然气公司自动断气。
(4)星罗棋布的汽车加油站自动断油。
在计算机网络技术不太发达的1980年代,东京地区的防灾工作就做到了全面联网。当然,东京的做法只适合于东京的特殊性,必须要事先知道地震中心的大致位置,并且,这个位置范围还不能太大,别的地区是很难模仿的。东京能争取到长达3分钟左右的预警时间,真是太珍贵和实用了。
以上这些事实都是我在日本生活期间的亲身经历,1989年年底,我离开日本,移民加拿大。我在日本期间,计算机网络还不太普及,地震预警还没有连接到千家万户。很多年以前,日本所有的旅游点和大型商场都有一套有线广播系统,播送一些轻音乐,商业广告,或寻人启事等等。近年来,随着计算机网络的普及,东京地区的地震预警已经连通了几乎所有上述有线广播系统,一旦发生地震预警,分散在东京各地的有线广播系统就会立刻向游客们发出警告,有效地减少了地震所带来的各种伤害。
(张又普初稿于2010年5月)
资料链接:
方舟子:https://baike.baidu.com/item/方舟子/4762967?fr=aladdin
新语丝网站:https://baike.baidu.com/item/新语丝/4761840?fr=aladdin
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