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#1151 1991 · Centro de Instrumentación y Registro Sísmico (CIRES) · Public safety / earthquake early-warning infrastructure

墨西哥城把离断层的距离,变成了60秒的地震预警

问题

墨西哥城建在能放大远处地震的软湖床土壤上,但每次震动来临前都毫无预警

背景

1985年米却肯(Michoacán)大地震袭击太平洋沿岸,震中离墨西哥城大约350公里,可首都却死了数千人,反而离震中近得多的城镇相对安然无恙。墨西哥城建在一座干涸古湖的湖床上,这层软沉积物恰好会共振、放大远处俯冲带地震产生的那种缓慢的长周期地震波——地理上的距离,本该是安全的来源,反而变成了危险的来源。

常规应对——更严的建筑规范、疏散演练、公众教育——解决的是建筑或人能不能扛住震动,但没碰到更深的问题:一旦震动开始,就已经没有时间做任何事了。摩天大楼里的人,在感到晃动到最强震动抵达之间只有几秒钟,根本来不及疏散,所以任何真正的解法都得凭空造出物理条件本身不给的时间。

换别人会怎么做

当时能用的手段都瞄准的是震动开始之后的抗震能力:更严的建筑规范让结构扛得住更强的震动,更频繁的地震演练让人知道该往哪跑,还有公众教育活动——但这些都改变不了一个事实:地面一旦开始晃,就没时间疏散建筑或关停关键基础设施了。

他们看到了什么

墨西哥城的危险来自软土壤放大远处地震——但正是这段距离,让沿海传感器发出的、接近光速的无线电预警,能赶在更慢的地震波之前抵达城市。

那一手

CIRES(地震研究中心)沿着太平洋海岸、靠近格雷罗州(Guerrero)的地方布设了地震传感器,那里离墨西哥城大约300公里,正是该地区俯冲带大地震的策源地。传感器一旦探测到地震最先抵达、速度快但无害的P波,系统就会发出无线电广播预警,以接近光速的速度朝城市传去,远远甩开在岩石和土壤中传播慢得多的破坏性震波。学校、政府办公室以及电视和广播电台里的专用接收器接到信号后拉响警报——往往在首都地面真正开始晃动前将近一分钟。

为什么管用

无线电广播预警以接近光速传播;与它赛跑的破坏性地震波在岩石和土壤中每秒只走几公里。在格雷罗海岸到墨西哥城的300公里间距上,这个速度差值大约值一分钟——再靠把响应自动化(停列车、切燃气管线、拉响警报)把它变成实际行动,而不是指望人在感到震动之后那被压缩到几秒钟的时间里做出反应。

值了多少

自1991年起,这套系统能在震动抵达前给墨西哥城最多60秒的预警——足够停下列车、切断燃气、组织疏散。

什么时候会失灵

震中离要预警的城市越近,预警提前量就越趋近于零——2017年普埃布拉(Puebla)地震震中比格雷罗缺口离墨西哥城更近,从第一波抵达到破坏性震波袭来只有大约5秒。这套系统还依赖对断层带的密集传感器覆盖、每一栋需要响应的建筑里都有专用接收硬件,以及经过训练、不会因反复的误报而僵住或干脆无视警报的公众——因为任何离受保护城市很近的地震,都会击垮整套方法所依赖的那个物理前提。

后来呢

1993年8月,它成为全球第一套直接向普通公众广播地震预警的系统,这一模式后来被日本的地震预警网络和美国西海岸的ShakeAlert系统研究并借鉴;其底层传感器网络后来也扩展,以SASMEX之名覆盖了墨西哥更多的俯冲带区域。

资料来源

  1. [1]Lessons from Mexico's Earthquake Early Warning SystemEos (American Geophysical Union), 2018eos.org

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