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和地震賽跑, 中國預警技術有多快?——云上論壇

2019-05-20 10:47 來源:金盾文化網 有問     作者:

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王暾,國家“千人計劃”專家,成都高新減災研究所創建者、所長。

        王暾出生于四川省達州市,擁有浙江大學工學學士、中科院力學研究所博士及美國康涅狄格大學物理學博士學位。

        2008年汶川特大地震發生時,王暾正在奧地利工作。他毅然選擇回國,矢志追求地震預警事業。

        王暾帶領團隊,目前地震預警關鍵核心技術處于世界領先水平。系統平均響應時間、盲區半徑、震級偏差等關鍵核心技術均優于日本。使我國成為繼日本、墨西哥之后第三個具有預警能力的國家。

        王暾團隊目前已與各級部門聯合建成了延伸至31個。ㄖ陛犑、自治區)、覆蓋我國地震區人口90%(6.6億人)的地震預警網,規模全球最大。

        該地震預警成果已逐步通過手機、廣播電視、政務微博、專用接收終端等安全服務民眾,連續預警蘆山7級、魯甸6.5級、九寨溝7級等50次破壞性地震,尚無一誤報。同時,該地震預警成果開始服務“一帶一路”國家戰略,目前已服務尼泊爾,并與中國大陸地震預警網實現互聯互通。
 
        5月9日有問邀請王暾在有問平臺就地震預警相關問題召開了線上發布會:
答記者問
 
        張茜 中國青年報:
       地震預警技術的實際應用案例有哪些,案例中地震預警技術的具體應用過程。

        王暾:
        1、地震預警已先后在墨西哥、日本、中國、尼泊爾、美國應用,在國內外都取得了減災實效。
        2、在中國,成都高新減災研究所(減災所)提供的地震預警技術已連續預警了50次破壞性地震,一些民眾、工程通過電視、手機、廣播、專用終端提前收到了預警,取得了減災實效,包括蘆山7級地震、九寨溝7級地震。
        具體的,蘆山地震時,雅安市主城區的民眾提前5秒收到預警,成都的一些民眾提前28秒收到預警;九寨溝7級地震時,汶川電視觀眾提前54秒收到預警。
 
       孫正好 新華社: 
       基層群測群防目前存在哪些短板,困難?基層的監測員、監測點效力發揮的怎么樣?還有需要改進和完善的地方嗎?
       
       王暾:
       短板、困難:1、技術支撐不夠好,管理沒有充分考慮技術進展和災害頻度低的特點。2、效力有,但是可以提高。例如,如何充分發揮普通民眾的采集能力是亟需提高的地方。
 
        高昌 中國民族博覽雜志社提問:
        汶川地震時,有地震無法預測的說法。也有傳言說已經預測到了,但由于某種原因沒能公布。 問題: 
        1.汶川地震有沒有預測到?
        2.您的預測成果有多少公布預警了,有多少沒有公布?
        3.如何說服政府公布預測?

        王暾:
        1、汶川地震沒有被預測到,因為即使是后來的蘆山7級地震、九寨溝7級地震等,都沒有被預測到。
        2、減災所做的工作是地震預警。地震預警與地震預測不同。地震預警是震中正在發生地震時,基于秒級響應的地震監測預警網絡,利用電波比地震波快的原理,對地震還未波及 的區域提前幾秒到幾十秒發出的警報。地震預警技術已很成熟;而地震預測,是對還未發生的地震,通過一定的方法預計某地將來會發生一定級別的地震。地震預警的技術,還未解決,還是世界難題。
       由于前述問題的回答,可以更好理解了:減災所的地震預警已連續預警了50次破壞性地震,而且未發生一次誤報、漏報。作為參考,國內外的地震預測還幾乎不能成功,因為地震預警的技術問題還未解決。
       減災所持續8年無誤報、漏報是世界領先的地震預警技術水平。作為一個參考,日本的地震預警技術是在過去幾年多次發生了誤報的。墨西哥的地震預警技術也是有誤報的。
       3、對于地震預警,如何說服政府成功了呢:通過不斷的成功案例,先從內部試驗,再逐步向社會公開、服務即可。對于地震預測,我相信也應該是如此。當然,需要將來在解決了技術問題后進一步嘗試。
       實踐是檢驗真理的唯一標準
 
        張海磊 新華社: 
        中國災害預警“最后一公里”完全打通還面臨哪些需要努力的方向?
       
       王暾:
        1、政府充分認識到災害預警對任何民眾而言都是小概率事件,讓民眾需下周災害預警軟件是難以普及的,需要將災害預警功能內置到廣播、電視中。而且,依法,自然災害的預             警就需要各級政府發布。因此,需要政府進一步主動協調電視、手機網絡服務商,將災害預警功能內置到電視、手機中。
        2、政府也持續科普災害預警給公眾,以便公眾收到預警后知道如何應用。
 
        張文 人民日報: 
        您團隊突破了哪些核心技術才做出了這個系統,跟歐洲日本相比,主要是領先在哪些方面,在哪些技術指標上有領先。

       王暾:
       1、突破了地震預警的傳感器技術、自動分析處理技術、傳感器固定方式、干擾識別、秒級響應的信息發布技術、公眾安全應用地震預警信息的技術、工程安全應用地震預警的技術;
        2、可靠性、響應時間,這二個指標,減災所是全球領先的。只有中國的地震預警技術迄今是沒有誤報的,中國的地震預警技術也是全球最快的,即又快又準。
 
        陳曉宇 河南人民廣播電臺私家車廣播提問: 
        目前廣播電視收聽收視人數下降,如何利用互聯網絡及手機進行預警播報,目前是否有成熟技術?推廣難點在哪里?
     
        王暾:
       1、手機災害預警技術已成熟,例如將災害預警功能內置到手機上,已在日本全面實現。中國、減災所也完全具有了這樣的技術,且已初步應用。2、難點:全面內置預警功能到手機、電視,只能政府強制才能做得到。應急管理部門加強協調,應可做到。這部分回答也見 對 新華社 張海磊 的提問的回答。

        林野   新京報:
        地震分兩方面,一方面就是預警技術,研究它無可厚非,但是對普通人來說,逃生以及建筑防震強度似乎更重要。不知道王老師怎么看待。對預警技術來說,極致在哪里?存 不存在怕引起恐慌,不會全面預警?

        王暾;
        1、將建筑、工程的抗震能力提升,顯然非常重要。
        2、對于現有的大量抗震設防不足的建筑、工程(注意這些建筑、工程將長期存在),新增地震預警將是提升應急能力的有效方式。
        3、對資金投入需求非常有限的地震預警(可能相對于建筑的投入的萬分之一或更少),投入產出比是非常高的。
        4、地震預警的逃生、避險、安定人心功能,對于公眾、對于政府、對于工程,都是非常有用的。
        5、能夠哪怕是1秒的預警時間,都能夠使人迅速做出避險措施,減少人員傷亡,減少次生災害。
        6、減災的方式是多方面的,不能只找一方面的方式。
        7、習近平總書記2018年10月主持的中央財經委員會第三次會議也提出要加強災害預警工程的建設,包括地震預警工程的建設。
        8、不能讓我們中國的民眾在下次大震時講,國外都有地震預警,為什么中國就不能有(汶川地震后,大量中國網民就提出了這個問題)
     至于恐慌的問題:控制恐慌、控制因為預警而導致的人員死傷,當然是非常重要的環節。這也是政府、社會非常擔心的。因此,政府、應急管理部門、減災所、專家都已做了大量的 工作。截止目前,地震預警已服務中國社會8年,迄今未導致任何人員死傷,任何事故。這一方面說明我們的安全控制措施很好,另外一方面可能說明我們很幸運。但是,我們將持 續控制地震預警的應用風險,在黨和政府的領導下,在應急管理部門的支持、指導下,共同控制地震預警的應用風險。
 
       王學琛  界面新聞:
       汶川地震在中國災害史上是一場怎樣的災難?現在我們面對地震,在地震預警上較十年前有哪些明顯的變化? 對于普通公眾來說,要如何利用好預警到地震的幾十秒或者一 分鐘?

       王暾:
       1、汶川地震在中國災害史上是非常慘重的、不多見的,值得我們永遠銘記,并從中吸取經驗、教訓。
       2、十年前,中國沒有地震預警技術、沒有地震預警網、沒有地震預警服務、一些人總是說“看!日本有先進的地震預警”。十年后,中國有全球領先的地震預警技術、有全球最大 的地震預警網、有地震預警服務了各個社會領域、中國人可以自豪的說中國的地震預警全球領先,比日本的還先進。當然,中國仍然需要向日本學習其地震預警的全面應用:地震預 警已全面服務日本民眾、工程。
        對于普通公眾來說,需要平時被科普怎么用好幾秒到幾十秒的預警時間。這種科普還需要持續進行。就像每次座飛機時,乘客都會被科普如何在飛機上逃生。
 
        嚴雨程 成都商報: 
        中國目前的地震預警技術較之國外是什么水平?中國的地震預警技術的基本原理是什么?應對突發地震,預警技術究竟能為普通人提供多大幫助?

         王暾:
         該記者的前2部分問題可以從我對全面問題的回答,找到答案。 應對突發地震,預警技術究竟能為普通人提供多大幫助?: 研究表明:預警時間3秒,可以減少人員傷亡14%,預警時間10秒,可以減少人員傷亡39%。汶川地震時,若有預警,可以給映秀0秒預警時間,北川31秒預警時間,青川55秒預警時間。若有這些預警,可以減少死亡2~3萬人,即可以減少30%的人員的死亡。
 
        景毅 半島都市報:
        現在一個普遍的認知是地震很難準確預測,即便能完成預測,其距離地震發生時間也非常近,很難實施預警和防護措施,請問專家地震預測究竟難在哪,您團隊的預警成功率高的秘訣是什么,預警成功的意義是什么?

        王暾:
        1、首先,地震預測和地震預警是不同的概念。地震預測,即地震預報,是在地震發生前發布的,告知未來在什么時間、哪個區域可能發生多大的地震;而地震預警是在地震發生時,利用電波比地震波快的原理,確定性地告知用戶。
       2、地震預測迄今仍是世界難題,目前還不能準確預測地震。準確預測地震主要是指對地震的短臨預報還無法準確;
       3、一些專家認為,地震預報的難度在于:一是地球的不可入性,二是地震孕育的復雜性,三是在同一地點的地震重復發生的小概率性。
       我認為,地震本質上是一個力學過程。傳統地震預報方法之所以不成功是因為還未能形成一張可靠的地下云圖,不能“看見”地下應力和能量的動態演化圖(地下云圖),也就不可能 可靠的預報地震。類似于天氣預報,通過天氣云圖來進行解讀,預報天氣。
       4、預警成功率高的秘訣是:(1)引入前沿科技,如人工智能識別波形等,減少誤報(2)采用分步式計算,即監測端與預警中心協同計算,增強可靠性;(3)自主創新的地震預算法既快又準(4)對地震預警監測、中心處理、預警信息發布和接收的全環節整體優化。(5)跨學科人才團隊。
       5、預警成功的意義是:在地震發生時提前幾秒到幾十秒預警,人員可以及時疏散以減少人員傷亡;重大工程和生命線工程可以及時采取緊急措施(如核電站停堆、高鐵制動降 速、燃氣管線自動關閉、電梯自動就近平層并打開轎廂門等)減少地震造成的次生災害和財產損失。
 
       楊蕾 中國質量報:
       請具體介紹幾項攻克的核心技術。另外,我國地震預警系統建設方面有無統一標準?國外這方面的情況是怎樣的?請具體介紹一下。

       王暾:
       1、減災所的地震預警核心技術:前文已述,減災所地震預警技術的可靠性、響應時間這二個指標,減災所是全球領先的。減災所地震預警技術系統涵蓋了地震監測、信息傳輸與處理、預警信息生成與發布,以及預警信息接收和應用的全套技術系統,其中5項核心技術世界首創,分別是: 
       (1) 融合現地法和異地法的地震預警技術;
       (2) 基于地震波信息在臺站現場處理的地震預警技術;
       (3) 地震預警中地震烈度的聲音提示方法;
       (4) 一種基于IOS操作系統的預警倒計時方法;
       (5) 一種在電視地震預警中播出地震對電視所在地的影響烈度和預計到達時間的方法。
 
         2、標準問題:我國目前正在推進地震預警標準體系的建設,但目前還沒有形成完整的地震預警國家標準體系。國家標準《中小學校地震避險指南》,要求“在建立地震預警系統的地區,宜安裝地震預警接收報警裝置”。中國地震局出臺了部分行業標準,如《地震臺站建設規范地震烈度速報與預警臺站》等。
         3、國外地震預警標準:相對來說,日本的地震預警標準體系較為完善,包括地震預警系統建設、地震預警信息發布和應用等標準較為完善,有效規范地震預警技術和應用。

        申杰 中國交通在線:
        1.預警了能否公布?怎么才能讓公民第一時間得到預警消息將損失降到最低?2.有了預警后,若公民第一時間得不到消息,那又如何減少損失?

        王暾:
        1、地震預警信息應當依法公布。按照《中華人民共和國突發事件應對法》相關規定,可以預警的自然災害,縣級以上地方各級人民政府應當根據有關法律、行政法規和國務 院規定的權限和程序,發布相應級別的警報。
        2、目前公民第一時間得到預警消息的主要渠道有:一是通過廣播、電視;二是在智能手機中安裝“地震預警”APP,或者安裝具有地震預警功能的APP;三是地震預警專用接 收終端。公民不管是哪種渠道收到預警信息后,采取相應的避險措施就能減少傷害。
        需要指出的是,目前我國地震預警存在的主要問題是預警信息傳遞的“最后一公里”的問題。雖然至少有上述三個渠道可以在第一時間讓公民收到預警信息,雖然手機、廣播電視和專用終端的技術已經成熟,但地震預警信息落地應用非常不足。目前僅覆蓋約2%的地震區人口。如電視地震預警僅覆蓋了四川地震區60%的縣。
        3、有了預警后,若公民第一時間得不到消息,那又如何減少損失?公民只能在感受到地震晃動后,迅速避險至安全區域,如在家中迅速遠離高柜、吊燈等危險,避險到廁所等相對安全區域。在室外要遠離廣告牌、路燈等,疏散至安全區域,蹲下,防止劇烈晃動受到傷害。
 
 
        譚又年 成都市廣播電視臺
        現在地震預警技術的應用范圍是怎么樣的?“時間差”是否還能更長?地震預警系統不是一個簡單的技術系統問題,還是一個復雜的社會系統問題,如何解決好技術、行政、法律等方面的問題,讓其發揮更好的作用。

         王暾:
        1、目前應用的范圍幾乎涵蓋了社會的方方面面:一是人員密集場所:學校、社區、場鎮、辦公樓、醫院等人員密集場所等;二是政府應急管理部門:中國地震臺網中心、國家預警信息發布中心、國家減災中心、四川省應急管理廳、四川省公安消防總隊、四川省減災中心、成都市應急管理局等應急部門應用了地震預警,以便快速了解災情信息, 啟動應急救援。三是黨政機關:四川省委、省人大、省政府、省政協辦公區,以及省科技廳等部分省級政府部門和市縣政府;四是重大工程:核電站、西昌衛星發射中心、四川石化、成都鐵路局、成都和西安地鐵、成都燃氣、德陽東汽、國家電網四川省電力公司、樂山核反應堆等重大工程;五是新聞媒體:新華社、封面新聞手機APP地震預警服務已上線,中國新聞社四川分社和中央電視臺四川記者站、四川交通廣播等已應用地震預警;六是軍隊。
        2、目前減災所技術系統的響應時間是世界最快的,但減災所仍在優化預警技術,進一步減少預警系統的響應時間,讓“時間差”更長,,民眾和重大工程有更長的時間避                             險。
        3、解決技術、行政、法律等方面:目前技術和預警網建設的問題已經解決,且已經具有地震預警服務能力。面對我國嚴峻的震情形勢,目前最為緊急的是預警信息“最后一公里”的問題。就是有預警信息,但還不能及時有效地傳遞到民眾和重大工程,該問題需要政產學研用協同創新,從三方面解決,一是解決預警信息發布和服務的問題,這需要 政府提前授權電視、手機發布地震預警;二是解決收到預警信息后的處置問題,政府需要對民眾進行地震預警科普教育,提高民眾收到預警信息的有效應對能力。
        當然我國目前,地震預警領域的標準和法律體系不完善,需要盡快推進。
 
        馮紀元  四川廣播電視臺:
        地震預警一般都在震前幾分鐘,根本沒有時間逃離,地震預警的意義在哪?
                   
        王暾:
        地震預警是指在地震發生時,利用電波比地震波快的原理,在破壞性地震波還沒有對目標區域產生破壞前發布預警。其實質就是打時間差,即電波與地震波的時間差。就類似打雷時先看見閃電,后聽見雷聲的光速與聲音速度差。
        地震預報是地震還沒有發生前給出的信息。震前幾分鐘發布的預報信息叫臨震預報。目前世界上還不能準確臨震預報。
        地震預警的意義:地震波還沒有造成破壞前提前預警,人員可以及時疏散以減少人員傷亡;重大工程和生命線工程可以及時采取緊急措施(如核電站及時停堆、高鐵制動降速、燃氣管線自動關閉、電梯自動就近平層并打開轎廂門等)減少地震造成的次生災害和財產損失。研究表明:預警時間3秒,可以減少人員傷亡14%,預警時間10秒,可以減少人員傷亡39%。汶川地震時,若有預警,可以給映秀0秒預警時間,北川31秒預警時間,青川55秒預警時間。若有這些預警,可以減少死亡2~3萬人,即可以減少30%的人員的死亡。能減少人員傷亡和重大工程次生災害就是地震預警的意義所在。
 
       李文瑤  環球網:
       中國地震預測的準確率目前能達到多少?與其他國家相比如何?目前在技術方面,我們是學習海外技術多一些,還是也在進行相關的技術輸出?

       王暾:
       1、 中國地震預測的準確率目前能達到多少?地震預報是世界難題,目前尚不能準確預報。
       從你的提問來看,應該是問地震預警的準確率。截止目前,我國對破壞性地震的地震預警的準確率為100%,尚無一次誤報、漏報。處于世界領先水平。目前應用地震預 警的墨西哥和日本都有誤報。如2013年8月8日,日本氣象廳發布的一次7級地震預警就是誤報,2016年8月1日也曾誤報一次9級地震。
        2、地震預警技術輸出:在地震預警技術攻關階段,減災所是在學習吸收了包括日本、我國等國的地震預警技術和理論后進行了完全自主創新。目前減災所的地震預警技術已處于世界領先水平。一是2016年尼泊爾地震預警系統由減災所提供技術和地震預警核心產品,已建成并開始提供地震預警信息服務,開始服務“一帶一路”國家戰略;二是已同印尼和秘魯等國簽訂戰略協議,提供地震預警技術和產品幫助其建設地震預警系統。
 
       段曉瑞 云南日報:
       云南地震頻發,今年地震可能性大么?

       王暾:
       目前地震預報,特別是臨震預報是世界難題。減災所正在進行地震預報研究,正在推進用于地震預報研究的“地下云圖”網建設。但目前還未突破臨震預報關鍵技術,未形成地震預報技術體系。
       云南是地震多發頻發的省份,基于云南地震帶多的特點,和以往年份的地震情況統計,發生地震的概率還是比較高的。
 
       史東旭 鳳凰周刊:
       預警技術在應用中,會有盲區么?具體情況如何?

       王暾:
       地震預警有盲區。盲區半徑是地震預警技術的重要指標,盲區半徑越小標志著預警技術越優。減災所地震預警的盲區半徑平均為21公里,日本是30公里,優于日本30%。在 盲區內可能剛在收到預警警報的同時感受到晃動。減災所掌握現地與異地融合地震預警技術,正在推進消除地震預警盲區技術應用落地。
 
       熊強 云南網:
       很好奇一個問題,地震發生后,最佳的逃生時間是多少秒以內

       王暾:
       地震、特別是強震的破壞性非常大,涉及區域廣。至于最佳的逃生時間是多少秒沒有準確數字,并且需要結合用戶當時的場景,但肯定是越快避險到安全區域,其受到傷害的概率就越低。一般是根據預警時間和避險到就近安全地點的時間選擇合理的避險措施哦。
 
       何濤 金盾文化網:
       從預測確認到地震開始,可以有多久的時間留給居民疏散?
 
       王暾:
       地震預警另一個重要技術指標就是系統響應時間,即從地震發生時刻到用戶收到預警信息的時間。系統響應時間越短表明該技術越優。減災所地震預警系統平均響應時間為 6.2秒。日本是9秒。減災所地震預警的系統響應時間優于日本30%。
       同一個地震,距離震中位置的遠近不同,其預警時間是不同的,離震中越遠,預警時間越長。也就是給居民疏散的時間是不同的。一般來說,震中處于盲區,預警時間是0秒,距離震中50公里有約10秒的避險疏散時間,100公里有約22秒的避險疏散時間。
 
 
 
責任編輯:張陽
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