災(zāi)害預(yù)警

2021.06.19 重慶                            

大家好，我是王暾,，成都高新減災(zāi)研究所的負責人,。在過去十三年里，我一直在做一件事情,，那就是災(zāi)害預(yù)警,。剛開始的時候，我們是從地震預(yù)警起步的,，這個短片是我們工作十幾年的一個成果,。

曾經(jīng)我也是在國內(nèi)外快樂求學的人，剛開始的時候,，我在浙江大學讀了本科,，之后在中科院力學所和康涅狄格大學各拿到了一個博士學位，再之后我就到了奧地利從事理論物理的博士后工作,。

我在奧地利的時候,，汶川地震發(fā)生了，產(chǎn)生了重大的人員死傷。我相信當時我們中國人都在問一個問題,，我能為地震做點什么,？捐款捐物或者其他的科技創(chuàng)新？那有兩個博士學位的我能為我們國家做點什么呢,？

想要做地震預(yù)警

我是四川達州人,，以前我從來沒想到過四川會發(fā)生這么大的地震。我以前所從事的學習研究其實跟地震沒關(guān)系,，然后我查閱文獻,，發(fā)現(xiàn)日本在汶川地震之前，2007年已經(jīng)開始了面向日本全國的地震預(yù)警服務(wù),，能夠在地震發(fā)生后造成更大災(zāi)難前,，向人們發(fā)出警報。

當時我就想,，怎么能夠讓中國在下一次大地震的時候也有預(yù)警呢,？能不能讓我們中國人也在地震災(zāi)難前收到警報？

在汶川地震的當天晚上,，我就決定回國來從事這個工作,，然后在2008年6月份我回到成都，注冊了“成都高新減災(zāi)研究所”,。

可能有人會說,，為什么這么著急？因為地震在實驗室里面模擬不了,，只能用天然的地震來進行地震預(yù)警的技術(shù)實驗,。平常是沒有什么地震的，所以只能靠汶川地震的余震來進行技術(shù)實驗,。

當時我也很擔心,，因為地震過后的余震不一定能持續(xù)多久，比如2015年尼泊爾發(fā)生了一個8.1級地震,，它主要的余震只持續(xù)了一個月就沒有了,。

當時我就在想，汶川地震的余震能持續(xù)多久呢,？余震基本上沒有什么傷害,，但是它又是進行技術(shù)實驗和社會實驗的一個條件。

所以我就想著趕快回來,，趕快組建團隊來進行實驗,。當然大家可能又會想問，那你為什么不到地震局或者是到學校,、中科院去做這些研究呢,？

我當時主要還是為了搶在余震消失之前做一些工作，如果我去申請這些崗位，可能需要花半年或者更長的時間,，尤其是我自己還沒有地震方面的背景,。

然而遇到的第一個問題是，沒錢,。我和我的老師同學說,，我想回國做地震預(yù)警，我出50萬,，你們再幫我籌點錢,，結(jié)果他們出了250萬，一共三百萬,，對當時的我來說這是一個天文數(shù)字,。

然后我就用這些錢進行團隊的組建，技術(shù)的實驗,，買了一些裝備,，沒想到這三百萬我們很快就花完了。后來有人說,，王暾，你干嗎不拿這錢去買房子呢,？買了房子可能現(xiàn)在已經(jīng)升值了很多倍了,。但是如果是這樣的話，可能我今天就不會站在臺上跟大家分享了,。

我們遇到的第二個問題是招不到人,。一個民營的單位來做地震預(yù)警的工作，大家就會想,，恐怕是騙人的吧,？去人才市場招聘的時候，我就被求職者當成了騙子,。所以剛開始的時候,，我們招人很困難。

還有一個問題是,，當時還不被社會理解,。有人說，地震預(yù)警只有幾秒到幾十秒的預(yù)警時間,，這有用嗎,？只有幾秒到幾十秒，你站在25樓,，你能跑得下去嗎,？不能。

還有人說，中國地震局都沒做出地震預(yù)警來,，你能做出來嗎,？就算你是一個博士，中國地震局的博士多了,，它都沒做出來,，你一個民營單位怎么能做得出來？

就算你做出來了,，汶川地震發(fā)生過后,，有專家說一千年都不會再發(fā)生大的地震了，那做了還有什么用呢,？面對這些問題,，我們本著科學的精神一個一個來分析和解決。

一開始,，我認為地震預(yù)警只是科技問題

首先我們來了解一下我國的地震情況,，中國確實是地震很多的國家。我國位于世界兩大地震帶——環(huán)太平洋地震帶和歐亞地震帶之間,，受到了太平洋板塊,、印度板塊和菲律賓板塊的擠壓，地震頻發(fā),。要特別注意,，比如成都以西的地方其實全是地震帶，因為有印度板塊跟歐亞板塊之間的對撞,。

作為一個科學工作者,，一開始我認為地震預(yù)警只是一個科技問題，于是我們就開始搞技術(shù),。

地震預(yù)警就是利用電波比地震波傳播得快的原理,，當正在發(fā)生地震的時候，能夠?qū)€沒有被地震波及的區(qū)域發(fā)出警報,。什么叫波及,？就像是扔一個石頭到水里去，你會發(fā)現(xiàn)水波在往外波動,，其實地震波也是一樣的,。

就像汶川地震的時候，很多人真的看見地面在上下地晃動,。

地震預(yù)警利用的時間就是地震波從震中傳到用戶所在地點的傳播時間,，減去系統(tǒng)響應(yīng)的時間。傳播時間往往只有幾秒到幾十秒,，所以預(yù)警時間也只有幾秒到幾十秒,。

為了實現(xiàn)地震預(yù)警,，就需要在可能發(fā)生地震的區(qū)域安裝大量的傳感器，當?shù)卣鸩◤牡叵虏暗降孛嫔系臅r候,，這些傳感器就能夠監(jiān)測到,。

我們進行了一系列的創(chuàng)新，包括也許看起來是很簡單的一件事情就是,，我們在全球率先將地震預(yù)警的監(jiān)測儀器固定在墻上,。

地動監(jiān)測儀放在墻上其實有點反常規(guī)，但往往創(chuàng)新就是反常規(guī),。當把這些信息傳到預(yù)警中心過后,，預(yù)警中心的軟件服務(wù)器就會自動分析這些數(shù)據(jù)，然后發(fā)現(xiàn)是大的地震的時候,，就能夠通過手機,、電視和專用終端向民眾和重大工程，包括學校,、社區(qū),、電視等等發(fā)出警報，以便減少人員傷亡,，減少次生災(zāi)害,。

傳統(tǒng)的地震過后，我們總是會知道震中位置在哪兒,，發(fā)震時刻在什么時候,，發(fā)生了多大震級的地震，這些就叫地震的三要素,，就像汶川地震發(fā)生在2008年5月12號14點28分，八級,。

此外還有兩個重要因素,，預(yù)警時間，就是指地震還沒有波及的地方還有多長時間抵達,，就是你們會聽到的倒計時,。

預(yù)估烈度，就是晃動程度,。一個地震只有一個震級,，但是對不同的方位或者距離的地點，它會有不同的烈度,，烈度就是晃動的程度,，就跟一個電燈只有一個瓦數(shù)一樣，但是你的電燈在不同的距離會有不同的亮度,。

當時我們覺得只要把技術(shù)搞出來了,，自然就能把這樣的警報提供給老百姓了,。但是萬萬沒想到，當有了地震預(yù)警的技術(shù)體系,，并且能夠產(chǎn)生預(yù)警信息后,，要把這些預(yù)警信息傳到老百姓那去卻是非常非常難的，這個難度甚至遠遠超過當時做地震預(yù)警技術(shù)開發(fā)的難度,。

如何將預(yù)警信息傳給人們,？

比如我們剛開始是用短信給老百姓提供一點試驗性的服務(wù)，就經(jīng)歷了批評,。2013年4月20號蘆山發(fā)生七級地震的時候,，主震預(yù)警的效果很好，但是余震很多,，一個接一個,，我們的預(yù)警系統(tǒng)就一個短信接一個短信地發(fā)，結(jié)果早上的地震下午還在發(fā)短信,，所以有人就批評我說,，王暾，你那叫什么預(yù)警系統(tǒng),？你那是馬后炮,。

當然這是一個小小的技術(shù)問題，但是還有一個問題是,，中國之前沒有地震預(yù)警這個概念,，沒有標準和法規(guī)，在汶川地震的時候什么都沒有,，真的是一張空白的紙,。

比如說“大震跑不了，小震不用跑”,，這些都是錯誤的觀念,。比如你的地震預(yù)警信息會不會誤報呢？它安全嗎,？會不會引起恐慌呢,，萬一老百姓收到預(yù)警后馬上跳樓怎么辦？這都是現(xiàn)實的問題,，也是我們要好好考慮的問題,。

比如你們剛才聽見的倒計時，為什么不能夠直接喊“地震了,，趕快跑吧”,？因為在沒有被充分科普的情況下會產(chǎn)生混亂，很可能真會有踩踏等等事件,。

為了把這樣的預(yù)警信息充分地傳遞到老百姓那兒去,，哪怕是小小的細微的信息,，都是我們要研究的。我們需要解決很多問題,，需要一個接一個地去填補這些空白,。

我們進行了試點試驗，讓志愿者來參加給我們反饋,，志愿者的年齡在18歲到60歲之間,，同時我們也在學校里，在電梯里面進行了試驗等等,。

到后來我們自然就不用短信了,，也研發(fā)了地震預(yù)警的app，但是平常其實沒什么人來下載我們的app,。災(zāi)害都是小概率事件,，大家其實平常懶得關(guān)心這件事，但是地震后可能就會說我為什么沒有收到呢,？或者我怎么才能收到呢,？

當然到今天為止，我們的app下載的次數(shù)大概在五千萬,，已經(jīng)很多了,，但是那還不夠，我們希望的是地震預(yù)警或者災(zāi)害預(yù)警能夠服務(wù)到每一個老百姓,，讓每個老百姓在地震災(zāi)難前都能收到警報,。

怎么能讓大家都裝上這個app呢？這也是我們需要解決的一個關(guān)鍵難題,。于是后來,，我們就將這樣的功能直接內(nèi)置到手機操作系統(tǒng)中，買了手機就有了,。

2019年6月17日,，兩年前四川宜賓長寧發(fā)生了地震，就是剛才最開始大家看見的短片,，那個新聞影響很大,，有25億人次的觀看和閱讀,。

于是小米公司的人就看見了這個新聞,，然后我們就聯(lián)想，能不能把這樣的功能內(nèi)置到小米手機里面去呢,？后來經(jīng)過溝通實現(xiàn)了,，它成為了全國首個內(nèi)置了地震預(yù)警功能的手機，非常難得,。

然后帶動了vivo,、oppo,、華為等手機，以及TCL,、康佳等彩電也都相繼內(nèi)置了地震預(yù)警功能,。

剛才大家已經(jīng)聽過了長寧地震預(yù)警的聲音，其實一共有三種警報聲,。

如果大家真的聽見每次報數(shù)中間有兩次“滴滴”聲的警報,，那就表明房子可能會被破壞，需要緊急逃生,。

如果只聽見了報數(shù)間隔中有一次“滴”聲的警報,，那就表明可能只有強烈晃動但是不會有破壞，天花板可能會掉下來,，家具可能會倒下來,，需要避險。

如果連滴聲都沒有聽見,，那就是可能有晃動但是一定不會有破壞的警報,。

我們再看一下電視預(yù)警的效果，也是在長寧地震的時候,。這是成都的民眾當時聽見的電視警報：

“滴”聲的警報

我們還在很多地方安裝了大喇叭,。這是2014年，這個學校剛剛裝了地震預(yù)警警報不久,，當時的一些學生聽見大喇叭警報的一個影像,，我們來看看他們的反應(yīng)。

當時他們正在準備高考,，所以桌子上有很多書,，這些同學都說，咋啦,？他們很意外,。還有個別的學生穩(wěn)坐釣魚臺，但是倒計時結(jié)束,，桌子在晃動的時候,，這兩個學生還是蹲下去了。

這其實是一次演習,，但是也說明如果收到警報時,，我們一定要想這是真的地震，不要去猶豫,。

在黨和政府的支持下,，減災(zāi)所與廣電、手機,、電視等廠家合作,，打通了極難打通的地震預(yù)警的“最后一公里”,，將預(yù)警信息傳到老百姓那兒去。

將預(yù)警信息傳到社會上去,，涉及到了公共安全問題,，一定是要在當?shù)卣I(lǐng)導的支持下才能干成的。比如成都市前兩年開通了電視預(yù)警,，那就是要成都市市長的直接支持才行,，否則我是做不到的。

到今天為止,，在這些努力和支持下,，中國已經(jīng)建立了具有7500個傳感器的地震預(yù)警傳感器網(wǎng)絡(luò)，覆蓋了中國地震區(qū)人口的90%,，成為了全球最大的地震預(yù)警網(wǎng),。

地震預(yù)警有用嗎？

當然仍然會有一些問題,，地震預(yù)警只能提前幾秒到幾十秒,，那有用嗎？

如果沒有地震預(yù)警,，首先地震發(fā)生后,，地震波會波及到我們腳底下，我們會感受到所處環(huán)境有晃動,，需要先去判斷是否異常,，確認是地震了，然后才會去判斷我該怎么辦,，再去避險,。

但是如果有了預(yù)警，就會是這樣子的：地震發(fā)生,，離震中只有幾公里或者十幾公里的傳感器會監(jiān)測到地震波,，然后預(yù)警中心收到信息迅速作出判斷，發(fā)出指令,，向震中周邊的民眾的電視,、手機、大喇叭發(fā)出警報,。

對于還遠遠沒有被地震波及的區(qū)域的人發(fā)出警報,，可以節(jié)約地震波傳播的時間以及人判斷的時間這兩個時間，可以直接避險,。

有研究表明,，三秒鐘的預(yù)警時間可以減少人員傷亡的比例是14%,，十秒鐘是39%,，二十秒是63%,。

在汶川地震時如果有預(yù)警系統(tǒng)，就可以給北川31秒的預(yù)警時間,，因為它離震中140公里,，可以給青川55秒的預(yù)警時間，也可以給成都18秒和汶川縣7秒鐘的預(yù)警時間,。有了這些時間,，可以減少兩到三萬的人員死亡，避免兩到三萬個家庭的生死離別,。

當然地震預(yù)警會有盲區(qū),，震中周邊一定的范圍，比如說20公里范圍內(nèi)的人,，總是會先感受到晃動,，才會收到警報，這就是預(yù)警盲區(qū),，盲區(qū)肯定是越小越好,。日本的盲區(qū)半徑是30公里，而我們的做到了21公里,。

我們可以再看一段學生收到警報的效果,，這是四川宜賓的另外一個地震，預(yù)警時間只有14秒,。

總之,，我們的系統(tǒng)到目前為止已經(jīng)連續(xù)預(yù)警了63次破壞性地震，填補了6項國際空白,，25項國內(nèi)空白,，研發(fā)了10項世界首創(chuàng)的地震預(yù)警技術(shù)。

全球現(xiàn)在有6個國家具有地震預(yù)警能力,，其中三個國家都是用了我們的技術(shù),。

那么地震預(yù)警會有誤報嗎？是的,，理論上有,。比如日本是誤報過9.1級地震和7.8級地震的，它這樣一誤報,，高鐵就停下來了,，地鐵也會停下來，商場會馬上緊急疏散,，學生也會馬上疏散,。

當然比較幸運的是，我們的成果到今天為止，過去十年來還沒有誤報過（當然也有可能話音未落明天就誤報了）,。我們曾經(jīng)非常非常擔心會有誤報,，但現(xiàn)在我們有理由相信，未來的十年我們誤報的概率很小,。所以說你們要是聽見這樣的倒計時警報,，一定要想它是真的，緊急避險,，不要猶豫,。

剛才我們說到在中國裝了7500個傳感器，覆蓋了230萬平方公里,，覆蓋了中國地震區(qū)人口的90%,。但是你們馬上會想，剩下的幾百萬平方公里怎么辦,？

我們沒錢布置更多的設(shè)備,，但是過去幾年我們做了一個工作，就是用手機里面的傳感器來實現(xiàn)地震預(yù)警的監(jiān)測,。

我相信在座的很多同學應(yīng)該都用過手機來打游戲,，那里面用到的就是手機里的陀螺儀，也就是MEMS傳感器,，實際上這一塊傳感器除了被用來打游戲或者當計步器以外,，還能實現(xiàn)地震預(yù)警的監(jiān)測。

就在前幾周,，小米公司和我們合作的,，全球首個基于手機監(jiān)測的地震預(yù)警傳感器網(wǎng)絡(luò)開始試運行。也就是說我們傳感器的數(shù)量在今年下半年將會實現(xiàn)從7500個到千萬級,，上升了一萬倍,，到明年可能就是上億。

地震預(yù)報和多災(zāi)種預(yù)警

經(jīng)常有人問地震預(yù)警是地震預(yù)報嗎,？這兩者雖然只差了一個字,，但是是有區(qū)別的。地震預(yù)警是針對已經(jīng)發(fā)生了的地震迅速做出預(yù)警,，預(yù)報是對于還沒發(fā)生的地震,，比如在今天下午晚點，或者在明后天,，某個地方會發(fā)生大的地震,，這叫地震預(yù)報。

地震預(yù)報是世界難題,，我們也已經(jīng)做了11年?，F(xiàn)在正在四川和云南建設(shè)地下云圖網(wǎng),，想把地下十到二十公里的應(yīng)力和能量的演化監(jiān)測清楚，類似天氣云圖,，以便于看見這些圖后能預(yù)報地震,，希望可以在未來幾年有顯著的進步。

我們還從地震預(yù)警延伸到了其他自然災(zāi)害預(yù)警,，從2013年開始，我們在成都先行了多災(zāi)種預(yù)警的技術(shù)試驗,，到目前為止我們已經(jīng)實現(xiàn)了山火預(yù)警,、滑坡預(yù)警、泥石流預(yù)警,、山洪預(yù)警,，甚至我們在成都還能看見浙江的一個化工廠的火災(zāi)。

我們構(gòu)建了中國第一個,，其實也是全球第一個多災(zāi)種的預(yù)警的技術(shù)平臺,，有很多原始創(chuàng)新的地方。

在十三年前,，我剛回國開始做地震預(yù)警的工作的時候,，經(jīng)常被問到的問題是，王暾,，這不是地震局的事嗎,？這些問題本身是對的，但是又不完全對,。地震預(yù)警具有科學性,，地震局可能會管服務(wù)，搞管理,，但是科學方面未必是它最擅長的,。

但是他們所擅長的是公共安全性，地震預(yù)警也是具有公共安全性的,。對于老百姓來說,，災(zāi)害預(yù)警應(yīng)該是免費的公益服務(wù)，就像這棟樓的消防報警系統(tǒng)一樣,，是不是我們不用付錢也都可以享受到消防報警的服務(wù)呢,？所以災(zāi)害預(yù)警跟消防報警其實是類似的。

我們?nèi)ツ暌哺袊卣鹁趾灱s了,，被授牌為“中國地震局地震預(yù)警技術(shù)研究成都中心”,，共建中國地震預(yù)警網(wǎng)，這也是一種機制上的創(chuàng)新,，是一個了不起的進步,。只有政府和社會力量的協(xié)同創(chuàng)新，才能共同推動災(zāi)害預(yù)警成為基本公共服務(wù)，以便讓所有的老百姓在災(zāi)害前收到警報,。

在每個災(zāi)害前收到警報——實際上這是每個老百姓的心聲,，也應(yīng)該是全球老百姓的心聲。現(xiàn)在我們還沒充分做到,，但是我相信在座的各位未來可以在各自的領(lǐng)域,，也包括災(zāi)害預(yù)警領(lǐng)域進行更多的創(chuàng)新，以實現(xiàn)下次災(zāi)害中國有預(yù)警,，下次災(zāi)害世界有預(yù)警,。

謝謝大家。

本文來自微信公眾號：一席（ID：yixiclub）,，講者：王暾（成都高新減災(zāi)所所長）,，策劃：Holiday