日本地震预警系统探秘

　　本报特约撰稿李月

　　6月14日，日本东北部的岩手、宫城等地发生里氏7.2级地震。日本气象厅在主震到达宫城石卷市前12秒，发 布了地震预报。在地震来临前10秒左右发出预警，留给人们的反应时间还是太短。日本的这套地震预警系统是去年10月份 投入使用的，其效果尚难尽如人意。如5月8日，东京东北方向的200公里处发生了一场里氏6.7级地震，该系统就没有 及时发出警报。但无论如何，地震多发国日本在地震预警方面，进行了可贵的探索。

　　利用横波纵波

　　时间差来预警

　　多年来，地震预警一直是一项难以攻克的世界性科学难题，日本这个地震预警系统是如何捕捉地震信息，来向人们发 出预警的呢？

　　据《日本时报》等媒体披露，这套预警系统的工作原理，是根据地震烈度划分感应的。当它探测到地震中最初的微震 时，会向铁路、建筑、电力、医疗等部门即时发出警报。目前，日本各相关机构可无偿使用这项服务。日本现阶段有数十家企 业和团体签署协议加入预警系统，预警系统向参加的企业等单位承诺，它们将在地震波到达前10～30秒，收到地震警报。

　　地震波分为横波和纵波，其中横波传播方向与地震振动方向垂直，是造成灾害的主要原因，但它在地壳中传播速度较 慢。纵波传播方向与地震振动方向一致，在地壳中传播较快，容易被地震探测仪首先捕捉到，该预警系统就是利用这两者的时 间差发出预警的。

　　据了解，目前这套预警系统主要对烈度在5级到5级以上的地震比较敏感(通常情况下，5级烈度一般表现为墙面开 裂家具倾倒)。而烈度估算需要对震级、震源的深浅，以及震中到地表之间的地质特征等因素综合分析。首先通过探测地震纵 波，然后地震探测仪将收集到的纵波数据传给计算机，计算机自动分析震级和深度，并估测地表不同地点的烈度。第一轮计算 完成后，计算机仍会源源不断地收到探测仪发出的数据，并不断通过计算更正估测结果。

　　预警系统

　　曾多次失败

　　5月8日，东京东北部200公里处地震发生后的1分钟内，该预警系统计算出了9组数据，其中第9.3秒得出第 1组，第58.3秒得出第9组，而这9组数据得出的估算结果又各不相同——估计得出的地震震级从6级到6.9级，震源 深度从地下10公里到70公里不等。直到地震发生1分钟后，也就是水户地区地面震动40秒钟以后，预警系统才将烈度定 为5级。随后才最终确定为里氏6.7级、深度为地下40公里的地震。这个预警速度显然比承诺的时间要晚了很多，基本没 有达到预警效果。

　　对于这次预警失败的原因，日本气象厅官员的解释是，“由于地震的强度恰好处在预警临界点上。”但这已经不是第 一次失败了。4月28日，日本南部的宫古岛发生了烈度为5度的地震，岛上居民在感觉到地震后6秒钟，才收到预警系统发 出的警报。今年1月26日石川县地震，该预警系统估计烈度只有4，所以没有发出预警，而实际烈度却达到了5。

　　事实上，这套预警系统一直受到政府和民众的质疑，认为难以及时发出地震的准确预警。在6月14日地震发生后， 甚至有民众说“提前10秒的地震预报没有任何帮助”。日本气象厅地震与海啸观测部副主任说：“很多人抱怨系统的作用不 大，但是我们早就强调过它的适用范围，只会感应到烈度为5以上的地震。”他表示预警系统对较大地震比较敏感，震级越大 ，越能更快地发出警报。“收到地震预警后，我们就可以及时停运火车和关闭电梯，以减少地震灾难的破坏性。”

　　日本居民

　　出门就关煤气总闸

　　尽管新的预警系统尚不尽如人意，但是日本政府和民众在防震抗震上所作的努力却卓有成效。

　　由于日本位于环太平洋地震带上，是著名的地震多发地区，年均有感地震达1000次以上。世界上的地震大约有20 ％是在日本及其周边地区发生的，这对于陆地面积不到世界陆地面积0.3％的日本，确实是一个非常惊人的数字。在这种情 况下，日本多年来一方面积极研发有关地震预防的科技，另一方面注重也十分注重培养民众防震意识，在许多震级较大的地震 灾害中，都能保持“低伤零死亡”的记录，这与日本的防灾有术密不可分。

　　在日本各级政府网页上，都开设有防灾专栏，公布当地政府的防震政策和措施、发布防震训练信息，并教育市民在发 生紧急情况时如何应对等。除此之外，各地震多发区的居民，每年都组织进行一次综合性防震训练和地域防灾训练。日本全国 各地还设有许多科教中心，免费向市民开放。这些中心内有模拟火灾现场的烟雾走廊，还有一个模拟地震室供人们亲身体验。 比如，其中就有一个体验6级“地震”场景：开始只是轻微的摆动，然后瞬间整个房间开始颠簸，就像一个在浪尖上逐流的纸 盒一样，而家具则纷纷砸下来……

　　在上述努力下，每一个日本民众都有强烈的防灾意识。比如每家住户都对居民楼的防灾紧急通道了如指掌；在居家布 置时，易倒易碎的物品通常不会搁置在无遮挡的地方；在出门时，总不忘随手关闭煤气总阀等等。

　　大力推广

　　“弹性建筑”

　　除了积极培养民众的防震意识，日本政府还十分注重公共设施的抗震保护。比如，大多数铁路、公路边山体都用水泥 或钢筋加固，以防山体滑坡。建筑物倒塌是地震中的主要杀手，因此日本建筑师们一直在潜心研究各种抗震建筑。其中已经有 效普及的就是一种“弹性”建筑。所谓弹性建筑物，就是在建筑物的地基部分加上硬质橡胶和钢板，从而使建筑物结构本身具 有一定程度的弹性，并能抗7级左右地震。1984年，日本第一批“弹性”住宅由千叶县的八千代市推出。1995年“弹 性”建筑在阪神大地震中名声大振——一片废墟中，仅有的两栋“弹性”楼却丝毫无损。

　　此外，日本鹿岛的建筑部门还开发了另一种防震方法——将弹簧安装在建筑物的地基上。这种防震大楼的原理是：在 大楼地基和主体部分之间安装弹簧，使大楼处在“悬浮”状态。由于弹簧是一种减震的良好介质，因此无论地基如何晃动，大 楼本身都不会受到强烈冲击。实验证明，6～7级的地震经过弹簧抵消后，其震动都会降低到原来的1／10。