墨西哥強(qiáng)震與地震預(yù)警

王一凡

2012年3月20日，在大洋另一端，墨西哥南部格雷羅州和瓦哈卡州發(fā)生7.4級(jí)（之前估計(jì)為7.8級(jí)）地震，震中位于瓦哈卡州的奧梅特佩克市以南29公里處山區(qū)，震源深度15公里。此后，墨西哥又發(fā)生40多次余震，都未造成人員死亡。直到3月22日才在格雷羅州夸希尼奎拉帕市發(fā)現(xiàn)兩名死難者，一人被坍塌的墻壁砸傷，不治身亡；另一人在地震中受到驚嚇而突發(fā)心臟病去世。

地震死亡人少的原因

這次地震造成的損害無(wú)論與墨西哥以前的地震還是和其他國(guó)家的地震后果相比，都是令人驚奇的，更是值得慶幸的，也因此需要特別關(guān)注并獲得有益的借鑒（1985年墨西哥城發(fā)生8.1級(jí)地震，導(dǎo)致約10000人死亡，損失40億美元。而中美洲的危地馬拉1976年發(fā)生7.5級(jí)地震，造成22084人死亡，損失11億美元。1976年中國(guó)唐山7.8級(jí)地震，造成242769人喪生，164851人傷殘。2008年中國(guó)汶川發(fā)生8級(jí)地震，造成69225人死亡，374640人受傷，17939人失蹤）。

初步總結(jié)此次墨西哥地震死亡人數(shù)極少的原因有幾點(diǎn)。一是這次地震釋放能量較少，破壞力較小。二是受災(zāi)地區(qū)為山區(qū)，人口少，沒有高層建筑，房屋較少倒塌。三是有地震預(yù)警，發(fā)生地震的格雷羅州距離首都墨西哥城有322公里，地震發(fā)生后地震波從格雷羅州的震中位置傳到首都墨西哥城約需45秒鐘，墨西哥國(guó)家地震局及時(shí)地利用這個(gè)時(shí)間差通過墨西哥的多個(gè)電視臺(tái)和地震報(bào)警器公布了地震預(yù)警信息。

其實(shí)，這次墨西哥地震死亡極少的主要原因在于，地震預(yù)警發(fā)布后有效而迅速的疏散和公眾防震避震意識(shí)的提升，當(dāng)然，建筑物的高抗震標(biāo)準(zhǔn)也起到了重要作用。

1985年墨西哥城地震造成人員重大傷害后，墨西哥政府就要求建立地震預(yù)警系統(tǒng)，后來(lái)地震監(jiān)測(cè)機(jī)構(gòu)在墨西哥沿海設(shè)立多個(gè)觀測(cè)站，及時(shí)發(fā)布地震預(yù)警?，F(xiàn)在，墨西哥的地震預(yù)警發(fā)布既可以通過電視臺(tái)發(fā)布，也可以通過地震警報(bào)發(fā)出。如果地震級(jí)別超過5級(jí)，各個(gè)地方安裝的地震警報(bào)器就會(huì)鳴叫報(bào)警。同時(shí)，墨西哥人也經(jīng)常演練如何在地震預(yù)警發(fā)出后有效而迅速地撤離到安全地方。

例如，墨西哥城蒙臺(tái)梭利兒童中心安裝了兩個(gè)地震報(bào)警器，該中心每個(gè)月都要演練一次地震報(bào)警器報(bào)警之后的疏散和撤離，全校的孩子和老師都要參與。22日格雷羅州發(fā)生地震后在地震波傳到墨西哥城之前約45秒鐘，地震警報(bào)響了起來(lái)。當(dāng)時(shí)蒙臺(tái)梭利兒童中心的所有人還以為又是地震疏散演練，該中心的教師和56名孩子在幾秒鐘內(nèi)就已經(jīng)撤離到了該中心大廳前面，這里是之前工程師告知大家最為安全的躲避地震的地方。因此，該中心沒有一名孩子和教師受傷，更不用說死亡了。

平時(shí)墨西哥在學(xué)校、醫(yī)院、辦公樓、煤氣站和加油站，以及居民住宅等地方，都定期有這樣的預(yù)警演習(xí)，此次墨西哥格雷羅州發(fā)生地震后，墨西哥其他地方也收到了預(yù)警，從而極大減少了傷害。這也證明，墨西哥公眾養(yǎng)成了一種減災(zāi)和避災(zāi)意識(shí)，知道發(fā)生地震后該如何應(yīng)對(duì)。

房屋抗震標(biāo)準(zhǔn)提高

當(dāng)然，這次墨西哥地震也造成格雷羅州約有800座房屋受損，約60座房屋倒塌，瓦哈卡州有約200座房屋受損，但與1985年墨西哥城的8.1級(jí)地震造成的房屋倒塌相比，已經(jīng)是天壤之別。房屋的倒塌和損害會(huì)造成許多人的死亡和受傷。1985年的墨西哥城地震導(dǎo)致400幢建筑毀滅，另有數(shù)千座建筑受損，墨西哥城的房屋有30%倒塌和損壞。

自1985年墨西哥城地震后，政府就著手修改建筑法規(guī)，要求所有新建樓房具有更強(qiáng)的抗震性。為此，政府專門成立了房屋評(píng)估小組和規(guī)范委員會(huì)，這兩個(gè)機(jī)構(gòu)都由知名的建筑專家組成。房屋評(píng)估小組負(fù)責(zé)對(duì)災(zāi)區(qū)受損房屋進(jìn)行檢測(cè)，以決定如何維修或重建已有的房屋。而規(guī)范委員會(huì)則是幫助制訂新的建筑規(guī)范。一個(gè)總的原則是，把墨西哥易受地震影響地區(qū)房屋的抗震能力從過去的抗里氏7.5級(jí)地震上調(diào)到抗里氏8.5級(jí)地震。

此外，房屋評(píng)估小組和規(guī)范委員會(huì)還針對(duì)不同的地質(zhì)情況規(guī)定了不同的建筑標(biāo)準(zhǔn)。例如，對(duì)地質(zhì)較松軟地區(qū)，需要嚴(yán)格審查建筑許可，并且規(guī)定使用何種建筑材料。而在土質(zhì)松軟地基上的新建筑物之間必須留有一定空間，以避免地震發(fā)生時(shí)房屋互相碰撞而倒塌。

建筑物的高抗震標(biāo)準(zhǔn)的作用正如墨西哥總統(tǒng)卡爾德龍所說，房屋抗震標(biāo)準(zhǔn)的提高確保了大部分建筑在3月20日強(qiáng)烈地震中沒有損壞，成千上萬(wàn)人由此受益?？柕慢堖€特別感謝已故工程師費(fèi)爾南多·伊里亞特在1985年地震后對(duì)改進(jìn)墨西哥建筑物抗震標(biāo)準(zhǔn)所做出的努力。他說，“如果還是以前的老標(biāo)準(zhǔn)，倒塌的建筑物會(huì)非常地多”。

地震預(yù)警系統(tǒng)的產(chǎn)生和推廣

墨西哥此次地震充分利用了地震預(yù)警系統(tǒng)，這是人類在抗擊地震災(zāi)難中的一大進(jìn)步。

目前，地震預(yù)報(bào)在全球范圍內(nèi)還是一大難題，但無(wú)法預(yù)報(bào)不代表不能預(yù)警。地震預(yù)報(bào)和預(yù)警的區(qū)別在于：地震預(yù)報(bào)是對(duì)尚未發(fā)生、但有可能發(fā)生的地震事先發(fā)出通告；而地震預(yù)警是指突發(fā)性大震已經(jīng)發(fā)生、搶在嚴(yán)重災(zāi)害尚未形成之前發(fā)出警告并采取措施的行動(dòng)，所以也稱為震時(shí)預(yù)警。

地震預(yù)警依賴的是地震波傳導(dǎo)速度的差異。地震波是一種機(jī)械波，具有一定的傳播速度，當(dāng)?shù)卣鸢l(fā)生后，大家不會(huì)立刻感覺到地面的震動(dòng)，但經(jīng)過短暫時(shí)間后人們就會(huì)感到地震的波動(dòng)和看到地震對(duì)房屋的破壞作用。

當(dāng)?shù)卣鸢l(fā)生時(shí)，最初發(fā)射出來(lái)的是縱波（即P波），而破壞性的橫波（即S波）由于傳播速度相對(duì)較慢，會(huì)延后10～30秒到達(dá)地表。P波速度快，但破壞性很小，所以有人把它比做“善”的化身，它要趕在S波到達(dá)之前，把地震的信息“報(bào)告”給地上的人；而地震預(yù)警系統(tǒng)則可被視為接納“善意”的設(shè)備。

P波和S波之間的時(shí)間差，是地震預(yù)警的重要基礎(chǔ)。深入地下的地震探測(cè)儀器檢測(cè)到P波后傳給計(jì)算機(jī)，后者立即計(jì)算出震級(jí)、烈度、震源、震中位置，于是預(yù)警系統(tǒng)搶先在S波到達(dá)地面前10～30秒通過電視和廣播發(fā)出警報(bào)。雖然是短暫的幾十秒，卻可以讓相關(guān)部門及時(shí)關(guān)閉發(fā)電站、剎住高速列車、停用電梯、疏散人群，同時(shí)人們可盡量遠(yuǎn)離有可能砸傷人的畫框、書架、玻璃窗等，或躲進(jìn)支撐多雜物少的狹小空間，例如衛(wèi)生間，由此盡可能減少傷亡和損失。

此次墨西哥地震后的預(yù)警，讓墨西哥城有了約45秒鐘的疏散和撤離時(shí)間，因而能挽救很多人的生命。

不過，地震預(yù)警系統(tǒng)也有局限。例如，越是強(qiáng)烈的震區(qū)，能提供預(yù)警的時(shí)間就越短；對(duì)預(yù)警系統(tǒng)依賴越弱的地區(qū)，能提供的預(yù)警時(shí)間反而越長(zhǎng)。2008年的汶川地震就能說明問題。當(dāng)時(shí)，離震中不到20公里的映秀鎮(zhèn)處于預(yù)警系統(tǒng)的響應(yīng)盲區(qū)，基本沒有可能獲得提前預(yù)警；而距離震中約1500公里的北京，可獲得大約3分鐘的提前預(yù)警，但又幾乎沒有意義（因造不成危害）。因此，最早開發(fā)地震預(yù)警系統(tǒng)的日本研究人員稱，如果人們距離震中太近，地震預(yù)警可能幫不上忙，因?yàn)轭A(yù)警信息和地震波可能同時(shí)到達(dá)。

全球地震預(yù)警現(xiàn)狀

目前，全球僅有羅馬尼亞、土耳其、墨西哥、日本和中國(guó)臺(tái)灣省擁有投入使用的地震預(yù)警系統(tǒng)；正在開發(fā)預(yù)警系統(tǒng)的國(guó)家和地區(qū)有中國(guó)、美國(guó)加州、冰島、瑞士、意大利、希臘、埃及和印度。據(jù)2004年美國(guó)《科學(xué)》雜志報(bào)道，日本2004年花費(fèi)9000萬(wàn)美元完成的地震預(yù)警系統(tǒng)是迄今最為全面的預(yù)警系統(tǒng)。

而地震大國(guó)同時(shí)也是地震科研實(shí)力最為強(qiáng)勁的美國(guó)，至今仍沒有實(shí)際運(yùn)作的地震預(yù)警系統(tǒng)，原因在于，美國(guó)一些研究人員對(duì)此有不同看法。他們認(rèn)為，地震預(yù)警系統(tǒng)會(huì)擠占大量地震學(xué)的研究經(jīng)費(fèi)，不利于地震學(xué)的長(zhǎng)期發(fā)展。

中國(guó)在2008年汶川地震發(fā)生后，已經(jīng)在重視和研發(fā)地震預(yù)警系統(tǒng)。福建省地震局和中國(guó)地震局地球物理研究所分別在福建和北京、蘭州等地開展地震預(yù)警和烈度速報(bào)研究，但兩個(gè)示范網(wǎng)都沒有進(jìn)入正式運(yùn)轉(zhuǎn)。

不過，中國(guó)民間地震預(yù)警研究開始顯露生機(jī)。成都高新減災(zāi)研究所利用汶川大地震余震這一不可復(fù)制的資源，致力于地震預(yù)警技術(shù)研究。經(jīng)過三年多的努力，在掌握了地震預(yù)警核心技術(shù)的同時(shí)，吸收了國(guó)內(nèi)外特別是日本的技術(shù)，并將其融入到自主開發(fā)的軟硬件一體化系統(tǒng)中，形成了地震預(yù)警技術(shù)系統(tǒng)的全套自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)。

2011年12月6日汶川發(fā)生3.8級(jí)地震。這次地震，觸發(fā)了成都高新減災(zāi)研究所在汶川余震區(qū)域布設(shè)的地震預(yù)警試驗(yàn)系統(tǒng)，該系統(tǒng)向預(yù)警接收終端發(fā)出信號(hào)，而雙河中學(xué)的接收終端在收到信息時(shí)，自動(dòng)打開了學(xué)校廣播，并發(fā)出了警報(bào)。該校1200余名住校學(xué)生聽到警報(bào)聲后，按照應(yīng)急預(yù)案有序疏散。這也是我國(guó)首次有學(xué)校收到實(shí)際地震觸發(fā)的地震預(yù)警警報(bào)。

目前，這套地震預(yù)警系統(tǒng)布設(shè)在約2萬(wàn)平方公里的汶川余震區(qū)域，已經(jīng)對(duì)區(qū)域內(nèi)發(fā)生的60次余震成功實(shí)現(xiàn)了預(yù)警。在距震源50公里內(nèi)的地區(qū)，可在震前10秒收到預(yù)警信息；距震源90~100公里內(nèi)的地區(qū)，可在震前20多秒收到預(yù)警信息。地震預(yù)警再加上平時(shí)的訓(xùn)練，就可以讓人在地震前井然有序地跑到室外，或找到安全的躲避地方，甚至帶孩子的媽媽也可以找到安全的避難所。所以，這種預(yù)警系統(tǒng)如果在全國(guó)推廣，將可能拯救無(wú)數(shù)人的生命，保護(hù)更多的人類文明和財(cái)產(chǎn)。

與日本的地震預(yù)警系統(tǒng)相比，中國(guó)的地震預(yù)警系統(tǒng)具備一定的靈活性，它只需要通過無(wú)線電波手機(jī)等終端就可以進(jìn)行傳播，而日本的預(yù)警系統(tǒng)必須通過互聯(lián)網(wǎng)才能進(jìn)行信息傳播。2011年8月起，該預(yù)警系統(tǒng)被服務(wù)于海地的美國(guó)I.Trade公司分批采購(gòu)，將逐步在海地4000平方公里左右的區(qū)域內(nèi)進(jìn)行安裝測(cè)試，這也是我國(guó)的地震預(yù)警技術(shù)首次走出國(guó)門。

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