В отдельном тематическом исследовании рассматривается использование недорогих датчиков для создания эффективной сети с высокой плотностью размещения, которую можно использовать для раннего оповещения на Тайване. Оба исследования опубликованы в ноябрьском номере журнала Seismological Research Letters (SRL).«Мы знаем, где в Калифорнии находятся наиболее активные разломы, и мы можем грамотно разместить сейсмические станции для оптимизации сети», — сказал Сердар Куюк, доцент кафедры гражданского строительства в Университете Сакарья в Турции, который проводил исследование в Калифорнии, когда он был пост- докторант Калифорнийского университета (UC) в Беркли.
Ричард Аллен, директор сейсмологической лаборатории Калифорнийского университета в Беркли, является соавтором этого исследования.Япония начала строить свою систему EEW после землетрясения в Кобе в 1995 году и хорошо зарекомендовала себя во время землетрясения Тохоку-Оки силой 9 баллов в 2011 году. В то время как Геологическая служба США (USGS) / Сейсмическая служба Южной Калифорнии Калифорнийского технологического института и сеть TriNet в Южной Калифорнии были модернизированы в ответ на землетрясение в Нортридже в 1994 году, США отстают от Японии и других стран в разработке полнофункциональной системы предупреждения.
«Мы не должны ждать следующего крупного землетрясения, прежде чем улучшать систему раннего предупреждения», — сказал Куюк.Отмечая недавний закон Калифорнии, который призывает к созданию системы раннего предупреждения о землетрясениях (EEW) в масштабе штата, Куюк говорит, что «исследование является своевременным и указывает политикам, где разместить станции для оптимального покрытия». Такой подход максимально увеличивает время предупреждения и уменьшает размер «слепых зон», где предупреждение невозможно, а также учитывает бюджетные ограничения.
Системы раннего предупреждения о землетрясениях обнаруживают начало землетрясения и выдают предупреждения о возможном приближающемся сотрясении земли. Сейсмические станции сначала обнаруживают энергию продольной продольной волны сжатия, а затем поперечных и поверхностных волн, которые вызывают сильное сотрясение и наибольшие повреждения.Время предупреждения, которое генерирует любая система, зависит от многих факторов, наиболее важным из которых является близость сейсмических станций к эпицентру землетрясения. После отправки предупреждения количество времени для предупреждения является функцией расстояния от эпицентра, где более удаленные местоположения получают больше времени.
Области в «слепых зонах» не получают никаких предупреждений до прибытия более разрушительной S-волны. Цель, как пишут Куюк и Аллен, — минимизировать количество людей и ключевую инфраструктуру в слепой зоне.
Для более удаленных землетрясений, таких как землетрясения на суше или в ненаселенных регионах, могут допускаться большие слепые зоны.«Между районом залива и Лос-Анджелесом есть большие слепые зоны, где есть активные разломы», — сказал Куюк. «Почему?
На 150-мильном участке разлома Сан-Андреас всего 10 станций. Добавление дополнительных станций улучшило бы предупреждение для людей в этих районах, а также для жителей Лос-Анджелеса и района залива, если землетрясение начнется где-то посередине. "сказал Куюк.По словам Аллена, добавление станций может оказаться не таким простым делом. «Несмотря на растущий энтузиазм со стороны законодателей штата и федерального правительства по созданию системы раннего предупреждения о землетрясениях, которую хочет общественность, — сказал Аллен, — реальность бюджета Геологической службы США на программу землетрясений означает, что становится невозможным поддерживать функциональность системы раннего предупреждения о землетрясениях. существующая сеть, управляемая Геологической службой США и университетами.
«Геологическая служба США недавно была вынуждена понизить уровень телеметрии 58 станций в районе залива Сан-Франциско, чтобы сократить расходы», — сказал Аллен. «В то время как в нашей статье SRL говорится о том, где в Калифорнии необходимы дополнительные станции для создания системы предупреждения, мы, к сожалению, теряем станции».В Калифорнии Калифорнийская интегрированная сейсмическая сеть (CISN) состоит из нескольких сетей с 2900 сейсмическими станциями, расположенными на разном расстоянии друг от друга, в диапазоне от 2 до 100 км. Из примерно 2900 станций 377 оборудованы для работы в системе EEW.По оценке Куюка и Аллена, 10 км — идеальное расстояние между сейсмическими станциями в районах вдоль крупных разломов или вблизи крупных городов.
Для других областей расстояние между станциями в 20 км будет достаточным предупреждением. Авторы предполагают, что большей плотности станций и покрытия можно достичь за счет модернизации технологии, используемой существующими станциями, интеграции станций Невады в текущую сеть, перемещения некоторых существующих станций и добавления новых в сеть.Это исследование профинансировали Геологическая служба США (USGS) и Фонд Гордона и Бетти Мур.Недорогое решение на Тайване
В отдельном исследовании Yih-Min Wu из Национального университета Тайваня сообщает об успешном эксперименте по использованию недорогих датчиков MEMS для создания сейсмической сети высокой плотности для поддержки системы раннего предупреждения для Тайваня.Акселерометры MEMS — это крошечные датчики, используемые в обычных устройствах, таких как смартфоны и ноутбуки. Эти датчики относительно дешевы и зарекомендовали себя как чувствительные датчики движения земли, особенно при сильных землетрясениях.Текущая система EEW на Тайване состоит из 109 сейсмических станций, которые могут подавать оповещения в течение 20 секунд после первоначального обнаружения землетрясения.
Ву стремился сократить время между землетрясением и первоначальным предупреждением, тем самым увеличивая возможное время предупреждения.Исследовательская группа EEW в Национальном университете Тайваня разработала устройство оповещения о P-волнах под названием «Palert», в котором используются акселерометры MEMS для раннего предупреждения о землетрясениях на месте, что в десять раз дешевле традиционных инструментов для измерения сильных движений.
С июня 2012 года по май 2013 года Ву и его коллеги протестировали сеть из 400 устройств Palert, развернутых по всему Тайваню, в первую очередь в начальных школах, чтобы воспользоваться преимуществами существующего электроснабжения и подключения к Интернету, а также где их можно использовать для обучения учащихся вопросам уменьшения опасности землетрясений.В период тестирования система Palert функционировала аналогично существующей системе EEW, которая состоит из обычных инструментов сильного движения. Имея в четыре раза больше станций, сеть Palert может предоставить подробную карту сотрясений для оценки ущерба, как это было сделано для землетрясения Наньтоу магнитудой 6,1 в марте 2013 года.
Ву предполагает, что относительно дешевое устройство Palert может иметь коммерческий потенциал и может быть легко интегрировано в существующие сейсмические сети для увеличения плотности покрытия систем EEW. Помимо Китая, Индонезии и Мексики, планируется установить устройства Palert недалеко от Нью-Дели, Индия, чтобы проверить возможность создания там системы EEW.