作者:唐凤 来源:中国科学报 发布时间:2012-4-25 9:14:33
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卫星系统将加速地震预警
利用GPS卫星数据将能大大缩短发布精确地震警报时间

地震波的痕迹记录了地震的震级——卫星能够更快、更精确地得出这些数据。 
图片来源:F. FLORIN/AFP/GETTY IMAGES
 
本报讯(记者唐凤)日前,美国宇航局(NASA)和一个名为“READI网络”的大学联盟开始测试一个基于全球定位系统(GPS)卫星数据的地震警报系统。据《自然》杂志网站报道,相关科学家指出,该系统能够帮助日本政府将发布精确地震预警的时间比2011年3月日本大地震和海啸时发布警报信息的时间缩短10倍。
 
目前,该系统正在被美国西北太平洋大地测量阵列(Pacific Northwest Geodetic Array)测试使用:数以百计的GPS接收器沿着加利福尼亚州北部到加拿大不列颠哥伦比亚之间的北美海岸放置。传感器会提供附近或离岸区域地震断层导致的地层移动的实时测量结果。
 
上周,中央华盛顿大学地质测量师Tim Melbourne和一批科学家参加了在圣地亚哥举行的美国地震学会的一个会议,会上Melbourne指出,卡斯卡底古陆俯冲带是关注的重点,这可能是一个9级地震断层。
 
上世纪80年代末期,GPS接收器就被用于研究板块构造学,并且在本世纪早期得到升级,升级后的GPS能够给地质测量师提供更加精确的数据,以作为传统地震台阵的补充。
 
新的地震警报系统安装后,当地震波从危险的断层地区朝人口居住区移动时会首先撞击传感器,并引发预警信息。这将给政府相关人员几秒钟的时间接收冲击波警报信号,并帮助他们找到震中的位置。
 
“数据在十分之一秒内就能够传到实验室,”Melbourne说,“这样,我们能在半秒钟内很好地估算出确切位置。”
 
对于地震预测的精确度来说,传统的地震检波器也能提供相似的信息。例如,4月13日,一个震级约为3.5的小地震发生在美国Aromas附近。“我在伯克利的台式电脑上也收到了25秒钟的警报。”加利福尼亚大学地震学实验室主任Richard Allen说。
 
但是,地震检波器也有局限性。“它们能够成功辨别出2、3、4、6级地震,”Melbourne说,“但是,却很难区分出8~9级地震。”有部分原因是,在大地震中地面晃动比较久,但是程度区别可能不是非常显著。
 
GPS就不会遇到相关问题,因为它能够直接测量地层的移动情况。“如果地面突然倾斜几米,这毫无疑问是发生了一起重大地震。”美国地质调查局地震学家Susan Hough说。
 
并且,Melbourne和Allen利用日本地震为例证进行了研究。2011年3月,日本官员利用地震检波器数据在探知到有重大事件发生的8秒钟内发布了地震警报。“但是,当时他们认为地震只有7.1级。”Allen提到。在2分钟之后,他们将估计震级调整至8.1级,但是,20分钟后,才最终得到确切结果——9级。
 
另外,地震引起的海啸在震后的30分钟内就袭击了日本沿岸地区,由于日本政府低估了地震的级数以及海浪的大小,因此日本公众没有作好充分的准备,以抵御海啸的侵袭。
 
而Melbourne使用自己的方法计算来自GPS的关于日本地震的即时数据,在2分钟内就得出精确的地震级别。这很难说是否能够拯救更多的生命,“但是,我相信如果他们(日本政府)能在2分钟之内了解震级,一切将会变得不同。”Melbourne说。美国西北大学地球物理学家Seth Stein补充道,如果日本警报系统能更好地运作,将会挽救很多人的生命。“由于对地震级数估计不够,很多人没有疏散或是疏散的距离不够。”他说。
 
但是,并不是所有人都认为GPS是一个好的预警系统,其中主要反对意见集中在一个小故障就可能导致GPS发出错误的地震警报。
 
《中国科学报》 (2012-04-25 A2 国际)
 
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