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墨西哥强震与地震预警
http://www.100md.com 2012年5月1日 百科知识 2012年第9期
     2012年3月20日,在大洋另一端,墨西哥南部格雷罗州和瓦哈卡州发生7.4级(之前估计为7.8级)地震,震中位于瓦哈卡州的奥梅特佩克市以南29公里处山区,震源深度15公里。此后,墨西哥又发生40多次余震,都未造成人员死亡。直到3月22日才在格雷罗州夸希尼奎拉帕市发现两名死难者,一人被坍塌的墙壁砸伤,不治身亡;另一人在地震中受到惊吓而突发心脏病去世。

    地震死亡人少的原因

    这次地震造成的损害无论与墨西哥以前的地震还是和其他国家的地震后果相比,都是令人惊奇的,更是值得庆幸的,也因此需要特别关注并获得有益的借鉴(1985年墨西哥城发生8.1级地震,导致约10000人死亡,损失40亿美元。而中美洲的危地马拉1976年发生7.5级地震,造成22084人死亡,损失11亿美元。1976年中国唐山7.8级地震,造成242769人丧生,164851人伤残。2008年中国汶川发生8级地震,造成69225人死亡,374640人受伤,17939人失踪)。
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    初步总结此次墨西哥地震死亡人数极少的原因有几点。一是这次地震释放能量较少,破坏力较小。二是受灾地区为山区,人口少,没有高层建筑,房屋较少倒塌。三是有地震预警,发生地震的格雷罗州距离首都墨西哥城有322公里,地震发生后地震波从格雷罗州的震中位置传到首都墨西哥城约需45秒钟,墨西哥国家地震局及时地利用这个时间差通过墨西哥的多个电视台和地震报警器公布了地震预警信息。

    其实,这次墨西哥地震死亡极少的主要原因在于,地震预警发布后有效而迅速的疏散和公众防震避震意识的提升,当然,建筑物的高抗震标准也起到了重要作用。

    1985年墨西哥城地震造成人员重大伤害后,墨西哥政府就要求建立地震预警系统,后来地震监测机构在墨西哥沿海设立多个观测站,及时发布地震预警。现在,墨西哥的地震预警发布既可以通过电视台发布,也可以通过地震警报发出。如果地震级别超过5级,各个地方安装的地震警报器就会鸣叫报警。同时,墨西哥人也经常演练如何在地震预警发出后有效而迅速地撤离到安全地方。
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    例如,墨西哥城蒙台梭利儿童中心安装了两个地震报警器,该中心每个月都要演练一次地震报警器报警之后的疏散和撤离,全校的孩子和老师都要参与。22日格雷罗州发生地震后在地震波传到墨西哥城之前约45秒钟,地震警报响了起来。当时蒙台梭利儿童中心的所有人还以为又是地震疏散演练,该中心的教师和56名孩子在几秒钟内就已经撤离到了该中心大厅前面,这里是之前工程师告知大家最为安全的躲避地震的地方。因此,该中心没有一名孩子和教师受伤,更不用说死亡了。

    平时墨西哥在学校、医院、办公楼、煤气站和加油站,以及居民住宅等地方,都定期有这样的预警演习,此次墨西哥格雷罗州发生地震后,墨西哥其他地方也收到了预警,从而极大减少了伤害。这也证明,墨西哥公众养成了一种减灾和避灾意识,知道发生地震后该如何应对。

    房屋抗震标准提高

    当然,这次墨西哥地震也造成格雷罗州约有800座房屋受损,约60座房屋倒塌,瓦哈卡州有约200座房屋受损,但与1985年墨西哥城的8.1级地震造成的房屋倒塌相比,已经是天壤之别。房屋的倒塌和损害会造成许多人的死亡和受伤。1985年的墨西哥城地震导致400幢建筑毁灭,另有数千座建筑受损,墨西哥城的房屋有30%倒塌和损坏。
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    自1985年墨西哥城地震后,政府就着手修改建筑法规,要求所有新建楼房具有更强的抗震性。为此,政府专门成立了房屋评估小组和规范委员会,这两个机构都由知名的建筑专家组成。房屋评估小组负责对灾区受损房屋进行检测,以决定如何维修或重建已有的房屋。而规范委员会则是帮助制订新的建筑规范。一个总的原则是,把墨西哥易受地震影响地区房屋的抗震能力从过去的抗里氏7.5级地震上调到抗里氏8.5级地震。

    此外,房屋评估小组和规范委员会还针对不同的地质情况规定了不同的建筑标准。例如,对地质较松软地区,需要严格审查建筑许可,并且规定使用何种建筑材料。而在土质松软地基上的新建筑物之间必须留有一定空间,以避免地震发生时房屋互相碰撞而倒塌。

    建筑物的高抗震标准的作用正如墨西哥总统卡尔德龙所说,房屋抗震标准的提高确保了大部分建筑在3月20日强烈地震中没有损坏,成千上万人由此受益。卡尔德龙还特别感谢已故工程师费尔南多·伊里亚特在1985年地震后对改进墨西哥建筑物抗震标准所做出的努力。他说,“如果还是以前的老标准,倒塌的建筑物会非常地多”。
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    地震预警系统的产生和推广

    墨西哥此次地震充分利用了地震预警系统,这是人类在抗击地震灾难中的一大进步。

    目前,地震预报在全球范围内还是一大难题,但无法预报不代表不能预警。地震预报和预警的区别在于:地震预报是对尚未发生、但有可能发生的地震事先发出通告;而地震预警是指突发性大震已经发生、抢在严重灾害尚未形成之前发出警告并采取措施的行动,所以也称为震时预警。

    地震预警依赖的是地震波传导速度的差异。地震波是一种机械波,具有一定的传播速度,当地震发生后,大家不会立刻感觉到地面的震动,但经过短暂时间后人们就会感到地震的波动和看到地震对房屋的破坏作用。

    当地震发生时,最初发射出来的是纵波(即P波),而破坏性的横波(即S波)由于传播速度相对较慢,会延后10~30秒到达地表。P波速度快,但破坏性很小,所以有人把它比做“善”的化身,它要赶在S波到达之前,把地震的信息“报告”给地上的人;而地震预警系统则可被视为接纳“善意”的设备。
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    P波和S波之间的时间差,是地震预警的重要基础。深入地下的地震探测仪器检测到P波后传给计算机,后者立即计算出震级、烈度、震源、震中位置,于是预警系统抢先在S波到达地面前10~30秒通过电视和广播发出警报。虽然是短暂的几十秒,却可以让相关部门及时关闭发电站、刹住高速列车、停用电梯、疏散人群,同时人们可尽量远离有可能砸伤人的画框、书架、玻璃窗等,或躲进支撑多杂物少的狭小空间,例如卫生间,由此尽可能减少伤亡和损失。

    此次墨西哥地震后的预警,让墨西哥城有了约45秒钟的疏散和撤离时间,因而能挽救很多人的生命。

    不过,地震预警系统也有局限。例如,越是强烈的震区,能提供预警的时间就越短;对预警系统依赖越弱的地区,能提供的预警时间反而越长。2008年的汶川地震就能说明问题。当时,离震中不到20公里的映秀镇处于预警系统的响应盲区,基本没有可能获得提前预警;而距离震中约1500公里的北京,可获得大约3分钟的提前预警,但又几乎没有意义(因造不成危害)。因此,最早开发地震预警系统的日本研究人员称,如果人们距离震中太近,地震预警可能帮不上忙,因为预警信息和地震波可能同时到达。
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    全球地震预警现状

    目前,全球仅有罗马尼亚、土耳其、墨西哥、日本和中国台湾省拥有投入使用的地震预警系统;正在开发预警系统的国家和地区有中国、美国加州、冰岛、瑞士、意大利、希腊、埃及和印度。据2004年美国《科学》杂志报道,日本2004年花费9000万美元完成的地震预警系统是迄今最为全面的预警系统。

    而地震大国同时也是地震科研实力最为强劲的美国,至今仍没有实际运作的地震预警系统,原因在于,美国一些研究人员对此有不同看法。他们认为,地震预警系统会挤占大量地震学的研究经费,不利于地震学的长期发展。

    中国在2008年汶川地震发生后,已经在重视和研发地震预警系统。福建省地震局和中国地震局地球物理研究所分别在福建和北京、兰州等地开展地震预警和烈度速报研究,但两个示范网都没有进入正式运转。

    不过,中国民间地震预警研究开始显露生机。成都高新减灾研究所利用汶川大地震余震这一不可复制的资源,致力于地震预警技术研究。经过三年多的努力,在掌握了地震预警核心技术的同时,吸收了国内外特别是日本的技术,并将其融入到自主开发的软硬件一体化系统中,形成了地震预警技术系统的全套自主知识产权。
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    2011年12月6日汶川发生3.8级地震。这次地震,触发了成都高新减灾研究所在汶川余震区域布设的地震预警试验系统,该系统向预警接收终端发出信号,而双河中学的接收终端在收到信息时,自动打开了学校广播,并发出了警报。该校1200余名住校学生听到警报声后,按照应急预案有序疏散。这也是我国首次有学校收到实际地震触发的地震预警警报。

    目前,这套地震预警系统布设在约2万平方公里的汶川余震区域,已经对区域内发生的60次余震成功实现了预警。在距震源50公里内的地区,可在震前10秒收到预警信息;距震源90~100公里内的地区,可在震前20多秒收到预警信息。地震预警再加上平时的训练,就可以让人在地震前井然有序地跑到室外,或找到安全的躲避地方,甚至带孩子的妈妈也可以找到安全的避难所。所以,这种预警系统如果在全国推广,将可能拯救无数人的生命,保护更多的人类文明和财产。

    与日本的地震预警系统相比,中国的地震预警系统具备一定的灵活性,它只需要通过无线电波手机等终端就可以进行传播,而日本的预警系统必须通过互联网才能进行信息传播。2011年8月起,该预警系统被服务于海地的美国I.Trade公司分批采购,将逐步在海地4000平方公里左右的区域内进行安装测试,这也是我国的地震预警技术首次走出国门。

    【责任编辑】张田勘, http://www.100md.com(王一凡)