美地震学家力推发展地震预警系统

俄狄浦斯

一场大地震可能会袭击美国，夺去数百人的生命，它将在20年后、两年后还是明天到来，无人知晓。这样的灾难将督促这个国家建立一个公共地震预警系统，给人们数秒钟或数分钟时间为地震作准备。“与其等待下一场大地震刺激政治行动，我认为我们必须现在就建立一个预报体系。”美国加州大学伯克利分校伯克利地震学实验室主任Richard Allen说。

实际上，地震预报技术已经久经考验。在这方面，日本保持领先。2011年3月，9级地震袭击了日本东北部地区，自动预警在数秒内发布。火车停运，学生躲到书桌下，敏感工业设备暂停，危险化学品也被隔离，挽救了无数生命。

Allen表示，美国公众同样有权获得地震预警。在过去的两年里，加利福尼亚州成功运行了一个演示系统——为36个机构提供地震警报，其中包括旧金山湾区快速运输铁路网络。

最初的西海岸系统的成本是合理的：头5年耗费了1.2亿美元用于建设和运营，之后每年运营费用约为1600万美元。地震学研究也能从数百个额外传感器中获益。相关系统面临的主要障碍是政治意愿。“政客、商业领袖和相关管理人员需要意识到地震风险的紧迫性以及建设一个地震预报系统的意义。”Allen说。

危险不可避免

在未来数十年里，大地震袭击美国西海岸的几率很高。《自然》杂志评论称，在未来30年中，加利福尼亚有99%的可能性遭遇6.7级地震，而旧金山和芝加哥有2/3的概率发生类似事件。

西北太平洋地区甚至还应该为迎接更大规模的地震作好准备，例如与日本东北地震相当的9级地震。美国其他地区的地震风险相对较低，但是东海岸也可能发生破坏性地震。

现在，信息革命允许科学家开发实时响应系统，以便将伤亡人数和财产损失降低到最小化。当地震传感器发现断层断裂的首次摇动时，警报能在几秒钟内发布给人们，人们有不同的时间（取决于距离震中的位置）作出反应。

1995年神户大地震后，日本在相关领域一直扮演先驱的角色。当时超过6000人在这场地震中遇难。日本政府投资数十亿日元到地震和大地测量学领域，以探测地震信号。2004年，日本气象厅测试了一个有限的地震预警系统。2005年，该系统发布了其第一个预警，2007年该系统开始面向公众开放。第一次真正的考验是在日本东北大地震发生后，距离震中最近的大城市仙台接收到一个长达15秒钟的警报。

加利福尼亚的演示系统ShakeAlert自2011年开始运行，但是还未公开使用。目前的地震传感器每天都在探测地震信号，当震级超过2.5级时，该系统就会为运输、制造业和紧急响应等机构发送警报。该系统主要由公营和学术企业支持：加利福尼亚州综合地震台网、加利福尼亚大学伯克利分校、加州理工学院、美国地质调查局（USGS）、南加利福尼亚地震中心和瑞士联邦理工学院合作研发了该系统。

商业福利

正如日本那样，公私伙伴关系是传播地震警报的最有效方式。在日本，公共部门拨款支付相关地质系统的安装和长期运营费用，以探测地震信号和发布基本警报。私营部门负责加强和递送地震警报，同时还为公众和企业提供支持和降低风险知识。

Allen指出，对于企业而言，福利有三项。

首先，会出现新的商机。应用程序能使移动手机接收警报，并开始倒计时，直到地震发生。应用程序还能为人们提示应该做什么：例如，躲在桌子下、离开建筑物或留在钢架玻璃壁建筑内，自动驾驶汽车将放慢和停止。制造厂、石化设备和生物技术公司还需要其他服务。

第二，经济损失将会降低。2003年两场破坏性地震造成日本冲电气公司1500万美元的损失。之后，该公司共投入60万美元建设地震预报系统，以及改进其建筑设施。在接下来的两场相似地震里，其损失降至20万美元。

第三，缩短商业恢复所需时间。安装了地震预警系统后，冲电气公司的生产设备在地震发生后仅关闭了几天，而不是数周。另外，尽量减少对铁路和轨道的破坏将能加速重建恢复工作，这将支持震后地区商业的恢复。

地震学研究也将从改进的设备中受益。2011年日本地震促进了科学技术的进步，这次极端事件也检验了地震预报系统的局限性。那场地震的大小和影响被低估，因此科学家对观测阵列进行了改进。快速、精确的GPS传感器网络被用于探测地面变形，海底观测点能密切监视海下断层。

下一步计划

“通过提供地震早期预警，人、商业和科学每一方都是赢家。”Allen说。但是，资金的分配，以及职责问题，将会阻碍其发展。尽管美国联邦和州政府预算紧缩，但同意划拨1.2亿美元用于建设和运营西海岸预报系统。“按照加利福尼亚人口数算，约合每人支付2.44美元。早上的咖啡就要花费我2.4美元。”他说。

但是，美国各州和联邦政府的政治、商业、政府机构与科学领军人物之间的合作关系需要进一步加强。加利福尼亚州参议员Alex Padilla提出了一项法案，在该州建立一个地震预警系统，并成功使其通过立法程序，州长Jerry Brown于9月正式签字。州长紧急事务办公室负责承担必需的经费。


Allen 指出：“（预报系统）要覆盖西海岸，俄勒冈州和华盛顿州的政府及州立法者也需要采取相似的步骤。”另外，USGS和其他联邦机构间的合作也是必需的。美国国家科学基金会将资助高地震风险区地球物理学网络的扩展。

“商业领袖也需要更有力地倡导地震预警系统的价值。”Allen称。旧金山湾区快速运输铁路网络董事会成员John McPartland也认为，需要建立一个完善的地震预报系统。

Padilla在加利福尼亚州参议院听证会上强调：“如果我们没有部署该系统，下次大地震之后，我想你可能不想跟我再坐在这里。” Allen也提到：“我很高兴放弃明早的咖啡，只为换来下一场大地震前的警报。”