近来依靠地震传感器技术、数据接收数码通讯系统、计算机硬件与软件的快速发展，人们可以建立可靠的实时地震信息系统。这些系统为现代城市有效地处理大地震的灾害提供了新的手段，甚至能够在地震波到达前几秒钟发出警报。从长远看，这些系统也为如何改进建筑质量等减灾策略提供了基本数据。

若要有效降低未来地震带来的巨大破坏，在不同的时间阶段，我们都要研究地震灾害的情况。在儿十年时间里需要有规律地开发土地提高建筑的防震性能。要鼓励私人或团体参与防震研究。在短时期内，几个月或数天之内，我们需要精确地预测地震的强度、方位及时间。但由于地震在发展过程中表现极其复杂，目前还不可能做到可靠的短期预测。另外，即使存在这种预测，在人群密集的城市发生大地霧，仍会造成巨大的破坏，给社会带来混乱。为了将其瞬间破坏减小到最低程度，我们提倡一种策略，这就是充分利用近来在地震学、传感器、电脑、遥测技术方面的技术成果，建立敏捷可靠的实时地震信息系统。

现代地震信息系统的使命是快速通报地震参数（时间、方位、震级）和估算地面运动情况（加速度、速度、震幅等）。其目的是确定最需急救的方位，并估算出整个地震对社会的影响。该系统有助于缩短大地震后恢复时间、帮助人们判断重建和恢复所需的资源。在发达的工业区，缩短地震后的反应时间，对搜索营救工作，保障生命财产安全尤其重要。公用事业、通讯、运输、金融公司、商业及当地工矿企业更需进一步缩短修复时间。近来在加利福尼亚北方山区、日本神户发生的地震很清楚地证实了对地震信息系统的需求。一个地区提供的地震信息越充分，反应时间与修复时问就越短。例如，当神户地震时，由于强烈震动搅乱了地震通讯网络的工作，东京的中央政府在地®发生数小时之后，才得到破坏的全而情况。现在，实时地S信息系统能在几分钟内提供基本的地震信息，将来它可能缩短至几十秒。甚至当地而发生震动之前，相应的设备就能获得信息（早期预报）。这为发电网、传输系统、计算机系统等易遭破坏，需紧急关闭的系统提供了保护。利用预报技术，电讯网络在发生大地震后，迅速收集数据，这些数据是未来电话系统不断改进完善所必需的。也许建立全面的地震观测站网络，最恰当的理由是想进一步了解地震时地面振动情况。我们能根据地震不同的强度、方位引起的地面运动来区分地震波传播的效应（在同一方位地震是一样的）与地面破裂的效应。这能为未来预测地震时地面活动情况提供帮助。此外，只有将不同区域地震时地面振动情况记录下来，我们才能预测地震时建筑物破坏状况。

实时地震信息系统

利用快速地震信息处理紧急事件的思想早就有了。在日本、墨西哥、中国台湾、美国已建立了这种类似的系统。下面是一些例子。

日本在20世纪50年代末期，为铁路警报系统设置了简单的地震测量仪。随着1964年“子弹”火车的开通，人们开发了一套能在强烈地震时自动关闭或减速的系统。为急救服务，一些公用事业单位为自己的设备开发了实时地面运动探测系统。近来横滨市建立了一个工程，设置150个即时强烈地震网络站。

在墨西哥，1985年距墨西哥城西面320公里的米却肯地震带发生了震级达8.1级地震。墨西哥城损失惨重。然而在距墨西哥城西南300公里的格雷罗地震带发生的类似大地震却被预测到了。它得益于1991年由私人组织集资创立的SAS系统（地震警报系统）。这一系统专门探测在格雷罗地带震级＞6级的地震。地震站网络遍布这一区域，并将强烈地震的警报传输给墨西哥城官方与居民。地震波从格雷罗到达墨西哥城需要100秒，这一系统提前60秒发出警报。1995年9月14日，当格雷罗带发生震级为7.3级地震时，这一系统成功地在地震到达墨西哥城72秒之前，通过商业无线电台发出了警报。

在台湾已经建立了两套地震预报系统的雏型。一个针对花莲县附近区域，另一个则对整个岛屿。这两套系统使用先进的地震网络技术，能提供地震关键信息，包括地面运动信息，从而有利于开展各种急救与修复工作。

美国自从20世纪80年代早期起，在加利福尼亚的USGS（美国地质勘测局）内部就开始使用快速报警系统。1990年加州理工学院与美国地质勘测局共同建立了CUBE工程。该工程的一个重要目标是提高操作者的专业技术水平，努力协调不同机构间的关系，从而当大地震发生后能迅捷使用可靠的地震信息系统。

实时地震信息系统能在许多方面使用。下面是一些例子。（1）当1989年加利福尼亚发生6.9级地震后，USGS采用报警系统，使离震中106公里的奥克兰市中正在清除倒塌高速公路垃圾的工人们脱离险境。大的余震发生时，该系统提前约20秒钟发出警报，工人们得以从潜在的灾区疏散出来。（2）1991年在帕萨迪纳附近的西纳马得拉地震时，工作在圣塔菲铁路线上的工人们一接到CUBE信息，缩短2小时撤离了危险区。（3）公用事业单位获得实时地震信息，就能马上组织人员开展救灾工作。（4）一些单位使用地震信息勘测危险物品及易破裂管道可能渗漏的地方。（5）1994年加利福尼亚北部山区地震，使发电厂大型变压器严重损坏，在CUBE帮助下，工程师们采取措施，避免了数百万美元的损失。（6）在大地震发生的瞬间，由于电话网上的联系骤然猛增，会造成当地电话系统突然中断。若获得实时地震信息，电话公司可以将一部分超负荷电话分流出去，从而避免以上事故的发生。以上仅是一些例子，当实时地震信息系统更完善时，它的用途一定会更多。

接下来，我们以CUBE为例来讨论一些技术上的问题。这些问题是许多现有的实时信息系统共有的。CUBE是通过250个地震网络站，南加利福尼亚地震网（SCSN）由50多个先进的数码地震站提供信息的。它包括了ERRA观测仪，先进的宽频数据地震网。这些网络由加州理工学院和美国地质勘测局操作。为了建立CUBE工程，科学家们将一些硬件与软件的微型组件加在现有的系统上，这样能保证在最初时间里，把地震信息如震中位置、震级和发生时间通过商业寻呼系统传递给工程参与者。它不仅能预报大型地震，也能预报达到临界值所有地震，不断反映地震的演变情况。

在1991年西纳马得拉地震（5.8级），1992年“大熊登陆地震（73级）及1994年加利福尼亚北部山区地震（6.7级）中，CUBE系统都高效率地发挥了作用。加利福尼亚北部山区地震时，由于一条关键电话线路损坏与网络超载延迟了信息传播，但在随后的余震分布区域，CUBE参与指挥工作，使急救顺利进行。这已表明不仅大型地震时需要传输信息，在地震余震时也需要反馈信息。连续显示系统对用户掌握地震学和构造地质学知识也是有益的。由于大型地震次数很少，处理大型地震警报就显得困难，除非用户接受过培训，能根据地震信息估算震动位置。自1994年起，CUBE与REDI已联手为加利福尼亚整个州进行地震信息广播。这一联合广播系统称做CUBE/RE-DI。它是仅有的一个能拥有如此众多用户的系统。

新技术和方法

在过去的10年里，人类在地震传感仪、数据显示器、电讯系统、计算机及地质学上有了突飞猛进的发展。引进这些新技术和方法能大大提高实时地震信息系统的性能。目前人们已将现代宽频地震仪、自动记速计、24数码记录仪结合成一体，从而取代了短期SCSN感应器。这些系统能记录从十分微弱的震动到强烈震动。例如小于10-9g（g为重力加速度）宽波段容量，对了解地震的自然形成及所引起的地面运动十分重要。后者最终能进一步估测出强烈地面运动是否会引起未来的大地震。

现在高容量的数据通讯网络，能将大量数据迅速准确地传送出去，这不仅包括电话有线传输，也包括无线电传输。由于现代通讯数据发射率是每秒20万字节，这些先进设备对于实时地震信息系统传播已绰绰有余。另一个必需提及的是远距离测量数据仪是否应具有连续性或易启动性。从遥远测量站发射到中心

处理仪上的数据中，只有有关地面运动的数据，这能降低远距离测量仪的成本。但当发生大地震时，其工作量陡增，处理急救事件时，所需的实时数据就会因系统紊乱而无法获得。相反若在系统中使用持续数据传送装置，无论地震是否发生，数据都能在中心处理仪中不断传输，从而把工作波动量减小到最低程度，有利于对地震进行准确判断。它也能确保系统更安全地运转。

地震网络根据不同地震波例如P. S波到达次数来判断地震的方位与初始时间。在此提及的方位通常指地球板块破裂开始的一点（即震心），这种方法将保留在实时观测理论中。但对大型地震来说，会产生断层板块上大面积能量辐射，震心仅仅意味着断裂要从哪儿开始。因此，为了测量地震方位，除前面所指的震心，能量辐射的中心也被认为地面运动的中心。总之，中心必须是靠近大振幅的地方。事实上这点很早已成为地震专家们的共识，他们认为地震是发生在摇晃强度最大的地方。用现代地震仪能精确测量地面运动情况，它使用了电脑来确定强烈振动的中心。

未来的发展

实时地震信息系统必须是可靠的，不能发出误报。当发送信息的速度与可靠性增加后，这些系统将能迅速地发出通知及一系列地面运动图，及时预报用户，对大小型各种地震的宽频数据能记录和存档。对特大型地震估测特大型地震时地面运动情况，对改进建筑防震工程有利。

在知道了地震参数和地而运动图资料后，研制出能模仿地震造成建筑与生活设施破坏的工具是另一个重要的目标。以估算地震造成人员生命财产的损失。为此目前已研制了一种基于地质信息系统软件。例如对于加利福尼亚山区地震，估计损失150亿美元，加利福尼亚急救组织（OES）在联邦救灾组织帮助下，获得86亿美元的资助：这一估算是在地震的当天产生的，它是通过模仿地表摇动与建筑财产数据库帮助下获得的，

将现代宽频地震仪，数字数据记录仪，通讯及计算机系统构成的快速可靠的实时警报系统，监控地而强烈运动，对早期预报和急救是必要的，但是，要有效地减少地簽灾害，光靠科学技术是不够的，它必须协调好不同的急救组织，公共事业单位、运输与通讯组织的合作，在现代都市里，要尽全力通过快速集中的紧急反馈来减小灾难后果，可靠的地震实时信息系统将起到关键的作用。

[Nature，1997年12月4日］