看不见的地下,每时每刻都在发生变化,如何从纷繁复杂的监测数据中“去伪存真”,把握地球最真实的“脉搏”?
在偏远的山区、丛林、村庄,驻扎着一个个小小站点,这是我国庞大地震监测体系的“前哨兵”,为我们带来一手的数据资料。
在5月12日全国防灾减灾日到来之际,记者探访了位于北京市门头沟区的沿河城台站,同时,邀请北京市地震局研究员邢成起解读地震监测台网的作用及提升基层防灾减灾能力的意义。
27年如一日的守候
汽车在蜿蜒陡峭的山间弯道上行驶,经过两个多小时的车程,到达北京市门头沟区沿河城村。这里地处京西崇山峻岭的大峡谷中,刘家峪沟和永定河的交汇处,同时,还是门头沟区规模最大的断裂带——沿河城断裂带延伸经过的地方。
从村口下车,高存芳热情地向访客打招呼,在她的带领下,步行不久,来到一间普普通通、十几平方米的小屋,门口挂了牌子,上面写着“地震观测台”,这就是高存芳工作了27年的地方。
在北京,有许多这样大大小小的地震观测台,很多观测台站位于远离人烟的山区、偏远的村庄。地震监测最原始的数据就是从这里传出,它们将被进一步整理、分析,作为监测“地球脉搏异常”的数据支撑。
沿河城台就是这样一个观测台。它于唐山地震后1976年建立,地处京西褶皱带,门头沟区最大断裂带、总长60多公里的沿河城断裂带从观测台北侧通过,是地震观测的最佳点位。历史上,这里对1989年幽州4.0级地震及1990年亚运会期间的小汤山4.5级地震有良好的前兆反应。
每天早晨7点半,观测员高存芳会准时到达这里,对观测仪器进行预热;8点到8点半之间,高存芳需要步行至500米外的泉水采样点取水,同时对水温流量进行测量。随后,返回观测室,对水样进行鼓泡,然后静置一小时,读数。此外,还要对室温、湿度、气压进行记录。
从1997年来到这儿,高存芳就一直在做这项工作,刮风、下雨、下雪也从未间断。“为了保持数据的准确性,要严格遵守操作规程,确保数据采集时间的固定性、数据观测的连续性。”高存芳说。
她回忆,最困难的可能是赶上极端天气、冬天的气温急遽下降。来到观测室时,天还没有大亮,高存芳就一边打扫卫生,一边等着室内温度慢慢上升。
“赶上下雪,要拿着笤帚一边扫雪一边走路去取样。过了石头台阶有一段结冰路,走到那里尤其要小心。”高存芳说,冬季室外温度常常达到零下十七八摄氏度,戴了手套会影响手的灵敏,把玻璃导管插入出水口时容易碰坏导管。于是,在零下十几摄氏度的户外,高存芳常常要摘掉手套独自完成测水温流量、采水样、做记录等工作。
“惹不起的断裂带,可以避开”
高存芳的工作,是众多地震观测员生活的一个缩影。据了解,目前,北京地震监测台网共有273个监测站点,遍布各个区,时刻监测着地下的震动和变化。
“地震观测的内容有很多,不同类型地震台网承担的角色也不同。按照观测目标与任务的不同,主要划分为三种类型,一是测震台网,也叫微震台网,可以在地震发生后,快速测定地震发生的时间、地点、震级大小,并进行地震速报,为震后的应急应对提供决策依据。测震台网的观测数据还可以用来分析地震活动规律,开展地震预测、地球科学方面的研究。”邢成起表示。
“二是地震前兆观测台网,也叫地球物理观测台网,沿河城观测站就属于这类台站,可以对地壳形变、地电地磁、地下流体包括水的物理和化学变化进行观测,通过获取大量丰富的数据来分析研究地震发生前后的地下应力应变情况、断层活动情况等,并据此开展地震预测预报的实践探索。”
“三是强震动观测台网,也叫强震台网,可以在地震发生后,对地表受影响和破坏的程度进行快速测定,并进行地震烈度速报,为地震灾情判定和政府抗震救灾工作的部署提供决策依据。”邢成起说,“这三类台网都很重要,共同组成了一个比较完整的地震监测台网体系,每天都有专门的部门来运维管理,有大量观测人员在守护、监视着大地的‘脉搏’和变化。”
除了以上三类观测台网,还有一种宏观观测网,主要依靠人的肉眼或简单工具来观察地震前的宏观异常现象。“宏观观测点主要观察的是动物异常、井水位异常、水温异常,比如海城、唐山大地震发生之前,就曾出现大量的动物异常、地下水位异常等。许多震例表明,在比较强烈的地震发生之前,往往会引发宏观异常,比如冬眠的蛇出洞,老鼠成群结队搬家、牛马不进圈等等,通过分析宏观异常,可以监视地震活动,为地震预测提供辅助依据。目前,全市分布有100多个宏观观测点,是地震群测群防的重要手段。”
“需要注意的是,地震可以引发动物异常,但出现动物异常并不一定就是要发生地震。因为疾病、气候变化等都可能引发动物的行为异常,所以对于宏观异常要做综合的分析和判断,不能见风就是雨。”邢成起表示。
位于断裂带附近的沿河城台,为何是良好的观测点?断裂带的观测又在防震减灾工作中,起到什么样的作用?
邢成起介绍,断裂也叫断层。地下岩层在地壳应力的作用下,岩层发生变形,当这个变形超过岩石强度时,就会发生破裂,沿着破裂面两侧的岩体或岩块会发生明显的位移,这就是断裂或断层。“一条断裂带往往不是一条单独的断层面,而是由多个断层面构成,或者由多个次级断层组成。”
“我们把晚第四纪以来,也就是距今10万年以来有过活动、未来还有可能再发生活动的断裂称为活动断裂,活动断裂是导致地震发生的元凶。”邢成起说,“地震来临时,特别是大地震发生时,活动断裂错动会在地表形成破裂带,破裂带所过之处房屋设施往往会遭受毁灭性的破坏,因此,要研究活动断裂的地震危险性,即有可能发生多大的地震,以及发震的紧迫程度如何。”
“另外,还要通过野外考察或地球物理探测,对活动断裂的延伸展布进行精准定位,以便在进行房屋设施建设时,采取必要措施避开活动断裂。地震地表破裂带无坚不摧,我们惹不起,但是可以合理地避开它,这样就可以大大减少大地震带来的损失。”他说。
基层一线是公共安全的主战场
今年5月12日是第16个全国防灾减灾日,主题是“人人讲安全、个个会应急——着力提升基层防灾避险能力”,如何理解提升基层防灾避险能力的重要性?北京在提升基层防震避险能力方面,进展如何?
“基层一线是防灾减灾救灾的前沿阵地,是公共安全的主战场。防灾减灾救灾是全社会的共同责任,大量实践表明,把基层和社会公众动员起来,加强基层防灾避险能力建设,是防范化解突发公共事件,做好防灾减灾救灾工作非常有效的措施。”邢成起说。
“提升基层防灾避险能力,有利于增强全体社会公众的防灾减灾意识和应急避险与自救互救技能,增强基层社区在自然灾害面前的连接性以及社区居民的秩序感和凝聚力,营造全社会参与防灾减灾的良好氛围,筑牢防灾减灾救灾的人民防线。”
邢成起介绍,提升基层防灾避险能力,需要从宣传教育、完善体系、示范建设等多方面发力。“首先,要深入开展防灾减灾科普宣传教育,持续做好应急演练、技能培训等工作,广泛普及防灾减灾知识和技能,不断提高基层和社会公众防灾减灾意识和自救互救能力。”
“其次,要建立和完善基层应急管理体系,包括组织体系、制度体系、设施与物资保障体系等。加强基层应急救援队伍建设、志愿者队伍建设以及专业人员的配备;加强防灾减灾规划计划和应急预案的编制与适时修订;加强应急避险设施建设、应急物资储备以及必要装备的配备。”
“此外,还要推进防灾减灾示范建设,包括综合减灾示范社区、安全社区、韧性社区等,要积极赋能社区,广泛开展社区韧性评估,加强韧性理念宣传教育,提升社区和公众预防与应对灾害风险的韧性水平。要抓细抓实灾害隐患排查整治、灾害应急应对准备工作,科学高效地应对处置各类自然灾害。”他说。
邢成起介绍,近年来,北京高度重视基层防灾避险能力建设,市地震局从行业角度开展了大量卓有成效的工作。“持续开展防震减灾科普宣传,形成‘地震科普 携手同行’主题活动、防震减灾科普讲解大赛、防灾科普训练营等系列活动品牌,建成地震数字科普馆和地震应急志愿者培训平台等服务平台,原创一批千万级用户量的科普作品,全市防震减灾科学普及率年均提升2%。”
同时,建立了“横向到边、纵向到底”的全市地震应急工作预案体系,积极推进地震应急避难场所规范建设。
“此外,全市防震减灾示范建设进一步加强,大力推进综合减灾示范社区、安全社区建设。”邢成起说,“同时,积极推进韧性城市建设,开展社区、学校、医院地震安全韧性评估试点示范工作,强化韧性素养宣传教育,增强基层和社会公众的防灾韧性。”
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