大資料能否讓地震預警更加快速有效

3.11日本大地震紀念日剛過，還有媒體在炒作兩年前的慘景。 近日來我國南方多地就連續發生5級以下的地震，這引起了人們的恐慌，是否又有大地震要來臨，我們是否需要做出應對。 可喜的消息是，我國首次成功預警一次2月19日的雲南巧家10時46分59秒5.0級地震。 那麼，我們是否可以通過資訊化或者大資料技術來解決地震預測和預警這個世界難題呢？

預測地震為什麼如此困難？

說地震預測預報是最重要的世界難題，這絕不為過。 重要是因為它的發生會涉及大面積的人生命安全與財產安全，困難是因為其覆蓋的科學領域太多，太繁雜。

我們知道，每天的天氣預報多數是通過地面氣象站收集到的氣溫資料與風力和空氣濕度來判斷未來24小時的情況，再結合氣象衛星和數學模型進行驗證。 而最近大家都關注的PM2.5則更簡單，就用儀器對觀測點進行抄資料就可以，不做預測工作。 但是地震預測預報則非常困難，原因是你首先要知道該地區屬於什麼地震帶，其地質結構是什麼樣子。 因為，沒有這個基礎，收上來的資料所建立的模型可能都是錯誤的。 其次是模型的準確性，由於地震的發生機理非常複雜，所以我們所建立的數學模型還不能完全真實的反應，比如一個非線性的變化，我們多數是通過線性模型來反應，這對結果有很大的偏差，數學中稱為混沌效應。 最後是採集資料龐大。 關於地震的資料，採集的種類多，專案雜，地域廣，時間長，因此基礎資料的存儲需要很大的資料量。

好在儘管如此複雜，我們還是逐漸摸索出了一條新路，讓地震預警不再遙遠。

用資料監控形成預警網

由於我國也是地震多發區，上個世紀發生過多次大地震，建國後在周總理的親自指導下，由著名地質學家李四光帶隊，從板塊學說入手，建立了一支群測群防的地震預報隊。 具體方法是這樣的，在板塊比較活躍的地帶，先形成多個觀測網點，然後層層落實到人，進行基礎參數的觀測。 這其中的參數包括地磁、地電、磁偏角、地面溫度，以及地下水水溫，水位和水中氣體氡的含量。 觀測點每天將自己的資料觀測出來後記錄下來，匯成表格，作為備案，如果有異常，就要向上一級區縣級地震小組彙報反映。 由於基層觀測點的設備比較基礎簡陋，資料是否準確，縣級以上會做出判斷甄別，去除干擾信號。 然後區再向市級與省級彙報，最後彙報到國家地震局。

可見，這其實是一個很大的地震預警網，如果觀測點很多，產生的資料量也會很大，光光憑簡單的人工手繪製趨勢圖比較原始，而且如果地震很快發生，可能這種工作只能起到記錄作用，而失去了預警作用。 但是，就是這樣的原始預警系統，在上個世紀七十年代還準確預測出了遼寧海城地震，讓世界地震預報界感到震驚。 而日本3.11大地震震前的提前2分鐘全國發佈，更讓世界人們知道，我們可以通過監測地震源發生地震後，馬上通過無線電系統對外發送應急廣播，通過電視，手機短信等多手段通知受災區域，這樣會給大家贏得時間，轉移貴重財產和人員安全。

中國今年2月的地震預警系統，也是基於這個原理。 據成都高新減災研究所所長王暾介紹，他們所開發的地震預警系統原理是這樣的：「地震波分為縱波和橫波，縱波的速度很快、垂直傳播，橫波橫向傳播，但它的速度只有每秒3.5公里左右。 我們的接收裝置接收地震的縱波信號後，就用無線電(速度=光速)快速傳播到預警系統，並就此向地震波尚未到達的地方進行預警。

中國地震局工作人員也表示，中國地震局「國家地震烈度速報與預警工程」目前已經進入發改委立項程式，計畫投入20億元，用5年時間建設覆蓋全國的由5000多個台站組成的國家地震烈度速報與預警系統。 目前該工程正在福建省試點。

大資料技術保護我們的生命與財產安全

推而廣之，其實地震火山等等都可以利用這種原理進行試試監測。 只是觀測點越多，需要存儲和處理的資料就越多，美國在黃石火山安放了幾百個觀測儀器，資料即時傳到他們的預警系統，然後通過互聯網對外發佈。 所以，一旦黃石火山出現問題，美國政府會率先知道。 觀測資料分為兩部分，一部分是常規資料，另一部分是異常突發資料。 一個地區的異常突發資料越多，產生地震的可能性就越大。 所以預警系統主要是對這些資料進行快速反應。

這裡說到大資料除了海量資料存儲與加工處理，還有一個問題，就是資料的多樣性，地震問題就更加明顯。 我們剛剛列舉的是大地震前的自然地理特徵參數指標，其實動物異常也是一個很重要的指標。 比如唐山大地震前，不光是地下水位上漲，水溫提高，就是老鼠蛇以及貓青蛙都有異常反應。 這些其實一般人如果留意都可以發現。 可以想見，一個那麼大的地震，生物不可能沒有任何徵兆。 我們進行地震預報預測人的目的，就是通過各種手段，找到這些蛛絲馬跡，然後快速確認，把消息傳達給廣大人民群眾，使得災害損失達到最小。

現在地震預報出現了很多所謂的民間科學家，他們也經常根據動物或者地磁的變化來判斷地震，當然這裡的誤差也比較大，但是這畢竟是一種嘗試，我覺得在人的生命面前，這樣的嘗試應該是被容許的。 所以，我希望現在那些地方小的地震預測網站可以通過多數人的手機圖片拍攝或者短信消息上傳來彙集震前動物異常，至少這可以為專業地震局提供最真實資料，這其實也是大資料收集的一種，這樣的行為應該是合法的。

敬畏自然 尊重生命

我們生活在這個地球上，地震、火山、海嘯以及洪水就像我們地球母親的感冒和咳嗽一樣，我們不可能完全排除，重要的是我們要知道什麼情況下這種事情會發生，當今科技日新月異，我們希望新的大資料技術能在防震減災方面多做貢獻， 讓3.11的慘劇不再發生!同時，向全世界所有為地震預測預報作出貢獻的專家致敬!

(責任編輯：蒙遺善)