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Apr. 27 2015

即將發生地震時 手機能救你一命

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  • 即將發生地震時 手機能救你一命

2011年3月日本發生大地震後,當地民眾用手機分享資訊(如圖,氣仙沼市)。不過,一個新的系統也許在不久後就能透過智慧型手機在地震來臨前發出預警,讓人們有機會抵達安全之處。
Photography by Carlos Barria, Reuters

一項新研究顯示,地震時,手機預警可能讓你有足夠的時間躲到安全之處。

地震時,即使是提早幾秒鐘的預警都能救人一命。現在,科學家說,有一種手機應用程式就能提供這樣的功能。

美國地質調查所(USGS)與加州理工學院(California Institute of Technology)的莎拉‧明森(Sarah Minson)和幾個同事在《科學前緣》期刊(Science Advances)中宣稱,普通的智慧型手機就能偵測地震、定位地震地點並計算震動何時會到來。USGS正投入數千萬美元研發一個叫做ShakeAlert(震動警報)的早期警報系統,它能夠以簡訊和電子郵件的方式警告人們地震要來了。

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不過有些在中南美洲、加勒比海地區或南亞常發生地震的國家並沒有數千萬美元的經費或地震儀網路。所以明森(Minson)與USGS地震災害計畫(USGS Earthquake Hazards Program)正在研究成本低廉許多的替代方案。

明森和同事發現智慧型手機可能是快速提供地震預警的理想工具,因為智慧型手機有內建的全球定位系統(GPS)感測器,以及能偵測到運動的加速度感震器。距離震央較近的智慧型手機會先感受到震動,接著是稍遠的手機,而手機震動的時間和強度會隨距離增加而降低,因此得以讓這個系統計算地震的地點和強度。

此外,手機是既有資訊網絡的一部分,所以要設計一個程式讓手機向中心位置傳送地震消息非常簡單,而在中心位置,所有資料會被整合起來,形成正在發生的災難全貌。同樣的網絡也能向在危險地區的人發送警報。

手機的訊號與處理程序幾乎是以光速在進行,但我們會懷疑那樣的速度是否就夠快了也很合理。畢竟,如果你的手機已經在震動了,要做出反應也許已經太遲了。

不過,明森說,地震會產生兩種不同的實體波通過固體地球。「破壞性的震動來自S波,」她說,S波會讓地面來回晃動。地震也會產生P波,在傳遞時,P波會一路壓縮前方的岩層,而且,「P波傳遞的速度較快,所以會先傳到。」

分秒必爭

地震早期警報系統接收的是P波,而危險的S波雖然很快就會接著到來,間隔的時間也許已足夠讓我們採取行動。「即使只有幾秒鐘的預警,」明森說,「你就能躲到桌子下面,或是把車停到路邊。」這些時間也足夠讓地鐵和火車停駛,或者讓電梯停止在某個樓層,而非卡在兩層樓之間。

新報告的作者群用兩個模擬狀況測試這個想法:第一個模擬狀況假設加州海灣地區(Bay Area)的海沃德斷層(Hayward Fault)發生規模7的地震;另一個則模擬2011年在日本引發致命海嘯毀滅性規模9大地震。模擬顯示,預警系統只需依靠0.2%的智慧型手機使用者就能在五秒內確定地震的強度以及發生地點。

「理想上,」明森說,「我們會在真的發生地震時,用智慧型手機實際測試這個系統。」實際上,相關工作已經在進行了:一項由美國國際開發署(U.S. Agency for International Development)資助的先導計畫會在今年內完成,準備進行實地測試。

沒有參加這項計畫的華盛頓大學(University of Washington)地震學家約翰‧維達爾(John Vidale)指出了系統的幾個潛在缺陷,「這樣的系統不一定能完全避免假警報,」他說,「可能也無法避免有人利用它惡作劇,或更惡劣地用它惡意製造混亂。」不過他說,「這個想法很有創意,而且合理,我們可能不久就能看到這種應用程式的簡易版本。」

撰文:Michael D. Lemonick, National Geographic (關注作者的Twitter
編譯:陳潔

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