
大數(shù)據(jù)能否讓地震預(yù)警更加快速有效
說地震預(yù)測(cè)預(yù)報(bào)是最重要的世界難題,這絕不為過。重要是因?yàn)樗陌l(fā)生會(huì)涉及大面積的人生命安全與財(cái)產(chǎn)安全,困難是因?yàn)槠涓采w的科學(xué)領(lǐng)域太多,太繁雜。
預(yù)測(cè)地震為什么如此困難?
說地震預(yù)測(cè)預(yù)報(bào)是最重要的世界難題,這絕不為過。重要是因?yàn)樗陌l(fā)生會(huì)涉及大面積的人生命安全與財(cái)產(chǎn)安全,困難是因?yàn)槠涓采w的科學(xué)領(lǐng)域太多,太繁雜。
我們知道,每天的天氣預(yù)報(bào)多數(shù)是通過地面氣象站收集到的氣溫?cái)?shù)據(jù)與風(fēng)力和空氣濕度來判斷未來24小時(shí)的情況,再結(jié)合氣象衛(wèi)星和數(shù)學(xué)模型進(jìn)行驗(yàn)證。而最近大家都關(guān)注的PM2.5則更簡(jiǎn)單,就用儀器對(duì)觀測(cè)點(diǎn)進(jìn)行抄數(shù)據(jù)就可以,不做預(yù)測(cè)工作。但是地震預(yù)測(cè)預(yù)報(bào)則非常困難,原因是你首先要知道該地區(qū)屬于什么地震帶,其地質(zhì)結(jié)構(gòu)是什么樣子。因?yàn)椋瑳]有這個(gè)基礎(chǔ),收上來的數(shù)據(jù)所建立的模型可能都是錯(cuò)誤的。其次是模型的準(zhǔn)確性,由于地震的發(fā)生機(jī)理非常復(fù)雜,所以我們所建立的數(shù)學(xué)模型還不能完全真實(shí)的反應(yīng),比如一個(gè)非線性的變化,我們多數(shù)是通過線性模型來反應(yīng),這對(duì)結(jié)果有很大的偏差,數(shù)學(xué)中稱為混沌效應(yīng)。最后是采集數(shù)據(jù)龐大。關(guān)于地震的數(shù)據(jù),采集的種類多,項(xiàng)目雜,地域廣,時(shí)間長,因此基礎(chǔ)數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)需要很大的數(shù)據(jù)量。
好在盡管如此復(fù)雜,我們還是逐漸摸索出了一條新路,讓地震預(yù)警不再遙遠(yuǎn)。
用數(shù)據(jù)監(jiān)控形成預(yù)警網(wǎng)
由于我國也是地震多發(fā)區(qū),上個(gè)世紀(jì)發(fā)生過多次大地震,建國后在周總理的親自指導(dǎo)下,由著名地質(zhì)學(xué)家李四光帶隊(duì),從板塊學(xué)說入手,建立了一支群測(cè)群防的地震預(yù)報(bào)隊(duì)。具體方法是這樣的,在板塊比較活躍的地帶,先形成多個(gè)觀測(cè)網(wǎng)點(diǎn),然后層層落實(shí)到人,進(jìn)行基礎(chǔ)參數(shù)的觀測(cè)。這其中的參數(shù)包括地磁、地電、磁偏角、地面溫度,以及地下水水溫,水位和水中氣體氡的含量。觀測(cè)點(diǎn)每天將自己的數(shù)據(jù)觀測(cè)出來后記錄下來,匯成表格,作為備案,如果有異常,就要向上一級(jí)區(qū)縣級(jí)地震小組匯報(bào)反映。由于基層觀測(cè)點(diǎn)的設(shè)備比較基礎(chǔ)簡(jiǎn)陋,數(shù)據(jù)是否準(zhǔn)確,縣級(jí)以上會(huì)做出判斷甄別,去除干擾信號(hào)。然后區(qū)再向市級(jí)與省級(jí)匯報(bào),最后匯報(bào)到國家地震局。
可見,這其實(shí)是一個(gè)很大的地震預(yù)警網(wǎng),如果觀測(cè)點(diǎn)很多,產(chǎn)生的數(shù)據(jù)量也會(huì)很大,光光憑簡(jiǎn)單的人工手繪制趨勢(shì)圖比較原始,而且如果地震很快發(fā)生,可能這種工作只能起到記錄作用,而失去了預(yù)警作用。但是,就是這樣的原始預(yù)警系統(tǒng),在上個(gè)世紀(jì)七十年代還準(zhǔn)確預(yù)測(cè)出了遼寧海城地震,讓世界地震預(yù)報(bào)界感到震驚。
中國今年2月的地震預(yù)警系統(tǒng),也是基于這個(gè)原理。據(jù)成都高新減災(zāi)研究所所長王暾介紹,他們所開發(fā)的地震預(yù)警系統(tǒng)原理是這樣的:“地震波分為縱波和橫波,縱波的速度很快、垂直傳播,橫波橫向傳播,但它的速度只有每秒3.5公里左右。我們的接收裝置接收地震的縱波信號(hào)后,就用無線電(速度=光速)快速傳播到預(yù)警系統(tǒng),并就此向地震波尚未到達(dá)的地方進(jìn)行預(yù)警。
中國地震局工作人員也表示,中國地震局“國家地震烈度速報(bào)與預(yù)警工程”目前已經(jīng)進(jìn)入發(fā)改委立項(xiàng)程序,計(jì)劃投入20億元,用5年時(shí)間建設(shè)覆蓋全國的由5000多個(gè)臺(tái)站組成的國家地震烈度速報(bào)與預(yù)警系統(tǒng)。目前該工程正在福建省試點(diǎn)。
大數(shù)據(jù)技術(shù)保護(hù)我們的生命與財(cái)產(chǎn)安全
推而廣之,其實(shí)地震火山等等都可以利用這種原理進(jìn)行試試監(jiān)測(cè)。只是觀測(cè)點(diǎn)越多,需要存儲(chǔ)和處理的數(shù)據(jù)就越多,美國在黃石火山安放了幾百個(gè)觀測(cè)儀器,數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)傳到他們的預(yù)警系統(tǒng),然后通過互聯(lián)網(wǎng)對(duì)外發(fā)布。所以,一旦黃石火山出現(xiàn)問題,美國政府會(huì)率先知道。觀測(cè)數(shù)據(jù)分為兩部分,一部分是常規(guī)數(shù)據(jù),另一部分是異常突發(fā)數(shù)據(jù)。一個(gè)地區(qū)的異常突發(fā)數(shù)據(jù)越多,產(chǎn)生地震的可能性就越大。所以預(yù)警系統(tǒng)主要是對(duì)這些數(shù)據(jù)進(jìn)行快速反應(yīng)。
這里說到大數(shù)據(jù)除了海量數(shù)據(jù)存儲(chǔ)與加工處理,還有一個(gè)問題,就是數(shù)據(jù)的多樣性,地震問題就更加明顯。我們剛剛列舉的是大地震前的自然地理特征參數(shù)指標(biāo),其實(shí)動(dòng)物異常也是一個(gè)很重要的指標(biāo)。比如唐山大地震前,不光是地下水位上漲,水溫提高,就是老鼠蛇以及貓青蛙都有異常反應(yīng)。這些其實(shí)一般人如果留意都可以發(fā)現(xiàn)??梢韵胍?,一個(gè)那么大的地震,生物不可能沒有任何征兆。我們進(jìn)行地震預(yù)報(bào)預(yù)測(cè)人的目的,就是通過各種手段,找到這些蛛絲馬跡,然后快速確認(rèn),把消息傳達(dá)給廣大人民群眾,使得災(zāi)害損失達(dá)到最小。
現(xiàn)在地震預(yù)報(bào)出現(xiàn)了很多所謂的民間科學(xué)家,他們也經(jīng)常根據(jù)動(dòng)物或者地磁的變化來判斷地震,當(dāng)然這里的誤差也比較大,但是這畢竟是一種嘗試,我覺得在人的生命面前,這樣的嘗試應(yīng)該是被容許的。所以,我希望現(xiàn)在那些地方小的地震預(yù)測(cè)網(wǎng)站可以通過多數(shù)人的手機(jī)圖片拍攝或者短信消息上傳來匯集震前動(dòng)物異常,至少這可以為專業(yè)地震局提供最真實(shí)資料,這其實(shí)也是大數(shù)據(jù)收集的一種,這樣的行為應(yīng)該是合法的。
敬畏自然 尊重生命
我們生活在這個(gè)地球上,地震、火山、海嘯以及洪水就像我們地球母親的感冒和咳嗽一樣,我們不可能完全排除,重要的是我們要知道什么情況下這種事情會(huì)發(fā)生,當(dāng)今科技日新月異,我們希望新的大數(shù)據(jù)技術(shù)能在防震減災(zāi)方面多做貢獻(xiàn),讓慘劇不再發(fā)生!同時(shí),向全世界所有為地震預(yù)測(cè)預(yù)報(bào)作出貢獻(xiàn)的專家致敬!
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