高科技终结灾情侦察以命犯险的悲壮
2020-05-12 10:54:42      来源:科技日报

5月12日是全国防灾减灾日,就在此前几天,即5月9日23时35分,新疆阿克苏地区柯坪县发生5.2级地震。地震发生后,新疆地震局现场工作队员第一时间从柯坪县出发,到达震区盖孜力克镇、玉尔奇乡等地开展震害调查。

除了这次地震之外,最近还有两次小震,四川宜宾市长宁县发生3.1级地震、四川宜宾市珙县发生3.6级地震。据了解,2019年地震造成我国大陆直接经济损失约59亿元。针对我国地震灾害现状,我们需要系统研发关键技术,显著提高综合防震减灾科技支撑能力。

上天入地,基础研究正在加速

要有强大的科技支撑能力,就必须要有坚实的基础。“5·12”汶川特大地震过后,我国在防震减灾方面的发展策略也清晰起来。为此,中国地震局提出“地下搞清楚,地上搞结实,群众搞明白”,旨在健全公共安全体系,提升防灾减灾救灾能力。

此后的许多地震科技创新便是围绕这一目标进行。2018年2月,首颗由我国自主研发建造的电磁监测试验卫星“张衡一号”顺利发射升空引发广泛关注。

中国地震局地壳应力研究所总工程师、“张衡一号”卫星工程首席科学家申旭辉表示,“张衡一号”关注着地球的电离层,监测地震带来的电磁扰动。若能够发挥其空间对地观测“大动态、宽视角、全天候”的优势,弥补地面观测的不足,推进构建天地一体化的监测网络,拓展探索地震监测预测新途径,对实现地震现代化建设具有里程碑意义。

除了上天,还有许多科学家正在进行入地的研究。以“看清楚地下”为目标的“透明地壳”计划,正全面开展地下结构和构造的探查,发展新一代观测技术,开展地壳深部探测,使“看不见”的地壳逐渐变得“透明”起来。以探索地震孕育机理为目标的“解剖地震”计划,像做外科手术那样,对汶川、唐山、玉树等典型大地震进行详细“解剖”,利用大数据、超级计算等新技术进行数值模拟,逐步认识大地震的孕育发生规律。

这些上天入地的基础研究正是我国防震减灾的起步根基。

减少损伤,预警体系将实现秒级响应

如果说基础研究是为防震减灾“筑底”,那么预警速报工程就是实打实地解决抗震救灾中的“抢时间”问题。在地震发生以后,能不能抢在地震波传播到设防地区前,向设防地区提前发出警报,以减少当地的损失,就靠预警速报体系。

中国地震台网中心孙丽博士向科技日报记者表示,地震预警依托震中附近的密集地震台网记录,在震后数秒内快速测定地震时空强参数(发震时间、震中位置、地震震级或地震动强度)并估算地震影响范围和程度,抢在破坏性地震波到达目标地之前发布警报。2011年3月11日,日本的地震预警系统及时发布了9.1级大地震的预警信息,对较大程度减轻人员伤亡起到了关键性作用。

目前,我国正在建设国家地震烈度速报和预警工程。未来几年之内,将通过在全国包括华北、川滇、新疆、东南沿海在内的四大地区布设密集台网,形成预警能力。

未来,速报与预警系统可以实现秒级响应,不仅可向震中附近的社会公众提前数秒至数十秒发出警报,还能为各级抗震救灾指挥部门高效指挥救灾行动、合理分配资源力量、最大限度为救灾“黄金72小时”提供科技支撑。

机器换人,高科技手段介入灾情调查

或许还有许多人记得,在汶川特大地震发生后,为了侦察灾情,15人组成的空降兵小分队临危受命,在没有任何地面引导,没有任何气象和地形信息的情况下,从海拔4999米的高度跳伞,冒着生命危险进入灾区。整个过程无比悲壮。

当时光走到今天,我们的防震减灾之路已经不需要如此艰辛了,因为我们有了高科技做帮手。

利用遥感技术宏观、快速的优势,通过建立计算模型和翻译系统,将航拍的大量遥感照片与地面实际烈度情况相联系,可以帮助技术人员尽快获得烈度分布图;还可以利用无人机,在震后迅速进入灾区航拍,实时传回更清晰的图像,获得大面积区域震害调查结果。这些都可以帮助专家在地震发生后作出更准确的研判,制定更为行之有效的救援计划。

中国地震局地球物理研究所研究员杨建思长期从事震后应急科学研究,她亲身经历了从传统到现代,从科研人员以命换灾情到无人机、数字化等高科技手段齐上阵的时代巨变。

她在接受科技日报记者采访时表示,震后灾区的电力、通信、地震台站等很可能会被破坏、中断,灾区通信存在困难,道路交通也可能受阻。以往,地震专家们都是以两到三人为一组,徒步进入灾区最危险的区域,调查灾后情况,再将消息送回,时间慢、安全度低,与现在天壤之别。

2010年的玉树地震中,民间企业和高校自主研发的无人机,及时侦察灾区情况,为抗震救灾的决策部署提供了非常重要的信息。2014年云南鲁甸地震中,救灾部队已经装备上了比较专业的无人机,并获得了高分辨率的灾情侦测图像,生成了三维模型。这些快速获得的宝贵信息,帮助相关部门迅速掌握建筑物破坏情况、道路通行能力,受困和遇难人员所在地点,甚至能引导震区进行消毒工作。

随着5G时代的来临,信息互联变得更加快捷,有理由相信,只要能保证灾区移动网络服务,或者架起临时网络,防灾减灾工作将会更加高效。

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大震巨灾孕育演化机理研究亟待加强

在长期为防震减灾提供科技支撑的过程中,随着研究的深入,地震科学家们也不得不面对一个事实——我们对自然的研究和认知,对灾害的防御和了解都远远不足。

中国地震局地球物理研究所研究员高孟潭在回顾汶川地震时表示,老北川县城曲山镇被摧毁,超出了当时所有人的认知能力。龙门山断裂带分为前山断裂、中央断裂和后山断裂。当时所有的证据都表明后山断裂才是发生8.0级特大地震的断裂,中央断裂和前山断裂发震能力要弱得多。更是没有“科学”证据表明龙门山断裂带有近期发生大地震的危险性。但是汶川8.0级特大地震恰恰发生在龙门山中央断裂上。

地震断裂恰好穿过老北川县城。震后的地震震源断裂过程反演研究表明,汶川8.0级特大地震有3个主要的能量释放中心:映秀附近、老北川县城和青川县城以南地区。强烈的地面震动与地表断裂是老北川县城毁灭的主要原因。老北川县城抗大震能力弱,对巨灾情景缺乏认知,应急准备缺乏,也是导致灾难的重要原因。

但是所有这些情况,都是科学家们事后研究得到的。高孟潭认为,人类对巨大的灾难知之甚少,防御与应对能力远远不足,亟待加强对大震巨灾孕育演化机理的研究。(科技日报 记者李艳)

编辑: 戴云 责任编辑: 钱嘉榀

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