3.11日本大地震紀念日剛過，還有媒體在炒作兩年前的慘景。近日來我國南方多地就連續(xù)發(fā)生5級以下的地震，這引起了人們的恐慌，是否又有大地震要來臨，我們是否需要做出應對?？上驳南⑹?，我國首次成功預警一次2月19日的云南巧家10時46分59秒5.0級地震。那么，我們是否可以通過信息化或者大數(shù)據(jù)技術(shù)來解決地震預測和預警這個世界難題呢?
預測地震為什么如此困難?
說地震預測預報是最重要的世界難題，這絕不為過。重要是因為它的發(fā)生會涉及大面積的人生命安全與財產(chǎn)安全，困難是因為其覆蓋的科學領域太多，太繁雜。
我們知道，每天的天氣預報多數(shù)是通過地面氣象站收集到的氣溫數(shù)據(jù)與風力和空氣濕度來判斷未來24小時的情況，再結(jié)合氣象衛(wèi)星和數(shù)學模型進行驗證。而最近大家都關注的PM2.5則更簡單，就用儀器對觀測點進行抄數(shù)據(jù)就可以，不做預測工作。但是地震預測預報則非常困難，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。因為，沒有這個基礎，收上來的數(shù)據(jù)所建立的模型可能都是錯誤的。其次是模型的準確性，由于地震的發(fā)生機理非常復雜，所以我們所建立的數(shù)學模型還不能完全真實的反應，比如一個非線性的變化，我們多數(shù)是通過線性模型來反應，這對結(jié)果有很大的偏差，數(shù)學中稱為混沌效應。最后是采集數(shù)據(jù)龐大。關于地震的數(shù)據(jù)，采集的種類多，項目雜，地域廣，時間長，因此基礎數(shù)據(jù)的存儲需要很大的數(shù)據(jù)量。
好在盡管如此復雜，我們還是逐漸摸索出了一條新路，讓地震預警不再遙遠。
用數(shù)據(jù)監(jiān)控形成預警網(wǎng)
由于我國也是地震多發(fā)區(qū)，上個世紀發(fā)生過多次大地震，建國后在周總理的親自指導下，由著名地質(zhì)學家李四光帶隊，從板塊學說入手，建立了一支群測群防的地震預報隊。具體方法是這樣的，在板塊比較活躍的地帶，先形成多個觀測網(wǎng)點，然后層層落實到人，進行基礎參數(shù)的觀測。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。觀測點每天將自己的數(shù)據(jù)觀測出來后記錄下來，匯成表格，作為備案，如果有異常，就要向上一級區(qū)縣級地震小組匯報反映。由于基層觀測點的設備比較基礎簡陋，數(shù)據(jù)是否準確，縣級以上會做出判斷甄別，去除干擾信號。然后區(qū)再向市級與省級匯報，最后匯報到國家地震局。
可見，這其實是一個很大的地震預警網(wǎng)，如果觀測點很多，產(chǎn)生的數(shù)據(jù)量也會很大，光光憑簡單的人工手繪制趨勢圖比較原始，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，而失去了預警作用。但是，就是這樣的原始預警系統(tǒng)，在上個世紀七十年代還準確預測出了遼寧海城地震，讓世界地震預報界感到震驚。而日本3.11大地震震前的提前2分鐘全國發(fā)布，更讓世界人們知道，我們可以通過監(jiān)測地震源發(fā)生地震后，馬上通過無線電系統(tǒng)對外發(fā)送應急廣播，通過電視，手機短信等多手段通知受災區(qū)域，這樣會給大家贏得時間，轉(zhuǎn)移貴重財產(chǎn)和人員安全。
中國今年2月的地震預警系統(tǒng)，也是基于這個原理。據(jù)成都高新減災研究所所長王暾介紹，他們所開發(fā)的地震預警系統(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后，就用無線電(速度=光速)快速傳播到預警系統(tǒng)，并就此向地震波尚未到達的地方進行預警。
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與預警工程目前已經(jīng)進入發(fā)改委立項程序，計劃投入20億元，用5年時間建設覆蓋全國的由5000多個臺站組成的國家地震烈度速報與預警系統(tǒng)。目前該工程正在福建省試點。
大數(shù)據(jù)技術(shù)保護我們的生命與財產(chǎn)安全
推而廣之，其實地震火山等等都可以利用這種原理進行試試監(jiān)測。只是觀測點越多，需要存儲和處理的數(shù)據(jù)就越多，美國在黃石火山安放了幾百個觀測儀器，數(shù)據(jù)實時傳到他們的預警系統(tǒng)，然后通過互聯(lián)網(wǎng)對外發(fā)布。所以，一旦黃石火山出現(xiàn)問題，美國政府會率先知道。觀測數(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。所以預警系統(tǒng)主要是對這些數(shù)據(jù)進行快速反應。
這里說到大數(shù)據(jù)除了海量數(shù)據(jù)存儲與加工處理，還有一個問題，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，其實動物異常也是一個很重要的指標。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。這些其實一般人如果留意都可以發(fā)現(xiàn)?？梢韵胍?，一個那么大的地震，生物不可能沒有任何征兆。我們進行地震預報預測人的目的，就是通過各種手段，找到這些蛛絲馬跡，然后快速確認，把消息傳達給廣大人民群眾，使得災害損失達到最小。
現(xiàn)在地震預報出現(xiàn)了很多所謂的民間科學家，他們也經(jīng)常根據(jù)動物或者地磁的變化來判斷地震，當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，這樣的嘗試應該是被容許的。所以，我希望現(xiàn)在那些地方小的地震預測網(wǎng)站可以通過多數(shù)人的手機圖片拍攝或者短信消息上傳來匯集震前動物異常，至少這可以為專業(yè)地震局提供最真實資料，這其實也是大數(shù)據(jù)收集的一種，這樣的行為應該是合法的。
敬畏自然 尊重生命
我們生活在這個地球上，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發(fā)生，當今科技日新月異，我們希望新的大數(shù)據(jù)技術(shù)能在防震減災方面多做貢獻，讓3.11的慘劇不再發(fā)生!同時，向全世界所有為地震預測預報作出貢獻的專家致敬!
轉(zhuǎn)型的最終目的 -提質(zhì)降本增效
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