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这个新的地震系统能为阿拉斯加提供50秒的准备时间吗

一项新研究揭示,类似于美国地质调查局(U)在加利福尼亚州、俄勒冈州和华盛顿州使用的ShakeAlert地震预警系统,能够为阿拉斯加社区争取到宝贵的数秒钟时间,以便在强烈震动来袭前做好准备。建模结果显示,在发生大地震时,桑德角(Sand Point)、金湾(King Cove)和奇格尼克(Chignik)等城镇可能会获得10至50秒的预警时间;而在一次模拟的8.3级地震事件中,某些地区甚至可获得长达半分钟的预警时间。

该分析由阿拉斯加大学费尔班克斯分校地球物理研究所阿拉斯加地震中心系统团队的Alex Fozkos提供。

“桑德角的居民在震动增强至最强之前,预计大约有10秒的预警时间,”Fozkos说。“在金湾,居民预计可以获得大约20秒的预警。”

桑德角距离震中55英里;金湾稍远一些。距离震中约140英里的奇格尼克社区,本可以收到大约50秒的预警。

Fozkos对桑德角的分析基于一个假设的早期预警系统。阿拉斯加地震中心和美国地质调查局今年早些时候描述了实施拟议中的美国地质调查局ShakeAlert预警系统的第一阶段,该系统目前在加利福尼亚州、俄勒冈州和华盛顿州运行。

桑德角的分析得益于Fozkos的地震早期预警建模。该建模系统于8月5日发表在《美国地震学会通报》上。然而,桑德角的分析并不属于该研究论文的一部分,因为它发生在论文提交之后。

研究教授Michael West是阿拉斯加地震中心主任兼州地震学家,他是该论文的合著者。

 

在这篇研究论文中,Fozkos在多个类别中运行了无数个预警时间场景,输入变量包括位置、震级和断层配置。

“这为向潜在利益相关者展示早期预警系统如何造福阿拉斯加人以及他们为何应予以关注奠定了基础,”Fozkos说,他在阿拉斯加大学费尔班克斯分校地球物理研究所做研究生期间进行了这项研究。

Fozkos和West将预警时间定义为一个人收到警报与地面运动峰值到达之间的时间差。

在研究论文针对中南和东南沿海的场景中,Fozkos模拟了一场震级为8.3级的地震,该地震产生了7至8度的震动烈度。这种程度的震动会对建筑物造成中度至重度破坏,并且会被广泛感知。

震级和烈度并不总是一一对应。地震震级标度测量的是震源释放的能量,而震动烈度标度描述的是特定地点地面震动的强度。

Fozkos在研究论文中写道,在该场景下,中南和东南部居民的警报可以在地震发生后10到33秒内发出,平均为24秒。中南部的警报发出速度最快,那里的传感器密度最高。

 

“一个区域内拥有更多的台站意味着可以更快地探测到地震,并更快地发出预警,”Fozkos说。

早期预警系统利用地震传感器网络,在地震快速移动的纵波(P波)开始时立即探测到它们。然后,它计算地震的位置和震级,在速度较慢、破坏性更强的横波(S波)到达之前发送警报。

阿拉斯加的ShakeAlert初始阶段如果获得资金,将重点关注安克雷奇、费尔班克斯、科迪亚克和威廉王子湾地区,这些地区涵盖了该州约90%的人口。

该联邦-州系统将由450个实时高级国家地震系统台站组成。其中,20个已存在于该州,270个将是新建台站,160个将是升级的现有台站。

Fozkos的研究提供了基本信息,以展示阿拉斯加人如何从地震早期预警系统中受益。他的工作假设了一个通用的预警系统,但其建模结果被认为与ShakeAlert具有可比性。

West表示,在阿拉斯加建立早期预警的科学和支持工作已经进行了数年,这篇研究论文的目标是让它“感觉真实且易于理解”。

“阿拉斯加有太多类型的地震,很难向人们解释可能发生什么,”他说。“这项研究利用复杂的算法和技术,展示了现实世界中可能发生的情况。”

Fozkos说,阿拉斯加的构造环境与西海岸各州截然不同。

“我们有地壳地震,有板块内部的深源地震,有界面地震,有走滑断层,还有正断层。”

“如果我们要倡导建立地震早期预警系统,那么我们欠阿拉斯加人一些直接与阿拉斯加相关、而不是与加利福尼亚、俄勒冈和华盛顿相关的数据,”他说。