新闻动态

Nature:地震预警存在误报,但仍值得

图片来源网络

  为确定地震预警准确性的极限,美国地质调查局(USGS)、南加州大学(University of Southern California)和加州理工学院(California Institute of Technology)的科学家们开展了一项研究。该研究的结论认为,虽然地震预警存在误报,但仍然值得。相关研究成果发表在20192月的Nature上。 

  研究人员通过统计模拟来确定哪种策略最能挽救生命并保护经济——是获取更多的警报但同时存在更多的误报好,还是不接收警报,除非确定会发生震动,即使这样会错过警报?在研究过程中,研究人员模拟了发生在加利福尼亚的千万次的假想地震,并对地震预警系统所做的预测与可能感受到的震动进行了比较。 

  首先,研究人员发现,无法建立100%准确的地震预警系统。这在科学上是不可能的,因为释放的总能量相同的地震(具有相同大小的地震)会产生不同的震动。一次地震可能会在短时间内产生强烈震动;另一个相同大小的地震可能会缓慢震动,导致不那么严重的晃动。同时,地球的运动在固体基岩上可能感觉不那么强烈,但在软土上会更糟。其次,计算发现,加利福尼亚州的任何特定地点都有可能感受到地震——最少的轻微震动,十年内两次。 

  研究者的主要发现是:一个早期预警系统可以让用户有更多机会收到地震警报——远高于十年两次,但这其中可能会有四次警报是错误的。该研究第一作者、地球物理学家Sarah Minson表示,如果人们在讨论那些有很多好处的东西,那么付出的代价是很小的,而如果人们优先考虑的是在几乎会发生震动之前收到确定性警报,那么根本不会得到任何警报。 

  对某些人来说,选择是显而易见的,即那些在发生大地震之前不采取行动要付出代价的人,比如通过减慢火车来避免潜在的致命脱轨。但是,鉴于误报可能导致的高成本行动,在某些情况下,对地震警报采取行动可能并不谨慎。比如核电站的紧急停机,其成本超过2.5亿美元,还不包括其他成本——如由此导致的反应堆寿命减少。 

  地震警报很难计算,因为地震开始时都是相同的——非常小。虽然之后很多地震依然较小,但有些最终会成为灾难。Minson假设了一场地震,该地震沿着尤里卡(Eureka)附近的圣安德烈斯断层并朝南部约200英里的旧金山移动。震动开始4秒后,地震震级为6级,如果地震此刻停止,旧金山可能感觉不到。但是,如果地震持续至少20秒左右,成为7级,旧金山至少可以感受到轻微震动,这时可能有48秒的时间去应对。如果有人想得到旧金山强烈震动的警告,地震必须持续至少67秒,这意味着它产生了足够的能量,已经成为7.7级地震。但是,在发送警报之前等待那种确定性和严重性将使旧金山只有8秒的响应时间。 

  多年来,美国地质调查局一直致力于在美国西海岸建立地震预警系统,在加利福尼亚州的城市地区该系统是最先进的,特别是在洛杉矶地区和旧金山湾区。在获得联邦和州政府的资助后,官员们希望到2021年所有1 115个用于加利福尼亚的地震传感器站都能上线。 赵纪东 编译 

    来源:中国科学院兰州文献情报中心《地球科学动态监测快报》2019年第6期

   (转载本文请注明来源及作者

附件下载