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地震预警者王暾:早一秒都能拯救很多人——《环球人物》

点击数:581   录入时间:2020年8月4日

本文作者《环球人物》记者 尹洁


唐山大地震的余波已经延续了44年。

在至少三代唐山人的记忆中,轻微余震并不是一件值得大惊小怪的事。在不定期的某年、某日、某时,身边的东西会突然晃动几秒——身下的床、面前的课桌、天花板上的灯……大家一般镇定自若,在摇晃过去后该干什么干什么,然后淡忘这些事。

但在2020年7月12日这天,情况有些不一样。

当天早上,6时38分,河北省唐山市古冶区发生5.1级地震。在距离唐山市130多公里的天津市,一些早起的市民在自家电视机里看到了提前33秒发出的地震预警信息:“地震横波将在33秒(倒计时)后到达……”“河北古冶正发生4.8级左右(后修正为5.1级)地震,天津市将震感轻微,请合理避险。”事后证实,作为震中的唐山市也收到了提前3秒发出的预警。

一些人将电视画面的截图发到网上,迅速引发热议。人们普遍注意到预警信息的发布者——成都高新减灾研究所。有些记性好的网友还记得,去年6月四川长宁县发生6.0级地震时,这家机构也发出了预警信息。


2020年7月12日,唐山发生5.1级地震时,天津市民家中的电视机里弹出预警信息。(电视机屏幕截图)


“准确地说,发出信息的是大陆地震预警网,这是我们研究所与应急管理部门联合建设的网络。”成都高新减灾研究所所长王暾对《环球人物》记者说。在过去的12年里,他投入全部精力做的事情就是地震预警。




一个四川人的选择

2008年5月12日,汶川大地震发生时,王暾正在奥地利从事理论物理研究工作。作为一个四川人,身在异国他乡,从电视里看到震后的惨痛画面时,王暾内心受到了强烈冲击。

“当时墨西哥和日本已经有了地震预警服务,而同样地震频发的中国在这方面还几乎是空白的。我感觉自己可以做一些事。”王暾很快就下定了回国的决心。

汶川地震一个月后,他带着自己的全部积蓄以及从亲朋好友那里筹集的资金回到成都,创建了成都高新减灾研究所。最初的团队是他从人才市场挖来的,一共7名研究生,负责研发地震预警传感器。

地震预警的原理并不复杂:在可能发生地震的区域安装大量的地震预警传感器,当地震波即将到达地表时,传感器监测到震动,将数据以电波的形式传到预警中心,再通过网络传到手机、电视和其他终端设备上,向机关、民众、企业发出警报。

“说到底,地震预警是利用电波比地震波速度快的原理实现的。”王暾对记者说,“它是预警而不是预报。”

众所周知,地震预报至今仍是世界性难题,因为它要求科学家们在地震发生之前做出判断。地震预警则是在地震发生后进行测算,利用电波和地震波的“时间差”发出警报,尽量减少灾害损失。

在王暾回国前,虽然中国并没有地震预警服务,但中国地震局始终在进行相关研究和建设。

1996年,中国地震局启动了“中国数字地震监测系统”建设,负责对中国范围内的地震活动进行监测。在地震发生后几分钟到10分钟内,监测系统可以向公众速报地震发生时间、位置、震级等。但是,这个系统不具备预警功能。

“研发地震预警技术是需要一定条件的。因为地震在实验室里面是模拟不了的,只有它真正发生时,才能监测到可靠的数据。从这个角度说,汶川地震区域有重大的科研价值。因为2008年那次大震之后,高频余震又持续了很多年,这为地震预警技术提供了实验场。”

王暾坦言,这也是他当时迅速回国的一个原因。他不知道余震会持续多久,必须尽快建立团队,尽快进行实验。在研究过程中,受汶川地震波及的地方,无论是单位还是个人都非常配合,这都是难得的科研资源。

然而,业内并没有多少人看好王暾的团队。虽然地震预警的原理简单,实际研发起来却很艰难。“这就好比,载人航天的原理就是牛顿第二定律,听起来很简单,但要把飞船送上天非常不容易。”

研发初期,一点轻微的抖动都会让报警器响起来,在现实中就是误报,会造成重大损失。但如果该响的时候不响,就是漏报,损失可能更大。王暾回忆,攻克技术难关那段时间,自己做梦时想的都是“地震了!”

除了技术问题外,资金压力更是要命。前期研发持续地烧钱,最窘迫的时候,单位账户里只剩一块四毛钱。拿不到工资的技术人员甚至要倒贴钱买设备,一些人相继离开了。

在两年多的时间里,王暾咬牙坚持着,最终依靠成都高新区和科技部的扶持资金,完成了地震预警系统的雏形。2010年底,他们将设备安装到汶川地震余震区,正式进行实验。

2011年4月25日,王暾团队第一次通过自己的系统接收到了地震预警信息,这也是中国首次成功预警地震;2012年4月15日,团队与相关部门合作,第一次在电视台开通了地震预警功能。


2014年4月,王暾(右)在成都高新世纪城南路学校里安装地震预警设备。


“王大胆”的自信与底气

王暾有个外号叫“王大胆”,是同事起的。他刚回国时,很多人觉得他研发地震预警技术“不够资格”,因为虽然拥有理论力学和理论物理学两个博士学位,王暾却从未做过与地震相关的研究工作。

那时,他经常遇到一些难以回答的质疑:

“国家地震局都还没搞出地震预警技术,你们能搞出来?”

“就算你们能搞出来,能比日本的技术还先进吗?”

“我们买日本的技术不行吗,非要自己搞?”

王暾不服气。他在美国康涅狄格大学读书时,曾经与两位诺贝尔奖得主有比较深入的交流。王暾觉得他们确实很聪明,但并不是遥不可及的,“在理论物理领域,聪明人太多了,能走到最前沿、做出顶尖成果,其实是有一定偶然性的。当然,这种运气建立在主观努力的基础上”。

见识过世界顶尖科学家后,王暾觉得中国人在科技领域的自信应该再多一些。“那些前沿技术,一定要美国人、欧洲人、日本人做了我们才敢去做吗?他们没碰过的领域,我们就做不成?”

尤其是看到中国高铁的发展轨迹后,王暾更加坚定了这种信念。他记得,2002年前后,中国高铁刚起步时,很多人讨论一个问题:如果高铁真这么好,为什么美国不搞?

“科技创新一定是干别人没干过的事。别人已经做过了,你还能当第一吗,还能赢吗?!”王暾常常这样回应。

因此,尽管从零开始做地震预警技术,王暾也充满了自信。虽然不是学地震相关专业的,但他在浙江大学读本科时,辅修过电子工业自动化课程,对仪器仪表和软硬件非常熟悉。“我的两个博士学位结合在浙江大学辅修的知识,可以做到理论联系实际。”

2010年,成都高新减灾研究所和市县应急管理部门开始联合建设大陆地震预警网。目前,该网已经覆盖了220万平方公里的地震区、6.6亿人口,成功预警了57次破坏性地震。

王暾对震级较高的地震发生时间记得清清楚楚,张口就能对记者说出当时的情况:2013年2月19日,系统监测到云南巧家县4.9级地震,这是中国首次对破坏性地震成功预警;2013年4月20日,四川芦山发生7级地震,距离震中33公里的雅安市民提前5秒收到预警信息,这是中国首次预警7级以上强震。

“从2011年4月25日到2013年4月20日,那两年里的每一次地震,每一次收到预警信息时,我都很焦虑。我怕误报。”

自从大陆地震预警网启动以来,王暾面对过很多质疑声。人们问他:“离震中越近的地方预警时间越短,越远的地方预警时间越长,那预警还有多大意义?”“震中的预警时间只有1—3秒,能减少多大的损失?”

王暾则坚持认为,哪怕只减少一个人的死伤,对社会而言也是有价值的。他经常引用一组第三方研究数据:当地震预警时间为3秒时,可减少14%的人员伤亡;地震预警时间为10秒时,可减少39%的人员伤亡;地震预警时间为20秒时,可减少63%的人员伤亡。

“几秒钟确实太短了,但有3秒钟总比没有好,早一秒都能拯救很多人。有3秒钟时间,我们可以躲在桌子下,或者到卫生间去;有5—10秒钟,一楼的人就可以疏散到楼外。对于化工厂、核电站来说,几秒钟足以关闭电磁阀、关停核反应堆了。我们测算过,如果汶川地震时有预警,可以减少2万—3万人的死亡。”王暾说。


2015年5月12日,四川省德阳市举行地震预警疏散演练。


“希望从服务中国到服务全球”

在面对质疑的同时,王暾也收到过不少正面反馈。一些受益于地震预警系统的人,会在网上留言,或者给他打电话、发短信,新闻报道中的相关信息也常常令他感到振奋和欣慰。

芦山地震时,成都的一名市民在收到28秒预警信息后,从家里紧急避险到楼外。十几分钟后,他回到家里,发现天花板上的吊灯已经砸到地面上。

2017年8月8日,四川九寨沟发生7级地震,同在阿坝州的汶川县立即中断所有电视节目,紧急插播地震预警,比地震波抵达时间提前了54秒;四川广元、甘肃陇南、陕西汉中等6市42所学校自动同步应急响应。

2019年1月3日,四川珙县发生5.3级地震,宜宾一所学校提前14秒收到预警,引导师生紧急避险。从学校监控里可以看到,当警报声响起后,正在上课的学生们迅速而有序地跑出了教学楼。


2019年6月四川长宁地震后,王暾在成都高新减灾研究所里查看监测数据。


除了普通民众,国家重大工程单位也曾获益。2018年10月31日,四川西昌发生5.1级地震。当时西昌卫星发射中心正在进行火箭发射的准备工作,在提前10秒收到预警后,对相关设备进行了紧急处理,保障了工作人员和国家财产的安全。

“这件事后来上了报纸,我才知道的。作为一名科研工作者,能为国家重大项目的安全做出贡献,我特别高兴。”王暾说,“我们希望跟社会各界形成合力,与地震波赛跑,为生命筑起安全的屏障。”

作为继墨西哥、日本后第三个拥有地震预警能力的国家,中国的地震预警技术已经走在世界前列。王暾告诉记者,目前日本的地震预警系统平均响应时间为9秒,中国为6.2秒,未来第二代大陆地震预警网建成后,平均响应时间将缩短到5.4秒以内。

刚回国时,王暾心里想的只是用技术服务中国,而现在,他希望将地震预警网延伸到更多国家和地区,“为人类命运共同体的安全服务”。

目前,尼泊尔已经与中国大陆地震预警网实现了互联互通,联合国教科文组织防灾部门也在关注中国科学家的研究成果。由于成都高新减灾研究所的研究领域已经从单一的地震预警延伸到多灾种预警,包括滑坡、泥石流等,王暾连续参加了两届由联合国教科文组织、世界气象组织举行的“联合国多灾种预警会议”,并在2019年的会议上作为中国唯一发言代表介绍中国多灾种预警研究进展。

王暾告诉记者,自己的下一个目标是地震预报。虽然全世界还对它束手无策,但王暾相信这个难题最终是可以解决的。

“既然我们可以看云识天气,为什么不能尝试用地下云图预报地震?我们希望建设中国首个地下云图网,就像天气预报中的卫星云图一样,真正实现对地震的预测。”


本文来源:环球人物



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