“地震報警器”:真能預報地震?
“P波(縱波),地震來了!”3月12日下午4點25分,在四川省青川縣地震局,一個掛在墻上外形酷似收音機的銀色盒子,突然傳來這樣的語音信號。大約過了3-5秒,這個盒子又傳出“S波(橫波),地震警報!”的語音信號。
這個銀色的“家伙”,是由“海龜”博士后王暾研發的“地震報警器”。報警器的工作原理為其內部所裝的地震檢測裝置(加速度傳感器)獲取地震信號,微型計算機對這些信號進行分析并消除干擾,然后觸發語音報警。3月30日,四川省科技廳組織了中國地震局、四川省地震局、成都理工大學、電子科技大學等方面的專家,對報警器進行了鑒定。專家們認為,王暾研發的地震報警器,可以自動識別地震縱波和橫波,對地震烈度進行判定和報警,處于國內領先水平。
王暾告訴《北京科技報》,地震發生的時候,同時產生縱波和橫波,但這兩個波的傳播速度不一樣。一般來說,縱波的速度快,所以總是比橫波先到達地面。這個概念就好比閃電和雷聲同時發生,人們總是先看見閃電,再聽見雷聲?v波的速度雖然快,但其破壞力相對于橫波而言,要小得多。因此,如果在檢測到縱波的時候,能及時發出警報,就可以搶在破壞力很大的橫波到來之前,采取一些應急的措施,避免更多的悲劇發生。
“‘地震報警器’打的就是縱波和橫波的時間差!蓖蹶照f,這個時間差跟震源的距離有關。離震源越遠,時間差越大。舉個例子來說,如果某所學校離震源的距離為200公里,這個時間差大約為25秒。利用這個時間,可以采取有效的疏散措施,讓更多的師生跑出去。
“在國內,也有很多類似的‘地震報警器’申請了專利!彼拇ㄊ〉卣鹁謶本仍幐碧庨L龔宇說,絕大多數地震報警器在檢驗震動強度的時候,常常過不了關。也就是說,只要一有震動,這些地震報警器就就會發出警告信號,比如,一旦有人在搞裝修,或者有人在戶外放鞭炮,‘地震報警器’就有可能因誤報發生擾民的情況。在這種情況之下,報警器其實失去了報警的功能。
在中國地震局工程力學研究所,有一臺地震模擬振動臺,可以模擬各種地震的振動。經檢測,王暾研發的“地震報警器”在水平和豎直方向上,當加速度達到事先給出的加速度時,會發出語音報警。“通過這個檢測,說明這款報警器在物理硬件上、理論上、技術上都是行得通的!饼徲钫f。
雖然通過了地震模擬振動臺的檢驗,但“地震報警器”在青川縣地震局試用的時候,卻曾出現過不同程度的誤報現象。為此,王暾做了進一步改進,對安裝在青川縣地震局的4個“地震報警器”,他采取了無線聯網的手段。這意味著,只有兩個以上的報警器感應到地震波,才會發出警報信號。再次試用的時候,使用“測試”檔位,青川縣發生過4級以上地震1次,報警器迅速做出了反應,及時發出警報,沒有發現有報警器誤觸發現象。
王暾認為,自己研發的“地震報警器”,具有一定的預警功能。但評審專家并沒有完全予以支持和肯定。
“從民用的角度來講,‘地震報警器’只能認定為報警,還不能認定為預警。”成都理工大學信息工程學院教授羅運先說,所謂地震預警,是指在地震發生后,提前對地震波還未到達的地方進行預警。嚴格來說,就是具有預報地震的含義。而根據“地震報警器”的設計原理,主要是在檢測到縱波后,做出的相應反應。這意味著,地震波已經到達,就好像火警報警器感應到煙霧發出警告一樣。
“此外,縱波和橫波之間的時間差,其實是非常短暫的,而且離震源越近,時間差就越小。比如,青川縣發生4.7級地震的時候,安裝在青川縣地震局的‘地震報警器’,發出的縱波警報信號和橫波警報信號之間的時間差,只有短短3秒鐘!绷_運先說,且不說這幾秒鐘對人逃生能起多大作用,如果僅憑這幾秒時間就認定“地震報警”器具有預警功能,就很容易誤導老百姓,到時恐怕會引起更為復雜的社會問題。
羅運先同時也指出,雖然這個時間差對人逃生起的作用可能不大,但是如果用作重大工程預警系統,“地震報警器”具有一定的可行性。比如,在天然氣管道、高速列車上布設這種報警器,可以通過聯網形成一個預警網絡,當地震超過給定的限值時,相關設備可以自動關閉。這樣,天燃氣就不會泄露,高速運行的列車也會自動停止工作,減少損失。
2007年10月,日本推出全球首個“緊急地震速報”系統,沿岸地底安裝了1000個感應器。龔宇認為,如果要使用像日本那樣的感應器,感應器的成本就非常昂貴。而且還要設立專門的觀測墩。建成一個感應器,少說也要20多萬,而且單個使用是沒有用的,必須大規模的布設才行!叭毡镜膰撩娣e不大,全國鋪設了1000多臺,我國的面積比日本大得多,如果全面鋪設,其成本可想而知!
“王暾研發的‘地震報警器’,由于在儀器內安裝了芯片,這使得成本和造價大大減小,毛病就是對精度有一點點犧牲。如果精度能夠再提高一些,達到專業水平,我們完全可以像日本那樣,鋪設一個覆蓋全國范圍內的地震烈度速報網絡!饼徲钫f,這個研發的設備便宜,而且也比較小巧,在家庭使用大量普及的情況下,很容易將其開發成烈度速報網絡。當然,這個必須通過國家政策強制性推廣才能完成,就像火警報警器一樣,誰也不會自己在家里安個火警報警器。