演示開始后，大屏幕上的參數(shù)和圖像急劇變化。在一旁的六塊小屏幕上，實(shí)時(shí)顯示著全省各臺站的監(jiān)控界面、預(yù)警發(fā)布界面等畫面。
這一系統(tǒng)于2012年9月在福建上線運(yùn)行。此前，中國地震局從理論研究到實(shí)踐，進(jìn)行了長期的探索和準(zhǔn)備。
我國關(guān)于地震預(yù)警系統(tǒng)的研究工作，早自2001年就已開始。“國家地震烈度速報(bào)與預(yù)警工程”項(xiàng)目副總設(shè)計(jì)師、副總工程師，中國地震局工程力學(xué)研究所副所長李山有回憶，研究初期主要是進(jìn)行地震預(yù)警相關(guān)技術(shù)的探索性工作，例如地震預(yù)警的可行性研究，震級、震中位置、預(yù)測烈度等地震預(yù)警參數(shù)的實(shí)時(shí)快速估算研究，“主要集中在理論、方法層面”。
“2008年四川汶川地震后，中國地震局意識到我國在減災(zāi)手段方面還不夠豐富，尤其是災(zāi)情獲取時(shí)效性偏弱。”李山有介紹，中國地震局隨后組織實(shí)施了國家科技支撐計(jì)劃《地震預(yù)警與烈度速報(bào)系統(tǒng)的研究與示范應(yīng)用》項(xiàng)目，最早在福建省開展技術(shù)研究和示范運(yùn)行。
項(xiàng)目于2010年3月在福建啟動，2012年9月依托福建省地震監(jiān)測臺網(wǎng)開始試運(yùn)行，于2013年2月通過中國地震局組織的測試。
李山有說，通過這個(gè)項(xiàng)目，中國地震局掌握了地震預(yù)警系統(tǒng)的關(guān)鍵技術(shù)。在充分借鑒國外地震預(yù)警參數(shù)算法和墨西哥、日本系統(tǒng)建設(shè)經(jīng)驗(yàn)的基礎(chǔ)上，中國研發(fā)出了具有自主知識產(chǎn)權(quán)的地震預(yù)警技術(shù)系統(tǒng)。
系統(tǒng)隨后在中國地震臺網(wǎng)中心、工程力學(xué)研究所的強(qiáng)震動臺網(wǎng)中心、地球物理研究所、甘肅、河北、北京、天津、上海、四川、云南、廣西和重慶等10余家地震臺網(wǎng)中心推廣應(yīng)用，陸續(xù)在京津冀、蘭州和川滇交界地區(qū)建成預(yù)警示范系統(tǒng)進(jìn)入試運(yùn)行。
“走在前面”的福建省，則在經(jīng)歷了晉江預(yù)警信息發(fā)布試點(diǎn)、擴(kuò)大試點(diǎn)范圍和全省范圍全面鋪開三個(gè)階段后，于2018年終于面向全省公眾正式提供地震預(yù)警信息服務(wù)。
速度和準(zhǔn)確度的“博弈”
在地震預(yù)警系統(tǒng)研發(fā)的同時(shí)，“國家地震烈度速報(bào)和預(yù)警工程”項(xiàng)目孕育誕生。2015年6月，項(xiàng)目獲得國家發(fā)改委批準(zhǔn)，并于2018年6月完成初步設(shè)計(jì)，進(jìn)入實(shí)施階段。
根據(jù)“國家地震烈度速報(bào)和預(yù)警工程”項(xiàng)目計(jì)劃，到2023年，將在全國范圍形成地震預(yù)警能力。但要形成完善的地震預(yù)警能力，還有很多難點(diǎn)待解決。
“對預(yù)警來說，速度和準(zhǔn)確度永遠(yuǎn)是矛盾的統(tǒng)一。”李山有解釋，地震預(yù)警系統(tǒng)要在數(shù)秒內(nèi)，利用少量臺站和地震初期觀測數(shù)據(jù)來估算地震參數(shù)和影響場，技術(shù)難度極大，強(qiáng)調(diào)速度就會使處理結(jié)果存在較大誤差，強(qiáng)調(diào)準(zhǔn)確度就會使處理時(shí)間加長。
李山有介紹，目前地震震中位置比較可靠的測定，需要縱波到達(dá)并觸發(fā)3個(gè)以上臺站，震級估算則通常需要至少1個(gè)臺站3秒以上的縱波波形數(shù)據(jù)。根據(jù)我國大量數(shù)據(jù)試驗(yàn)的結(jié)果，僅用縱波3秒的數(shù)據(jù)發(fā)出的第一報(bào)往往不準(zhǔn)確，小地震往往估計(jì)地震震級偏大，中等強(qiáng)度地震基本接近實(shí)際震級，而對于大地震往往估計(jì)的震級偏小。
“即使在實(shí)時(shí)、持續(xù)的數(shù)據(jù)處理中，觸發(fā)的臺站和記錄的信息也是有限的，且對大震來說，這個(gè)時(shí)候地震的破裂還沒有停止，這都是技術(shù)上需要進(jìn)一步解決的難題。”李山有說。
同時(shí)他指出，第一報(bào)處理結(jié)果在首個(gè)臺站觸發(fā)后至少4秒才能發(fā)出，在此時(shí)橫波已經(jīng)從震中向外傳播了20多公里。所以，預(yù)警警報(bào)發(fā)出時(shí)，地震破壞性橫波已經(jīng)覆蓋了一片區(qū)域，就是地震預(yù)警的盲區(qū)。“盡管我們在努力盡量縮短數(shù)據(jù)處理的時(shí)間，但是震中及附近地震破壞最強(qiáng)的區(qū)域恰好就處于地震預(yù)警盲區(qū)之內(nèi)，減災(zāi)效果有限。”
解決速度和準(zhǔn)確度之間矛盾的一個(gè)重要手段，就是加大臺網(wǎng)密度。福建省地震局計(jì)劃在“十三五”期間，通過新建、改造和升級臺站等方式，建設(shè)120個(gè)基準(zhǔn)站、85個(gè)基本站和1100個(gè)一般站，將臺網(wǎng)密度縮小至10公里左右。
