昨晚22時55分,四川宜賓市長寧縣發(fā)生6.0級地震,震源深度16千米。四川、重慶、云南多地震感比較強(qiáng)烈。值得注意的是,這次地震發(fā)生之后,包括成都主城區(qū)在內(nèi)的不少地方都提前發(fā)出了地震預(yù)警,并通過電視、大喇叭等多種手段提醒民眾及時避險。
據(jù)悉,預(yù)警信息由成都高新減災(zāi)研究所發(fā)出,提前10秒給宜賓市預(yù)警,提前61秒向成都預(yù)警,提醒地震橫波到達(dá)時間,請民眾合理避險。對此,有網(wǎng)友表示,這樣的提醒相當(dāng)及時,也是我國最近這些年大力推動防災(zāi)減災(zāi)的實質(zhì)性成果。
一直以來,地震預(yù)報是一個難題!如果做好地震預(yù)警,能夠大幅減少地震造成的危害。汶川地震的時候,我國在地震預(yù)警領(lǐng)域還是一片空白,經(jīng)過十年時間的發(fā)展,我國的地震預(yù)警網(wǎng)覆蓋了220萬平方公里,覆蓋了中國地震區(qū)人口的90%,這個預(yù)警網(wǎng)已經(jīng)連續(xù)預(yù)警了50次破壞性地震而且沒有一次是誤報的。
大部分情況下,地震臺是通過地震計(即地震傳感器)、數(shù)據(jù)采集器、數(shù)據(jù)記錄器等協(xié)同工作來記錄地震的。其中,地震計里面的傳感器是最早接觸地震波的,這顆能夠救命的傳感器,實在是太重要了!
地震計預(yù)測地震的原理
地震計分為東西、南北、垂直三個維度,可監(jiān)測地震信號。
當(dāng)?shù)卣鸢l(fā)生時,地震波會以每秒5到7公里的速度傳向地震計。緊接著,地震計會將檢測到的機(jī)械信號轉(zhuǎn)化為電信號,并通過模擬數(shù)字信號轉(zhuǎn)換器傳輸?shù)綌?shù)據(jù)采集室測報員的電腦上。
常見的地震計及內(nèi)部構(gòu)造
測報員在第一時間接收到信號后,可通過專業(yè)軟件對信號進(jìn)行放大及模數(shù)轉(zhuǎn)換,約只需要1分多鐘,實時分析出時間、地點、震級三要素,同時,在電子顯示器上顯示震動記錄波形,也就是地震波形圖。
借此,根據(jù)捕捉到的地震波信息,科學(xué)家便可計算出地震臺到震源的距離、方位角,確定震中位置。
具體來說,通過分析地震波形圖記錄的橫軸-時間軸,就可以得到識別出各種地震波到達(dá)的時間,如P波(地震縱波)和S波(地震橫波)的到達(dá)的時間,由此也可得出地震發(fā)生的時間和地震發(fā)生的地點。而通過分析記錄圖的縱軸-振幅軸,就可以計算出地震的震級。
地震波形圖,資料圖
比如,5月7日5時許,在巴布亞新幾內(nèi)發(fā)生了一次7.1級地震,從地震發(fā)生,南京臺地震計受到感應(yīng),再到工作人員計算出地震要素,整個過程只需要1到2分鐘。
地震計傳感器工作原理
以前,老式地震監(jiān)測設(shè)備采用的是速度型地震計。
這種地震計采用的是電磁感應(yīng)原理,即在封閉的磁場內(nèi)放置一個線圈,擺體的相對運動速度與其線圈輸出呈正比。
不過,速度型地震計只能檢測到相對而言比較大的運動量,目前,面對監(jiān)測范圍和精度的提升需求,新式地震加速度計應(yīng)用而生。
地震計內(nèi)部構(gòu)造示意圖,圖中左、右分別為地震計水平、垂直分向擺體
究其原因,是因為與速度型檢波器相比,在內(nèi)部擺體完全靜止時,速度型地震計基本不會有響應(yīng),加速度計卻能夠檢測到擺體的某些運動傾向,也就是加速度狀態(tài)。
因此,速度型檢波器只能檢測到相對而言比較大的運動量,而加速度計可以檢測到極其微小的運動量。
目前,伺服加速度傳感器被廣泛的應(yīng)用在地震計當(dāng)中,因具備線性響應(yīng)好、工作狀態(tài)穩(wěn)定等優(yōu)點,這種地震加速度傳感器測量的位移在低頻的時候也會非常靈敏,而這也是目前應(yīng)用廣泛的寬頻帶和甚寬頻地震計的核心工作原理。
地震預(yù)警的作用
地震預(yù)警只有短短幾秒鐘或者幾十秒鐘,時間確實很短,但作用卻相當(dāng)巨大。
舉個列子,有3秒鐘的時間,小朋友們在學(xué)校就可以迅速的躲在桌子底下,在家里的可以躲在角落邊或者衛(wèi)生間去;而5秒鐘的時間,足以把一樓的人員疏散到樓外;10秒鐘的時間,一樓二樓都可以進(jìn)行疏散,也有足夠離開電梯的時間了。
對那些工程,化工廠、核電站來說,提前預(yù)警更為有用,比如,工程設(shè)施在收到1秒預(yù)警的時候,電磁閥可以關(guān)閉;2秒的預(yù)警時間,已經(jīng)可以讓核電站的核反應(yīng)堆緊急關(guān)停;3秒已經(jīng)可以讓很多化工廠處在安全狀態(tài)。
對地震預(yù)警而言,或者是地震導(dǎo)致的一些不安全的因素,如果能監(jiān)測到,提前幾秒鐘就可以解決很多的問題。理論研究表明,3秒的預(yù)警時間,可以減少人員傷亡14%;10秒減少39%;20秒減少63%。
雖然預(yù)警能夠一定程度上的減少傷亡和損失,并不能達(dá)到100%,畢竟大自然的災(zāi)難面前,這點時間太有限了,愿平安!
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原文標(biāo)題:地震提前預(yù)警,這顆傳感器太重要!
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