大多數地震學家都認為,在地震發生前幾天預測地震在短期內是不可能實現的。但是,借鑑日本開發的系統,科學家們設計了一種預警系統,可以在地震開始前數秒警告南加州居民。
當地震發生時,從震源輻射出的第一波能量由縱波 (p 波) 組成。縱波的傳播速度大約是隨後傳播的橫波 (s 波) 的兩倍,橫波攜帶大型地震特有的破壞性和地面震動能量。傳統上,橫波被用來評估地震的震級,但這些資訊只能在事後獲得。新系統測量首先到達的波——縱波,從而在地面開始移動前最多提供數十秒的預警。這似乎是微不足道的時間,但足以躲到桌子底下或關閉煤氣管道和自來水總管道。
威斯康星大學的 Richard Allen 和加州理工學院的 Hiroo Kanamori 今天在《科學》雜誌上描述了名為 ElarmS 的系統。他們利用遍佈南加州的感測器陣列收集的歷史地震資料開發了 ElarmS。透過測量縱波的頻率成分,Allen 和 Kanamori 能夠計算出給定地震在區域內任何一點可能造成的破壞潛力。該系統之所以有效,是因為較小的地震傾向於發出高頻縱波,而大型地震事件則輻射較低頻率的能量。
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ElarmS 旨在檢測大大小小的地震,因為正如 Allen 所說,“只有當它對小震級事件有效時,我們才能確定該系統是可操作的。” “如果我們只關注 6 級地震,我們大約每 30 年才測試一次,這不切實際。” 現在,那些執行南加州已建立的感測器網路 TriNet 的地震學家正在將 Allen 和 Kanamori 的計算機程式整合到他們的系統中。ElarmS 將在未來幾年使用來自小地震的即時資料進行測試。Allen 認為,它在開發更安全的自動化交通系統、建築物和城市基礎設施方面將非常有用,這些基礎設施可以被程式設計為對傳入的縱波做出反應。“期望人們對他們每 30 年聽到一次的警報做出反應可能是不合理的,”他說,“但我們現在有潛力構建能夠響應這些警告並保護居住者的基礎設施。”