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和地震赛跑, 中国预警技术有多快?——云上论坛

2019-05-20 10:47 来源:金盾文化网 有问     作者:

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王暾,国家“千人计划”专家,成都高新减灾研究所创建者、所长。

        王暾出生于四川省达州市,拥有浙江大学工学学士、中科院力学研究所博士及美国康涅狄格大学物理学博士学位。

        2008年汶川特大地震发生时,王暾正在奥地利工作。他毅然选择回国,矢志追求地震预警事业。

        王暾带领团队,目前地震预警关键核心技术处于世界领先水平。系统平均响应时间、盲区半径、震级偏差等关键核心技术均优于日本。使我国成为继日本、墨西哥之后第三个具有预警能力的国家。

        王暾团队目前已与各级部门联合建成了延伸至31个省(直辖市、自治区)、覆盖我国地震区人口90%(6.6亿人)的地震预警网,规模全球最大。

        该地震预警成果已逐步通过手机、广播电视、政务微博、专用接收终端等安全服务民众,连续预警芦山7级、鲁甸6.5级、九寨沟7级等50次破坏性地震,尚无一误报。同时,该地震预警成果开始服务“一带一路”国家战略,目前已服务尼泊尔,并与中国大陆地震预警网实现互联互通。
 
        5月9日有问邀请王暾在有问平台就地震预警相关问题召开了线上发布会:
答记者问
 
        张茜 中国青年报:
       地震预警技术的实际应用案例有哪些,案例中地震预警技术的具体应用过程。

        王暾:
        1、地震预警已先后在墨西哥、日本、中国、尼泊尔、美国应用,在国内外都取得了减灾实效。
        2、在中国,成都高新减灾研究所(减灾所)提供的地震预警技术已连续预警了50次破坏性地震,一些民众、工程通过电视、手机、广播、专用终端提前收到了预警,取得了减灾实效,包括芦山7级地震、九寨沟7级地震。
        具体的,芦山地震时,雅安市主城区的民众提前5秒收到预警,成都的一些民众提前28秒收到预警;九寨沟7级地震时,汶川电视观众提前54秒收到预警。
 
       孙正好 新华社: 
       基层群测群防目前存在哪些短板,困难?基层的监测员、监测点效力发挥的怎么样?还有需要改进和完善的地方吗?
       
       王暾:
       短板、困难:1、技术支撑不够好,管理没有充分考虑技术进展和灾害频度低的特点。2、效力有,但是可以提高。例如,如何充分发挥普通民众的采集能力是亟需提高的地方。
 
        高昌 中国民族博览杂志社提问:
        汶川地震时,有地震无法预测的说法。也有传言说已经预测到了,但由于某种原因没能公布。 问题: 
        1.汶川地震有没有预测到?
        2.您的预测成果有多少公布预警了,有多少没有公布?
        3.如何说服政府公布预测?

        王暾:
        1、汶川地震没有被预测到,因为即使是后来的芦山7级地震、九寨沟7级地震等,都没有被预测到。
        2、减灾所做的工作是地震预警。地震预警与地震预测不同。地震预警是震中正在发生地震时,基于秒级响应的地震监测预警网络,利用电波比地震波快的原理,对地震还未波及 的区域提前几秒到几十秒发出的警报。地震预警技术已很成熟;而地震预测,是对还未发生的地震,通过一定的方法预计某地将来会发生一定级别的地震。地震预警的技术,还未解决,还是世界难题。
       由于前述问题的回答,可以更好理解了:减灾所的地震预警已连续预警了50次破坏性地震,而且未发生一次误报、漏报。作为参考,国内外的地震预测还几乎不能成功,因为地震预警的技术问题还未解决。
       减灾所持续8年无误报、漏报是世界领先的地震预警技术水平。作为一个参考,日本的地震预警技术是在过去几年多次发生了误报的。墨西哥的地震预警技术也是有误报的。
       3、对于地震预警,如何说服政府成功了呢:通过不断的成功案例,先从内部试验,再逐步向社会公开、服务即可。对于地震预测,我相信也应该是如此。当然,需要将来在解决了技术问题后进一步尝试。
       实践是检验真理的唯一标准
 
        张海磊 新华社: 
        中国灾害预警“最后一公里”完全打通还面临哪些需要努力的方向?
       
       王暾:
        1、政府充分认识到灾害预警对任何民众而言都是小概率事件,让民众需下周灾害预警软件是难以普及的,需要将灾害预警功能内置到广播、电视中。而且,依法,自然灾害的预             警就需要各级政府发布。因此,需要政府进一步主动协调电视、手机网络服务商,将灾害预警功能内置到电视、手机中。
        2、政府也持续科普灾害预警给公众,以便公众收到预警后知道如何应用。
 
        张文 人民日报: 
        您团队突破了哪些核心技术才做出了这个系统,跟欧洲日本相比,主要是领先在哪些方面,在哪些技术指标上有领先。

       王暾:
       1、突破了地震预警的传感器技术、自动分析处理技术、传感器固定方式、干扰识别、秒级响应的信息发布技术、公众安全应用地震预警信息的技术、工程安全应用地震预警的技术;
        2、可靠性、响应时间,这二个指标,减灾所是全球领先的。只有中国的地震预警技术迄今是没有误报的,中国的地震预警技术也是全球最快的,即又快又准。
 
        陈晓宇 河南人民广播电台私家车广播提问: 
        目前广播电视收听收视人数下降,如何利用互联网络及手机进行预警播报,目前是否有成熟技术?推广难点在哪里?
     
        王暾:
       1、手机灾害预警技术已成熟,例如将灾害预警功能内置到手机上,已在日本全面实现。中国、减灾所也完全具有了这样的技术,且已初步应用。2、难点:全面内置预警功能到手机、电视,只能政府强制才能做得到。应急管理部门加强协调,应可做到。这部分回答也见 对 新华社 张海磊 的提问的回答。

        林野   新京报:
        地震分两方面,一方面就是预警技术,研究它无可厚非,但是对普通人来说,逃生以及建筑防震强度似乎更重要。不知道王老师怎么看待。对预警技术来说,极致在哪里?存 不存在怕引起恐慌,不会全面预警?

        王暾;
        1、将建筑、工程的抗震能力提升,显然非常重要。
        2、对于现有的大量抗震设防不足的建筑、工程(注意这些建筑、工程将长期存在),新增地震预警将是提升应急能力的有效方式。
        3、对资金投入需求非常有限的地震预警(可能相对于建筑的投入的万分之一或更少),投入产出比是非常高的。
        4、地震预警的逃生、避险、安定人心功能,对于公众、对于政府、对于工程,都是非常有用的。
        5、能够哪怕是1秒的预警时间,都能够使人迅速做出避险措施,减少人员伤亡,减少次生灾害。
        6、减灾的方式是多方面的,不能只找一方面的方式。
        7、习近平总书记2018年10月主持的中央财经委员会第三次会议也提出要加强灾害预警工程的建设,包括地震预警工程的建设。
        8、不能让我们中国的民众在下次大震时讲,国外都有地震预警,为什么中国就不能有(汶川地震后,大量中国网民就提出了这个问题)
     至于恐慌的问题:控制恐慌、控制因为预警而导致的人员死伤,当然是非常重要的环节。这也是政府、社会非常担心的。因此,政府、应急管理部门、减灾所、专家都已做了大量的 工作。截止目前,地震预警已服务中国社会8年,迄今未导致任何人员死伤,任何事故。这一方面说明我们的安全控制措施很好,另外一方面可能说明我们很幸运。但是,我们将持 续控制地震预警的应用风险,在党和政府的领导下,在应急管理部门的支持、指导下,共同控制地震预警的应用风险。
 
       王学琛  界面新闻:
       汶川地震在中国灾害史上是一场怎样的灾难?现在我们面对地震,在地震预警上较十年前有哪些明显的变化? 对于普通公众来说,要如何利用好预警到地震的几十秒或者一 分钟?

       王暾:
       1、汶川地震在中国灾害史上是非常惨重的、不多见的,值得我们永远铭记,并从中吸取经验、教训。
       2、十年前,中国没有地震预警技术、没有地震预警网、没有地震预警服务、一些人总是说“看!日本有先进的地震预警”。十年后,中国有全球领先的地震预警技术、有全球最大 的地震预警网、有地震预警服务了各个社会领域、中国人可以自豪的说中国的地震预警全球领先,比日本的还先进。当然,中国仍然需要向日本学习其地震预警的全面应用:地震预 警已全面服务日本民众、工程。
        对于普通公众来说,需要平时被科普怎么用好几秒到几十秒的预警时间。这种科普还需要持续进行。就像每次座飞机时,乘客都会被科普如何在飞机上逃生。
 
        严雨程 成都商报: 
        中国目前的地震预警技术较之国外是什么水平?中国的地震预警技术的基本原理是什么?应对突发地震,预警技术究竟能为普通人提供多大帮助?

         王暾:
         该记者的前2部分问题可以从我对全面问题的回答,找到答案。 应对突发地震,预警技术究竟能为普通人提供多大帮助?: 研究表明:预警时间3秒,可以减少人员伤亡14%,预警时间10秒,可以减少人员伤亡39%。汶川地震时,若有预警,可以给映秀0秒预警时间,北川31秒预警时间,青川55秒预警时间。若有这些预警,可以减少死亡2~3万人,即可以减少30%的人员的死亡。
 
        景毅 半岛都市报:
        现在一个普遍的认知是地震很难准确预测,即便能完成预测,其距离地震发生时间也非常近,很难实施预警和防护措施,请问专家地震预测究竟难在哪,您团队的预警成功率高的秘诀是什么,预警成功的意义是什么?

        王暾:
        1、首先,地震预测和地震预警是不同的概念。地震预测,即地震预报,是在地震发生前发布的,告知未来在什么时间、哪个区域可能发生多大的地震;而地震预警是在地震发生时,利用电波比地震波快的原理,确定性地告知用户。
       2、地震预测迄今仍是世界难题,目前还不能准确预测地震。准确预测地震主要是指对地震的短临预报还无法准确;
       3、一些专家认为,地震预报的难度在于:一是地球的不可入性,二是地震孕育的复杂性,三是在同一地点的地震重复发生的小概率性。
       我认为,地震本质上是一个力学过程。传统地震预报方法之所以不成功是因为还未能形成一张可靠的地下云图,不能“看见”地下应力和能量的动态演化图(地下云图),也就不可能 可靠的预报地震。类似于天气预报,通过天气云图来进行解读,预报天气。
       4、预警成功率高的秘诀是:(1)引入前沿科技,如人工智能识别波形等,减少误报(2)采用分步式计算,即监测端与预警中心协同计算,增强可靠性;(3)自主创新的地震预算法既快又准(4)对地震预警监测、中心处理、预警信息发布和接收的全环节整体优化。(5)跨学科人才团队。
       5、预警成功的意义是:在地震发生时提前几秒到几十秒预警,人员可以及时疏散以减少人员伤亡;重大工程和生命线工程可以及时采取紧急措施(如核电站停堆、高铁制动降 速、燃气管线自动关闭、电梯自动就近平层并打开轿厢门等)减少地震造成的次生灾害和财产损失。
 
       杨蕾 中国质量报:
       请具体介绍几项攻克的核心技术。另外,我国地震预警系统建设方面有无统一标准?国外这方面的情况是怎样的?请具体介绍一下。

       王暾:
       1、减灾所的地震预警核心技术:前文已述,减灾所地震预警技术的可靠性、响应时间这二个指标,减灾所是全球领先的。减灾所地震预警技术系统涵盖了地震监测、信息传输与处理、预警信息生成与发布,以及预警信息接收和应用的全套技术系统,其中5项核心技术世界首创,分别是: 
       (1) 融合现地法和异地法的地震预警技术;
       (2) 基于地震波信息在台站现场处理的地震预警技术;
       (3) 地震预警中地震烈度的声音提示方法;
       (4) 一种基于IOS操作系统的预警倒计时方法;
       (5) 一种在电视地震预警中播出地震对电视所在地的影响烈度和预计到达时间的方法。
 
         2、标准问题:我国目前正在推进地震预警标准体系的建设,但目前还没有形成完整的地震预警国家标准体系。国家标准《中小学校地震避险指南》,要求“在建立地震预警系统的地区,宜安装地震预警接收报警装置”。中国地震局出台了部分行业标准,如《地震台站建设规范地震烈度速报与预警台站》等。
         3、国外地震预警标准:相对来说,日本的地震预警标准体系较为完善,包括地震预警系统建设、地震预警信息发布和应用等标准较为完善,有效规范地震预警技术和应用。

        申杰 中国交通在线:
        1.预警了能否公布?怎么才能让公民第一时间得到预警消息将损失降到最低?2.有了预警后,若公民第一时间得不到消息,那又如何减少损失?

        王暾:
        1、地震预警信息应当依法公布。按照《中华人民共和国突发事件应对法》相关规定,可以预警的自然灾害,县级以上地方各级人民政府应当根据有关法律、行政法规和国务 院规定的权限和程序,发布相应级别的警报。
        2、目前公民第一时间得到预警消息的主要渠道有:一是通过广播、电视;二是在智能手机中安装“地震预警”APP,或者安装具有地震预警功能的APP;三是地震预警专用接 收终端。公民不管是哪种渠道收到预警信息后,采取相应的避险措施就能减少伤害。
        需要指出的是,目前我国地震预警存在的主要问题是预警信息传递的“最后一公里”的问题。虽然至少有上述三个渠道可以在第一时间让公民收到预警信息,虽然手机、广播电视和专用终端的技术已经成熟,但地震预警信息落地应用非常不足。目前仅覆盖约2%的地震区人口。如电视地震预警仅覆盖了四川地震区60%的县。
        3、有了预警后,若公民第一时间得不到消息,那又如何减少损失?公民只能在感受到地震晃动后,迅速避险至安全区域,如在家中迅速远离高柜、吊灯等危险,避险到厕所等相对安全区域。在室外要远离广告牌、路灯等,疏散至安全区域,蹲下,防止剧烈晃动受到伤害。
 
 
        谭又年 成都市广播电视台
        现在地震预警技术的应用范围是怎么样的?“时间差”是否还能更长?地震预警系统不是一个简单的技术系统问题,还是一个复杂的社会系统问题,如何解决好技术、行政、法律等方面的问题,让其发挥更好的作用。

         王暾:
        1、目前应用的范围几乎涵盖了社会的方方面面:一是人员密集场所:学校、社区、场镇、办公楼、医院等人员密集场所等;二是政府应急管理部门:中国地震台网中心、国家预警信息发布中心、国家减灾中心、四川省应急管理厅、四川省公安消防总队、四川省减灾中心、成都市应急管理局等应急部门应用了地震预警,以便快速了解灾情信息, 启动应急救援。三是党政机关:四川省委、省人大、省政府、省政协办公区,以及省科技厅等部分省级政府部门和市县政府;四是重大工程:核电站、西昌卫星发射中心、四川石化、成都铁路局、成都和西安地铁、成都燃气、德阳东汽、国家电网四川省电力公司、乐山核反应堆等重大工程;五是新闻媒体:新华社、封面新闻手机APP地震预警服务已上线,中国新闻社四川分社和中央电视台四川记者站、四川交通广播等已应用地震预警;六是军队。
        2、目前减灾所技术系统的响应时间是世界最快的,但减灾所仍在优化预警技术,进一步减少预警系统的响应时间,让“时间差”更长,,民众和重大工程有更长的时间避                             险。
        3、解决技术、行政、法律等方面:目前技术和预警网建设的问题已经解决,且已经具有地震预警服务能力。面对我国严峻的震情形势,目前最为紧急的是预警信息“最后一公里”的问题。就是有预警信息,但还不能及时有效地传递到民众和重大工程,该问题需要政产学研用协同创新,从三方面解决,一是解决预警信息发布和服务的问题,这需要 政府提前授权电视、手机发布地震预警;二是解决收到预警信息后的处置问题,政府需要对民众进行地震预警科普教育,提高民众收到预警信息的有效应对能力。
        当然我国目前,地震预警领域的标准和法律体系不完善,需要尽快推进。
 
        冯纪元  四川广播电视台:
        地震预警一般都在震前几分钟,根本没有时间逃离,地震预警的意义在哪?
                   
        王暾:
        地震预警是指在地震发生时,利用电波比地震波快的原理,在破坏性地震波还没有对目标区域产生破坏前发布预警。其实质就是打时间差,即电波与地震波的时间差。就类似打雷时先看见闪电,后听见雷声的光速与声音速度差。
        地震预报是地震还没有发生前给出的信息。震前几分钟发布的预报信息叫临震预报。目前世界上还不能准确临震预报。
        地震预警的意义:地震波还没有造成破坏前提前预警,人员可以及时疏散以减少人员伤亡;重大工程和生命线工程可以及时采取紧急措施(如核电站及时停堆、高铁制动降速、燃气管线自动关闭、电梯自动就近平层并打开轿厢门等)减少地震造成的次生灾害和财产损失。研究表明:预警时间3秒,可以减少人员伤亡14%,预警时间10秒,可以减少人员伤亡39%。汶川地震时,若有预警,可以给映秀0秒预警时间,北川31秒预警时间,青川55秒预警时间。若有这些预警,可以减少死亡2~3万人,即可以减少30%的人员的死亡。能减少人员伤亡和重大工程次生灾害就是地震预警的意义所在。
 
       李文瑶  环球网:
       中国地震预测的准确率目前能达到多少?与其他国家相比如何?目前在技术方面,我们是学习海外技术多一些,还是也在进行相关的技术输出?

       王暾:
       1、 中国地震预测的准确率目前能达到多少?地震预报是世界难题,目前尚不能准确预报。
       从你的提问来看,应该是问地震预警的准确率。截止目前,我国对破坏性地震的地震预警的准确率为100%,尚无一次误报、漏报。处于世界领先水平。目前应用地震预 警的墨西哥和日本都有误报。如2013年8月8日,日本气象厅发布的一次7级地震预警就是误报,2016年8月1日也曾误报一次9级地震。
        2、地震预警技术输出:在地震预警技术攻关阶段,减灾所是在学习吸收了包括日本、我国等国的地震预警技术和理论后进行了完全自主创新。目前减灾所的地震预警技术已处于世界领先水平。一是2016年尼泊尔地震预警系统由减灾所提供技术和地震预警核心产品,已建成并开始提供地震预警信息服务,开始服务“一带一路”国家战略;二是已同印尼和秘鲁等国签订战略协议,提供地震预警技术和产品帮助其建设地震预警系统。
 
       段晓瑞 云南日报:
       云南地震频发,今年地震可能性大么?

       王暾:
       目前地震预报,特别是临震预报是世界难题。减灾所正在进行地震预报研究,正在推进用于地震预报研究的“地下云图”网建设。但目前还未突破临震预报关键技术,未形成地震预报技术体系。
       云南是地震多发频发的省份,基于云南地震带多的特点,和以往年份的地震情况统计,发生地震的概率还是比较高的。
 
       史东旭 凤凰周刊:
       预警技术在应用中,会有盲区么?具体情况如何?

       王暾:
       地震预警有盲区。盲区半径是地震预警技术的重要指标,盲区半径越小标志着预警技术越优。减灾所地震预警的盲区半径平均为21公里,日本是30公里,优于日本30%。在 盲区内可能刚在收到预警警报的同时感受到晃动。减灾所掌握现地与异地融合地震预警技术,正在推进消除地震预警盲区技术应用落地。
 
       熊强 云南网:
       很好奇一个问题,地震发生后,最佳的逃生时间是多少秒以内

       王暾:
       地震、特别是强震的破坏性非常大,涉及区域广。至于最佳的逃生时间是多少秒没有准确数字,并且需要结合用户当时的场景,但肯定是越快避险到安全区域,其受到伤害的概率就越低。一般是根据预警时间和避险到就近安全地点的时间选择合理的避险措施哦。
 
       何涛 金盾文化网:
       从预测确认到地震开始,可以有多久的时间留给居民疏散?
 
       王暾:
       地震预警另一个重要技术指标就是系统响应时间,即从地震发生时刻到用户收到预警信息的时间。系统响应时间越短表明该技术越优。减灾所地震预警系统平均响应时间为 6.2秒。日本是9秒。减灾所地震预警的系统响应时间优于日本30%。
       同一个地震,距离震中位置的远近不同,其预警时间是不同的,离震中越远,预警时间越长。也就是给居民疏散的时间是不同的。一般来说,震中处于盲区,预警时间是0秒,距离震中50公里有约10秒的避险疏散时间,100公里有约22秒的避险疏散时间。
 
 
 
责任编辑:张阳
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