سامانه هشدار زمین‌لرزه: تفاوت میان نسخه‌ها
| [نسخهٔ بررسی‌نشده] | [نسخهٔ بررسی‌نشده] |
| خط ۸۱: | خط ۸۱: | ||
== فواید هشدار و فعالیت‌های مفید در زمان هشدار == |
== فواید هشدار و فعالیت‌های مفید در زمان هشدار == |
||
هشدار زلزله چند ثانیه قبل از وقوع آن میتواند در کاهش خسارات زلزله و کاهش تلفات بسیار مؤثر باشد.<ref name=Kirkland/> هشدار میتواند باعث افزایش حاشیه ایمنی سیستم‌های مهندسی با تنظیم دقیق مانند نیروگاه‌های هسته‌ای شده و اقدامات ایمنی خودکار میتواند باعث کاهش در معرض قرار گرفتن زیرساخت‌های حمل و نقل و کاهش آسیب بالقوه به تجهیزات صنعتی بشود؛ قطع خطوط گاز برای جلوگیری از آتش سوزی مفید است. بعلاوه اگر نقشه میزان شدت زلزله در مناطق مختلف سریعاً فراهم باشد |
هشدار زلزله چند ثانیه قبل از وقوع آن میتواند در کاهش خسارات زلزله و کاهش تلفات بسیار مؤثر باشد.<ref name=Kirkland/> هشدار میتواند باعث افزایش حاشیه ایمنی سیستم‌های مهندسی با تنظیم دقیق مانند نیروگاه‌های هسته‌ای شده و اقدامات ایمنی خودکار میتواند باعث کاهش در معرض قرار گرفتن زیرساخت‌های حمل و نقل و کاهش آسیب بالقوه به تجهیزات صنعتی بشود؛ قطع خطوط گاز برای جلوگیری از آتش سوزی مفید است. بعلاوه اگر نقشه میزان شدت زلزله در مناطق مختلف سریعاً فراهم باشد تیم‌های اضطراری میتوانند در عرض چند دقیقه به جاهایی که به وجود آنها بیشتر نیاز است اعزام شوند. علاوه بر این، سامانه هشدار زمین‌لرزه میتواند باعث کاهش صدمه حوادث ثانویه‌ای که زلزله باعث وقوع آنها می‌شود، بشود.<ref name=GaspariniForeFront/> کارهای مفید دیگر مسیریابی دوباره جریان برق، قطع عملیات فرودگاه‌ها، هشدار به اتاق‌های عمل بیمارستان‌ها، شروع استفاده از ژنراتورهای اضطراری و بستن خطوط نفت می‌باشد.<ref name=Friedemann>{{یادکرد |
||
|کتاب=[http://books.google.com/books?id=VFE7_BoDiMgC&pg=PA2&dq=the+rerouting+of+electrical+power%3B+the+shutdown+of+airport+operatives,+the+alerting+of+hospital+operating+rooms,+the+starting+of+emergency+generators,+the+shutoff+of+oil+pipelines&hl=en&ei=Qi8fTdjpKs2eccjQqKIK&sa=X&oi=book_result&ct=result&resnum=1&ved=0CCUQ6AEwAA#v=onepage&q&f=false Perspectives in modern seismology] |
|||
|نویسنده = Wenzel, Friedemann |
|||
|ناشر =Springer |
|||
|سال=2005 |
|||
|صفحه= 2 |
|||
|شابک=ISBN 3540237127 |
|||
}}</ref> |
|||
سامانه‌های هشدار زمین‌لرزه به دو دسته تقسیم می‌شوند. آنهایی که برای یک ناحیه بزرگ استفاده می‌شوند، و آنهایی که برای یک مکان خاص استفاده می‌شوند. بسته به نوع سامانه فعالیت‌هایی که در زمان دریافت هشدار باید انجام داد تغییر می‌کند.<ref name=GaspariniChapter12/> این فعالیت‌ها را میتوان به دو دسته کلی قابل تقسیم کرد: کارهایی که به صورت خودکار قابل انجام است، و کارهایی که شهروندان باید انجام دهند.<ref name=Kirkland/> نمونه‌هایی از کارهایی که به صورت خودکار قابل انجام است به شرح زیر است: پایین آوردن سرعت قطارهای سریع السیر<ref name=Talbot/>، خاموش کردن ماشین آلات سنگین و توقف آسانسورها، قطع خودکار جریان گاز و آب،<ref name=Kirkland/> و ذخیره سازی اطلاعات حیاتی رایانه‌ها جهت از دست نرفتن آنها.<ref name=GaspariniChapter14/> نمونه‌هایی از کارهایی که کارهایی که شهروندان باید انجام دهند به شرح زیر است: گرفتن پناه زیر میز، دور شدن از دیوارهای سنگی، خروج از آسانسور<ref name=Talbot/> در صورتی که فرصت هست قطع جریان گاز و آب خانه؛ زیرا باز بودن گاز ممکن است باعث آتش سوزی شود و بسیار خطرناک است؛ باز بودن آب میتواند عملیات نجات را دشوار کند.<ref name=Kirkland/> همچنین هشدار چند ثانیه میتواند جان کارگران را در محل‌های ساخت و ساز نجات دهد زیرا برای مثال، کارگران به [[تیر آهن]] دست گرفته و یا جرثقیل‌ها را به جهت‌های امن تر حرکت داد.<ref name=Talbot/> |
سامانه‌های هشدار زمین‌لرزه به دو دسته تقسیم می‌شوند. آنهایی که برای یک ناحیه بزرگ استفاده می‌شوند، و آنهایی که برای یک مکان خاص استفاده می‌شوند. بسته به نوع سامانه فعالیت‌هایی که در زمان دریافت هشدار باید انجام داد تغییر می‌کند.<ref name=GaspariniChapter12/> این فعالیت‌ها را میتوان به دو دسته کلی قابل تقسیم کرد: کارهایی که به صورت خودکار قابل انجام است، و کارهایی که شهروندان باید انجام دهند.<ref name=Kirkland/> نمونه‌هایی از کارهایی که به صورت خودکار قابل انجام است به شرح زیر است: پایین آوردن سرعت قطارهای سریع السیر<ref name=Talbot/>، خاموش کردن ماشین آلات سنگین و توقف آسانسورها، قطع خودکار جریان گاز و آب،<ref name=Kirkland/> و ذخیره سازی اطلاعات حیاتی رایانه‌ها جهت از دست نرفتن آنها.<ref name=GaspariniChapter14/> نمونه‌هایی از کارهایی که کارهایی که شهروندان باید انجام دهند به شرح زیر است: گرفتن پناه زیر میز، دور شدن از دیوارهای سنگی، خروج از آسانسور<ref name=Talbot/> در صورتی که فرصت هست قطع جریان گاز و آب خانه؛ زیرا باز بودن گاز ممکن است باعث آتش سوزی شود و بسیار خطرناک است؛ باز بودن آب میتواند عملیات نجات را دشوار کند.<ref name=Kirkland/> همچنین هشدار چند ثانیه میتواند جان کارگران را در محل‌های ساخت و ساز نجات دهد زیرا برای مثال، کارگران به [[تیر آهن]] دست گرفته و یا جرثقیل‌ها را به جهت‌های امن تر حرکت داد.<ref name=Talbot/> |
||
نسخهٔ ۱ ژانویهٔ ۲۰۱۱، ساعت ۱۳:۴۴
سامانه هشدار زمین‌لرزه (به انگلیسی: Earthquake warning system) یا (به انگلیسی: Nowcast Earthquake Information)[۱] سامانه‌ای برای اطلاع رسانی سریع زمین لرزه‌های بزرگ قریب‌الوقوع است. این تکنولوژی بسیار جدید است و هنوز در مرحله تحقیق و پژوهش قرار دارد. شکل‌های اولیه این تکنولوژی تنها در کشورهای مانند ژاپن، تایوان و مکزیک پیاده سازی شده‌است ولی کشورهای دیگر، از جمله ایالات متحده آمریکا، هنوز در حال تحقیق بر روی آن هستند. این تکنولوژی در حال حاضر تنها تکنولوژی‌ای است که قابلیت پیشبینی زلزله در لحظاتی قبل از وقوع زلزله را دارد.[۲] اگرچه سیستم‌های هشدار زلزله تنها چند ثانیه قبل از وقوع زلزله زنگ خطر را به صدا در می‌آورند اما همین زمان میتواند برای اتخاذ اقدامات محافظتی توسط مردم کفایت کند.[۲]
تاریخچه
- انگیزه و نیروی محرک تاریخی
به دلیل افزایش جمعیت و تراکم صنعتی در مناطق آسیب پذیر از چند دهه آخر قرن بیستم به بعد، نرخ مرگ و میر و زیان‌های اقتصادی ناشی از بلایای طبیعی افزایشی نمایی یافته‌است. اما از طرف دیگر پیشرفت زیادی در زمینه روش‌های مقابله با این مرگ و میر حاصل نشده‌است. اگرچه پیش بینی زلزله هنوز ممکن نیست، تکنولوژی فعلی اجازه می‌دهد تا سریعاً شروع زمین‌لرزه‌های خطرناک را شناسایی کرد. از این رو سامانه‌های هشدار زمین‌لرزه به مهمترین ابزار کاهش شدت فاجعه تبدیل شده‌است.[۵] عدم وجود یک سامانه هشدار زودهنگام کارامد عامل اصلی مرگ بیش از ۲۲۰ هزار نفر در زلزله-سونامی فاجعه بار سال ۲۰۰۴ میلادی در اقیانوس هند بود.[۳] در حالی که وقوع زمین لرزه توسط یک سامانه هشدار به موقع کشف شده بود، زیر ساخت‌های لازم برای اطلاع رسانی فوری به مردم ساحلی وجود نداشت.[۴]
- ابداع مفهوم سامانه هشدار زمین‌لرزه
در حالی که در سال ۱۳۲ میلادی چانگ هنگ اولین زلزله‌نگار را ساخته بود،[۶] اما مفهوم سامانه هشدار زمین‌لرزه توسط دکتر کوپر در بولتن روزانه شب سان فرانسیسکو (San Francisco Daily Evening Bulletin) در ۳ نوامبر سال ۱۸۶۸ معرفی شد. دکتر کوپر مفهوم سامانه هشدار را اینگونه توضیح داد: «وسیله بسیار ساده مکانیکی را میتوان در نقاط مختلف در ۱۰ - ۱۰۰ مایلی سان فرانسیسکو قرار داد که زلزله به اندازه کافی قوی آن را تخریب کند و این تخریب باعث ایجاد یک جریان الکتریکی شود و تقریباً بلافاصله زنگ خطری را به صدا در آورد... این زنگ باید بسیار بزرگ با صدایی عجیب و غریب بوده، و همگان آن را به عنوان زنگ زلزله بشناسند. البته این زنگ نباید توسط چیزهای دیگر به صدا در بیاید. این زنگ باید خودکار بوده و به اپراتورهای تلگراف وابسته نباشد.» در آن زمان امکان عملی پیاده سازی عملی سامانه پیشنهادی توسط دکتر کوپر وجود نداشت.[۷] بیش از ۱۰۰ سال بعد، هیتون در سال ۱۹۸۵ شبکه کامپیوتری هشدار زمین‌لرزه‌ای را برای جنوب کالیفرنیا پیشنهاد کرد، اما این سامانه نیز در آن زمان پیاده سازی نشد.[۸]
- اولین سامانه آشکارساز زلزله
در پی ساخت اولین لرزه‌سنج حرکت قوی در ژاپن، اولین سامانه آشکارساز زمین‌لرزه در نیمه دوم دهه ۱۹۵۰ برای سیستم راه آهن این کشور پیاده سازی شد. زلزله ۷.۵ ریشتری نیگاتا باعث گسترش مناظره‌ها برای ساخت سیستم هشدار دهنده زلزله برای قطارهای در دست ساخت شینکانسن شد. با این حال زلزله ۶.۱ ماه آوریل سال ۱۹۶۵ و خسارات وارد به زیربناهای قطارهای شینکانسن بود که باعث تصمیم راه آهن ملی ژاپن به ساخت یک سیستم هشدار زلزله جدید شد. این سیستم هشدار زلزله با استفاده از لرزه‌سنج‌های معمولی زنگ خطر را به صدا در می‌آوردند و ثبت شکل موج می‌کردند ساخته شد. این لرزه‌سنج‌ها در امتداد خط شینکانسن هر ۲۰ - ۲۵ کیلومتر نصب شده و در صورتی که شتاب افقی حرکت زمین بیش از ۴۰ گالیله (سانتی متر بر مربع ثانیه) بود هشدار صادر می‌کرد. لرزش‌های کمتر از سطح آستانه ۴۰ گالیله به حساب زمین لرزه‌های کوچک و یا عبور قطار گذشته شده و گزارش نمی‌شد.[۷]
- پیاده سازی عملی ایده کوپر
در سال ۱۹۷۲ میلادی، محققان در ژاپن از طرح «سامانه زنگ خطر زلزله قوی ۱۰ ثانیه قبل» را پیشنهاد کردند که به تاره دکتر کوپر در سال ۱۸۶۸ شباهت داشت. با این حال کسی آن را تا این زمان عملی نکرده بود. محققان در سال ۱۹۸۲ موفق شدند اولین سامانه مبتنی بر «روش شناسایی جبهه» (بخش بعد را ببینید) را در قطارهای شینکانسن پیاده سازی کنند. این اولین نمونه پیاده سازی ایده دکتر کوپر بود. به دنبال آن در سال ۱۹۹۱ مکزیک نیز سامانه‌ای شبیه به این را پیاده سازی کرد.[۷]
- تولد UrEDAS، اولین سامانه هشدار زمین‌لرزه «امواج پی»
اولین سامانه هشدار زمین‌لرزه در جهان که از مفهوم امواج پی استفاده می‌کند UrEDAS (مخفف Urgent Earthquake Detection and Alarm System به معنی تشخیص فوری زلزله و سامانه هشدار ) می‌باشد که بصورت عملی در ژاپن مورد استفاده قرار گرفته‌است. نمونه آزمایشی این دستگاه در سال ۱۹۸۴ شروع به اندازه گیری امواج پی کرد. از سال ۱۹۸۸ نمونه‌های صنعتی آن در تونل سیکان و از سال ۱۹۹۰ در ۱۴ ایستگاه قطارهای شینکانسن مورد استفاده قرار گرفت. UrEDAS قادر است که سه ثانیه پس از دریافت امواج پی زنگ خطر را به صدا در بیاورد و اولین سامانه کنترل خودکار قطار است. از آنجایی که UrEDAS قادر به پردازش گام به گام شکل موج‌ها بدون ذخیره سازی آنها می‌باشد، و میزان پردازش چه زمانی که زلزله اتفاق بیافتد و چه نیفتد به یک میزان می‌باشد، در هنگام وقوع زلزله سامانه به علت بار اضافه دچار نقص فنی نمی‌شود.[۷]
- زلزله کوبه
پس از زلزله با بزرگای گشتاوری ۶.۸ کوبه سال ۱۹۹۵ میلادی که خسارات شدیدی به گسترده و شدید صدمه به پل‌ها و سازه‌های دیگر وارد کرد، باعث پیاده سازی سامانه هشدار زمین‌لرزه در ایستگاه‌های قطار بیشتری شد. در مصاحبه با قربانیان، آنها گفتند که چند ثانیه قبل از آمدن زلزله احساس کردند که دارد اتفاقی می‌افتد ولی نمیتوانستند درک کنند چه اتفاقی می‌افتد و اضطراب و ترس آنها را در بر گرفته بود. اما پس از اینکه فهمیدند زلزله‌است از آن حالت دلهره رهایی پیدا کردند. محققان به این نتیجه رسیدند که جهت مقابله با این احساس ترس میان مردم، هشدار مربوط به زلزله باید زودتر از سه ثانیه پس از رسیدن موج پی به مردم داده شود. با ادامه تحقیقات محققان ژاپنی موفق شدند دستگاهی بسازند که یک ثانیه پس از دریافت موج پی، زنگ خطر را به صدا در می‌آورد. به سامانه جدید Compact UrEDAS گفته می‌شود.[۷]
- اولین سامانه هشدار زمین‌لرزه برای عموم مردم
اولین سامانه هشدار زمین‌لرزه برای عموم مردم در سال ۱۹۹۵ در مکزیکو سیتی پیاده سازی شد. این سامانه جهت هشدار دادن به مردمان این شهر از لرزش‌های بزرگ مربوط به منطقه ساحلی اوکساکا که چند صد کیلومتر با این شهر فاصله دارد نصب شد. پس از آن سامانه‌های هشدار متعددی در نقاط مختلف دنیا نصب شد. در تایوان از سال ۱۹۹۵ زیربناهای سامانه هشدار زمین‌لرزه بنا نهاده شد. تجربه تایوانی‌ها این بود که در زلزله‌ای در ماه نوامبر سال ۱۹۸۶ با اندازه ۶.۸ ریشتر بیشترین خسارت نه در مرکز زلزله بلکه در ۱۲۰ کیلومتری مرکز زلزله اتفاق افتاد در منطقه شهری تایپه اتفاق افتاد. امواج زلزله این مسیر را در حدود ۳۰ ثانیه می‌پیمایند و سامانه هشدار زلزله می‌توانست بسیار مفید باشد.[۸] مرکز هواشناسی ژاپن در ماه فوریه سال ۲۰۰۴ آزمایش برنامه انتشار هشدار زودهنگام زلزله به منظور بررسی اثربخشی هشدار و امتحان کارآمدی سامانه را شروع کرد. در این آزمایش‌ها، به کاربران خاصی هشدار داده می‌شد.[۱] در ماه اوت سال ۲۰۰۶ ارائه محدود خدمات هشدار زلزله به مراکز دولتی محلی و سازمان‌های پژوهشی آغاز شد. توزیع کلی خدمات هشدار زود هنگام زلزله در ماه اکتبر سال ۲۰۰۷ آغاز شد. هشدار زود هنگام زلزله محدود به تلویزیون و رادیو و اینترنت نبوده بلکه شامل خطوط تلفن ثابت و تلفن همراه نیز می‌شود. از این رو انتظار می‌رود اطلاع رسانی عمومی به شکل گسترده‌ای انجام پذیرد. تلفن همراه به طور خاص برای دریافت هشدار زودهنگام در طول ۲۴ ساعت شبانه روز مناسب می‌باشد.[۹][۲]
- FREQL نسل جدید UrEDAS
FREQL نام نسل جدید UrEDAS می‌باشد. این سامانه‌ها میتواند میتوانند هشدار را یک ثانیه پس از رسیدن امواج پی صادر کرده، و همچنین در یک ثانیه ویژگی‌های زمین لرزه را نیز تخمین بزنند. این سامانه‌ها در سال ۲۰۰۵ در اداره آتش نشانی ژاپن پیاده سازی شد تا به آتش نشانان آمدن پس‌لرزه را هشدار بدهد؛ در تجربه‌ای قدیمی تر ماموران آتش نشانی از پس‌لرزه‌های زلزله آسیب دیده بودند و از آن میترسیدند. در سال ۲۰۰۷، این سامانه‌ها جایگزین سامانه‌های قدیمی تر UrEDAS در متروی توکیو شدند.[۷][۸]
نحوه عملکرد انواع جدید سامانه
اولین سامانه هشدار زمین‌لرزه در نیمه دوم دهه ۱۹۵۰ در ژاپن پیاده سازی شد، اما انواع جدید آن که از مفهوم «امواج پی» استفاده می‌کنند از دهه ۱۹۸۰ میلادی به بعد مورد استفاده قرار گرفتند.[۷] در هنگام وقوع زلزله، از مرکز زلزله دو موج با سرعت انتشار مختلف پخش می‌شود. امواج سریعتر (امواج پی) با سرعتی حدود ۷ کیلومتر بر ثانیه منتشر می‌شوند. این امواج به طور کلی آسیب کمی می‌رساند. امواج مخرب (موج اس) با سرعتی حدود ۴ کیلومتر بر ثانیه منتشر می‌شوند. بنابراین موج پی زودتر از موج اس قابل حس کردن است و اختلاف زمانی میان زمان حس کردن این دو موج حاوی اطلاعاتی در مورد موقعیت نسبی مرکز زلزله از محل حسگر دارد.[۹] امواج رادیویی با سرعت ۳۰۰،۰۰۰ کیلومتر بر ثانیه منتشر می‌شوند و این امکان اطلاع رسانی زلزله را فراهم می‌کند.[۷]
نحوه عملکرد این سامانه به دو گونه‌است: حسگری وقوع زلزله را در مرکز آن حس کرده و از آنجایی که سرعت حرکت سریعترین امواج زمینی زلزله (امواج اولیه، یا امواج P) از سرعت حرکت امواج رادیویی کمتر است، هشدار مربوط به وقوع زلزله را چندین ثانیه قبل از رسیدن امواج زلزله به محل اسکان مردم به آنها می‌رساند.[۱۰][۲] این روش سامانه شناسایی جبهه (Front-detection system) نامیده می‌شود و در صورتی که مشاهدات حسگر امکان تعیین پارامترهای زلزله و برآورد خطرناک بودن آن را بدهد، فرایند هشداردهی تسریع می‌شود.[۷] اما حتی اگر سامانه وقوع زلزله را در مرکز آن حس نکرده باشد، هنوز امکان دادن هشدار وجود دارد: سریعترین امواج زمینی زلزله طول موج کوتاه داشته و به طور کلی آسیب کمی می‌رسانند و حتی ممکن است توسط انسان احساس نشوند. چند ثانیه بعد - تعداد دقیق این ثانیه‌ها بستگی به فاصله کانون زمین لرزه با حسگر دارد - امواج مخرب با طول موج بلند (امواج ثانویه، یا امواج S) می‌رسند. سامانه هشدار زمین لرزه با استفاده از سامانه‌های لرزه نگار که قدرت تشخیص امواج اولیه را دارند پیش از رسیدن امواج مخرب وقوع آنها را هشدار می‌دهند. جهت بهبود دقت سامانه میتوان از شبکه‌های حسگر استفاده کرد.[۱۰][۲] این روش سامانه در محل (On-site system) نامیده می‌شود.[۷]
نحوه عملکرد سامانه‌های هشدار زمین‌لرزه که برای یک مکان خاص - و نه یک ناحیه بزرگ - استفاده می‌شوند میتواند ساده تر باشد. کافی است که موج پی در همان مکان را جهت ارسال هشدار مورد استفاده قرار داد بدون اینکه نیازی به ارسال اطلاعات به نقاط دور، تخمین محل مرکز زلزله و یا بزرگی آن باشد.[۸]
فواید هشدار و فعالیت‌های مفید در زمان هشدار
هشدار زلزله چند ثانیه قبل از وقوع آن میتواند در کاهش خسارات زلزله و کاهش تلفات بسیار مؤثر باشد.[۱۰] هشدار میتواند باعث افزایش حاشیه ایمنی سیستم‌های مهندسی با تنظیم دقیق مانند نیروگاه‌های هسته‌ای شده و اقدامات ایمنی خودکار میتواند باعث کاهش در معرض قرار گرفتن زیرساخت‌های حمل و نقل و کاهش آسیب بالقوه به تجهیزات صنعتی بشود؛ قطع خطوط گاز برای جلوگیری از آتش سوزی مفید است. بعلاوه اگر نقشه میزان شدت زلزله در مناطق مختلف سریعاً فراهم باشد تیم‌های اضطراری میتوانند در عرض چند دقیقه به جاهایی که به وجود آنها بیشتر نیاز است اعزام شوند. علاوه بر این، سامانه هشدار زمین‌لرزه میتواند باعث کاهش صدمه حوادث ثانویه‌ای که زلزله باعث وقوع آنها می‌شود، بشود.[۵] کارهای مفید دیگر مسیریابی دوباره جریان برق، قطع عملیات فرودگاه‌ها، هشدار به اتاق‌های عمل بیمارستان‌ها، شروع استفاده از ژنراتورهای اضطراری و بستن خطوط نفت می‌باشد.[۱۱]
سامانه‌های هشدار زمین‌لرزه به دو دسته تقسیم می‌شوند. آنهایی که برای یک ناحیه بزرگ استفاده می‌شوند، و آنهایی که برای یک مکان خاص استفاده می‌شوند. بسته به نوع سامانه فعالیت‌هایی که در زمان دریافت هشدار باید انجام داد تغییر می‌کند.[۱۲] این فعالیت‌ها را میتوان به دو دسته کلی قابل تقسیم کرد: کارهایی که به صورت خودکار قابل انجام است، و کارهایی که شهروندان باید انجام دهند.[۱۰] نمونه‌هایی از کارهایی که به صورت خودکار قابل انجام است به شرح زیر است: پایین آوردن سرعت قطارهای سریع السیر[۲]، خاموش کردن ماشین آلات سنگین و توقف آسانسورها، قطع خودکار جریان گاز و آب،[۱۰] و ذخیره سازی اطلاعات حیاتی رایانه‌ها جهت از دست نرفتن آنها.[۸] نمونه‌هایی از کارهایی که کارهایی که شهروندان باید انجام دهند به شرح زیر است: گرفتن پناه زیر میز، دور شدن از دیوارهای سنگی، خروج از آسانسور[۲] در صورتی که فرصت هست قطع جریان گاز و آب خانه؛ زیرا باز بودن گاز ممکن است باعث آتش سوزی شود و بسیار خطرناک است؛ باز بودن آب میتواند عملیات نجات را دشوار کند.[۱۰] همچنین هشدار چند ثانیه میتواند جان کارگران را در محل‌های ساخت و ساز نجات دهد زیرا برای مثال، کارگران به تیر آهن دست گرفته و یا جرثقیل‌ها را به جهت‌های امن تر حرکت داد.[۲]
در مواردی که ساختمان سازی غیراصولی انجام شده و همچنین ساختار گسل‌ها به وضوح شناخته شده و به اندازه کافی دور از ساختمان‌ها هستند، سامانه هشدار زمین‌لرزه ابزار کارآمدی میتواند باشد. اما اگر مرکز زلزله نزدیک باشد، هنوز هم میتوان خسارات را تا حدی از طریق کم کردن سرعت قطارها، تغییر چراغ‌های ترافیک به قرمز، بستن دریچه‌های نفت و گاز در خطوط لوله و شاهراه‌های اصلی، توقف اضطراری نیروگاه‌های هسته‌ای و هشدار به جمعیت ساکن در مناطق پایین سدهای بزرگ کاهش داد.[۵] بعلاوه حتی اگر مرکز زلزله نزدیک به یک شهر باشد، هنوز میتوان به شهرهای اعتراف هشدار داد و خسارات را در آنها کم کرد.[۱۳] از طرف دیگر در مورد شهروندانی که درون ساختمان‌ها هستند زلزله شناس هارو کاناموری با اشاره به زلزله ماه می ۲۰۰۸ میلادی در چین که هزاران کشته بر جا گذاشت می‌نویسد که حتی اگر سامانه هشداری در چین وجود داشت اثر آن به دلیل ساختمان سازی غیراصولی کُند می‌شد زیرا هشدار چند ثانیه زمانی که کل ساختمان فرو ریخته شود خیلی مفید نخواهد بود.[۲] بدلیل کافی نبودن زمان برای ترک ساختمان در بسیاری از موارد، برخی از محققان کاربرد اصلی سامانه هشدار زلزله را حفاظت از سیستم‌های حساس و کاهش تبعات زلزله می‌دانند.[۱۲] همچنین بدلیل جدید بودن این سامانه‌ها هنوز معلوم نیست که دقیقا این سامانه‌ها در زلزله‌های بسیار بزرگ و یا در زمین لرزه‌های در مسافت‌های کم (کمتر از ۳۰ کیلومتر با مرکز زمین لرزه) تا چه حد موفق خواهند بود. در اندک نمونه‌های فعالیت این سامانه، در ماه اکتبر سال ۲۰۰۴، زلزله‌ای ۶.۶ ریشتری توسط سامانه هشدار در ژاپن بصورت موفقیت آمیزی شناسایی شد، و پس از یک ثانیه باعث فعال شدن ترمزهای خودکار یک قطار سریع السیر که با سرعت ۲۰۰ کیلومتر در ساعت در حرکت بود، شد. قطار نهایتاً چند ثانیه بعد از خط خارج شد ولی این حادثه هیچ کشته‌ای بر جا نگذاشت.[۱۴]
علاوه بر اینها شرکت‌های ساختمانی در ژاپن در حال توسعه ساختمان‌های با سیستم‌های کنترل نیمه فعال هستند. این ساختمان‌ها میتوانند خواص مکانیکی خود را در چند ثانیه تغییر داده تا بهتر حرکت زمین را تحمل کنند. اجرای این «مهندسی چند ثانیه» نیاز به ارزیابی دقیق از نرخ زنگ خطرهای کاذب (false alarm) و زنگ خطرهای از دست رفته (missed alarm) دارد.[۵]
- احتیاط‌های هنگام استفاده از سامانه
لازم است که به شهروندان تعلیمات کافی در مورد نحوه واکنش هنگام شنیدن پیام هشدار داده شود. مهم است که شهروندانی که در مکان‌ها و یا ساختمان‌های شلوغ حضور دارند همگی به سمت در خروجی هجوم نیاورند.[۱۰]
بکارگیری سامانه
تمامی سامانه‌های هشدار زمین‌لرزه باید باید بگونه‌ای طراحی شوند که قدرت تشخیص سریع زمین لرزه را داشته و تمام مراحل مدیریت شان خودکار باشد (چرا که قضاوت انسان ممکن زمان‌بر و آمیخته به خطا باشد). بکارگیری سامانه همچنین نیازمند آموزش‌های عمومی معانی هشدارهای مختلف صادر شده توسط سامانه می‌باشد. همچنین مهم است که ماموران رسیدگی به زلزله آموزش کافی دیده و کتابچه‌های راهنمای مقابله با زلزله چاپ و پخش شود. نکته مهم دیگر این است که امکان هشدارهای اشتباه و خطا در محاسبات به رسمیت شناخته شود و سازمانی که وظیفه اطلاعات رسانی در این مورد را دارد بتواند ریسک کند و اعلام خطر کند. و البته بدیهی است که باید برای کاهش احتمال هشدار غلط تلاش کرد.[۷]
همچنین تحقیقات دانشگاهی بر روی ناحیه‌ای که سامانه هشدار در آن قرار داده می‌شود میتواند به کارآمدی آن کمک کند زیرا توزیع احتمالی تکان‌های زمین به موقعیت جغرافیایی وابسته‌است و این اطلاعات در تخمین موقعیت مرکز زلزله و شدت آن میتواند مفید باشد.[۱۳]
بکارگیری سامانه توسط کشورها
این تکنولوژی بسیار جدید بوده و هنوز در مرحله تحقیق و پژوهش قرار دارد. شکل‌های اولیه این تکنولوژی تنها در کشورهای مانند ژاپن، تایوان و مکزیک پیاده سازی شده‌است و هفت یا هشت کشور دیگر، و از جمله ایالات متحده آمریکا، هنوز در حال تحقیق بر روی آن هستند. این تکنولوژی در حال حاضر تنها تکنولوژی‌ای است که قابلیت پیشبینی زلزله در لحظاتی قبل از وقوع زلزله را دارد.[۲] دولت ایتالیا در مرحله توسعه و پیاده سازی سامانه هشدار برای مناطق جنوبی این کشور می‌باشد؛ جزئیات پیشرفت حاصل شده تا سال ۲۰۰۷ میلادی در این مقاله آورده شده‌است.[۱۵] سامانه‌های هشدار زمین‌لرزه رومانی و ترکیه در دست اقدام هستند.[۱۶] در ایالت کالیفرنیا در آمریکا کمیته‌ای در سال ۱۹۸۸ نصب سامانه‌های هشدار را از نظر منفعتشان در مقابل هزینه‌شان مقرون به صرف ندانست، اما گزارش شورای ملی تحقیقات ایالات متحده آمریکا و پیشرفت‌های سریع تکنولوژیکی این دیدگاه را بزودی تغییر داده و اطلاعات مربوط به زلزله تقریبا بصورت بیدرنگ فراهم شد.[۱۷] امروزه پژوهشگران آمریکایی نیز نمونه‌های آزمایشگاهی سامانه هشدار را ساخته‌اند.[۱۵]
علی‌رغم خطرات زمین‌لرزه احتمالی تهران دولت ایران این سامانه را در تهران قرار نداده است. مطالعات میدانی در سال ۲۰۰۷ میلادی نشان می‌دهد که خانواده‌های تهرانی مایل هستند که ماهیانه بطور متوسط حدود ۳۸ دلار جهت ایجاد چنین سامانه‌ای هزینه کنند.[۱۸] آخرین زمین لرزه برجسته در تهران مربوط به سال ۱۸۳۰ میلادی و به بزرگی ۷.۲ ریشتر بود.[۱۹]
به عنوان نمونه مشخصات سامانه ارسال هشدار بر روی تلفن همراه ژاپن به شرح زیر است:[۹]
- زمان و مکان توزیع: مرکز هواشناسی ژاپن کشور را به ۱۸۶ منطقه هشدار تقسیم کرده‌است. پیام هشدار به مناطقی فرستاده می‌شود که قدرت لرزش ۴ ریشتر و یا بیشتر تخمین زده می‌شود.[۹]
- به چه کسی و چه زمانی توزیع شود: کاربرانی که در منطقه هستند و تلفن همراه آنها قابلیت دریافت پیام هشدار را دارد باید آن را در اولین فرصت ممکن دریافت کنند زیرا ممکن است که حرکات زمین کمی قبل از زمان مشخص شده شروع شود در صورتی که کاربران به مرکز زلزله نزدیکتر باشند.[۹]
- محتویات پیام ارسالی: تا آنجا که ممکن است از متن‌های مشخص و یکسانی استفاده شود و پیام ارسالی بر تلفن‌های همراه با متن نمایش داده شده در تلویزیون یکسان باشد. متن پیش فرض به شرح زیر است: «هشدار زود هنگام زلزله ○ ○ ○: زلزله قوی در منطقه △ △ △ □ □ □».[۹]
پروتکل‌های مربوط به پیاده سازی این سامانه در این مقاله توضیح داده شده‌اند.
چالش‌ها و مشکلات عملی پیاده سازی
یکی از چالش‌ها اساسی در پیاده سازی سامانه هشدار زودهنگام زلزله توسعه الگوریتم‌های بیدرنگ برای تخمین سریع ویژگی‌های مرکز زمین لرزه و برآورد کردن قابلیت اعتماد این تخمین است. این مشکلات شامل تشخیص بیدرنگ زمان، مکان و شدت زلزله، نقشه برداری از گسل می‌باشد. همراه با توسعه الگوریتم‌های بیدرنگ مناسب، ضروری است که سامانه‌ای جهت پخش سریع اطلاعات مربوط به زلزله به عموم مردم، مدیران، احزاب مدنی، سیاسی، رسانه‌ای و علمی نیز فراهم شود. همچنین زلزله شناس مجازی که به صورت خودکار شروع به تحلیل، برآورد و کاهش عدم قطعیت داده‌های موجود می‌کند اهمیت ویژه‌ای برای برنامه ریزی اورژانسی دارد.[۵]
یکی دیگر از مهمترین مشکلات پیاده سازی سامانه‌های هشدار این است که نیاز به توزیع حسگرهای زیادی در یک منطقه جغرافیایی گسترده دارد.[۲] به عنوان مثال ژاپن از ۱۰۰۰ حسگر که در درون زمین قرار داده شده‌اند، استفاده می‌کند.[۱۰] هرچه تعداد حسگرها بیشتر باشد امکان محاسبه دقیق تر کانون زمین لرزه، قدرت آن، و صدور اخطار در صورت نیاز است. جهت غالب آمدن بر این مشکل برخی از محققان پیشنهاد بهره برداری از حسگرهای رایانه‌های لپ تاپ جهت تشخیص حضور موج پی را داده‌اند (درون لپ تاپ‌ها حسگرهای لرزش وجود دارد). در حالی که حسگرهای لپ تاپ بسیار حساس نیستد، اما استفاده از تعداد زیادی از آنها ممکن است اطلاعات با ارزشی را فراهم کند. اما این سؤال مطرح می‌شود که چگونه تعداد زیادی لپ تاپ را در یک شبکه به هم به صورت هماهنگ متصل کنیم. این موضوع در حال حاضر موضوع پژوهش محققان می‌باشد.[۲]
مشکلی که در پیاده سازی عملی این سامانه‌ها در ایالات متحده آمریکا وجود دارد این است که با اینکه گروهی از محققان در دانشگاه‌های ایالت کالیفرنیا سامانه‌ای را طراحی و آان را آزمایش کرده‌اند، اما دولت انگیزه کافی برای ایجاد مرکزی جهت هشدار دادن به مردم نداشته‌است زیرا زلزله‌ای بزرگ در سال‌های اخیر در آمریکا اتفاق نیفتاده‌است.[۲]
سامانه‌های هشداردهی مشابه
داده‌های آماری و گزارش‌های متعددی نشان می‌دهند که حیوانات بسیار زودتر از انسان‌ها میتوانند زلزله را تشخیص بدهند. یک دلیل آن ممکن است توانایی شنوایی آنها باشد که فرکانس‌های پایین تری را میتواند بشنود. در این میان فیل‌ها حتی فرکانس‌های ۵-۱۰ هرتز را می‌شنوند. بجز فیل‌ها گزارش‌هایی مبنی بر اینکه حیوانات دیگری مانند سگ، جوجه، زنبور، موش و مار نزدیک بودن زلزله را درک می‌کنند و رفتارهای عجیب از خود بروز می‌دهند وجود دارد. قدیمی‌ترین گزارش‌ها مربوط به سال ۳۷۳ قبل از میلاد است که بر اساس آن موش‌ها و مارها لانه‌های خود را پیش از وقوع یک زلزله در یونان ترک کردند. محققان آمریکایی در دههٔ ۱۹۷۰ تحقیقاتی در مورد اینکه رفتار حیوانات آیا میتواند به پیشبینی زلزله کمک کند انجام دادند. اما این تحقیقات هیچ مدرکی مبنی بر اینکه این حیوانات میتوانند زلزله را پیش بینی کنند به دست ندادند. محققان چینی و ژاپنی تحقیقات در این زمینه را ادامه دادند اما تا به امروز هنوز هیچ مدرک قانع کننده‌ای مبنی بر قابلیت حیوانات در پیشبینی زلزله پیدا نکرده‌اند. ممکن است که دلیل وجود این تعداد زیاد از گزارش‌ها این باشد که افراد این گزارش‌ها را پس از وقوع زلزله ذکر می‌کردند. حیوانات به دلائل زیادی میتوانند رفتارهای مضطربانه از خود نشان بدهند و شاید انسان‌ها تنها زمانی این رفتارهای عجیب را به‌خاطر می‌آورند که پس از آن زلزله‌ای رخ داده‌است. اما علی‌رغم نبود شواهد قوی، برخی از حیوانات قابلیت‌های حسی خارق العاده دارند، و ژوزف کیرسچوینک در مقاله‌ای استدلال کرده‌است که ممکن است تکامل به حیوانات قابلیت پیشبینی زلزله را داده باشد.[۱۰]
مطالعه بیشتر
- Gasparini, Paolo; Manfredi, Gaetano; Zschau, Jochen. Earthquake early warning systems. Springer، 2007، ISBN 3540722408.
- پروتکل‌های مربوط به پیاده سازی سامانه ارسال هشدار بر روی تلفن همراه در ژاپن.
پانویس
- ↑ ۱٫۰ ۱٫۱ Kamigaichi, Osamu (2004), Journal of Japan Association for Earthquake Engineering (به انگلیسی), vol. 3, p. 134-137
{{citation}}:|مقاله=ignored (help); External link in|مقاله=|title=(help) - ↑ ۲٫۰۰ ۲٫۰۱ ۲٫۰۲ ۲٫۰۳ ۲٫۰۴ ۲٫۰۵ ۲٫۰۶ ۲٫۰۷ ۲٫۰۸ ۲٫۰۹ ۲٫۱۰ ۲٫۱۱ ۲٫۱۲ David Talbot. A technology review published by Massachusetts Institute of Technology on 2008-05-14. Retrieved on 2008-06-29.
- ↑ ۳٫۰ ۳٫۱ Jill Dixon, Jane Howell. «Tsunami Early Warning System Would Have Saved Lives». American Society of Civil Engineers. دریافت‌شده در ۲۹ دسامبر ۲۰۱۰.
- ↑ ۴٫۰ ۴٫۱ Gasparini, Paolo; Manfredi, Gaetano; Zschau, Jochen (۲۰۰۷)، Earthquake early warning systems، Springer، ص. Ch٫ ۱۰, Seismic Early Warning Systems: Procedure for Automated Decision Making، شابک ISBN ۳۵۴۰۷۲۲۴۰۸ مقدار
|شابک=را بررسی کنید: invalid character (کمک) پیوند خارجی در|title=وجود دارد (کمک) - ↑ ۵٫۰ ۵٫۱ ۵٫۲ ۵٫۳ ۵٫۴ Gasparini, Paolo; Manfredi, Gaetano; Zschau, Jochen (۲۰۰۷)، Earthquake early warning systems، Springer، ص. Preface، شابک ISBN ۳۵۴۰۷۲۲۴۰۸ مقدار
|شابک=را بررسی کنید: invalid character (کمک) پیوند خارجی در|title=وجود دارد (کمک) - ↑ Selin, Helaine (۱۹۹۷)، Encyclopaedia of the history of science, technology, and medicine in non-western cultures، Springer، ص. ۱۰۵۲، شابک ISBN ۰۷۹۲۳۴۰۶۶۳ مقدار
|شابک=را بررسی کنید: invalid character (کمک) پیوند خارجی در|title=وجود دارد (کمک) - ↑ ۷٫۰۰ ۷٫۰۱ ۷٫۰۲ ۷٫۰۳ ۷٫۰۴ ۷٫۰۵ ۷٫۰۶ ۷٫۰۷ ۷٫۰۸ ۷٫۰۹ ۷٫۱۰ Gasparini, Paolo; Manfredi, Gaetano; Zschau, Jochen (۲۰۰۷)، Earthquake early warning systems، Springer، ص. Ch٫ ۱۳, UrEDAS, the Earthquake Warning System: Today and Tomorrow، شابک ISBN ۳۵۴۰۷۲۲۴۰۸ مقدار
|شابک=را بررسی کنید: invalid character (کمک) پیوند خارجی در|title=وجود دارد (کمک) - ↑ ۸٫۰ ۸٫۱ ۸٫۲ ۸٫۳ ۸٫۴ Gasparini, Paolo; Manfredi, Gaetano; Zschau, Jochen (۲۰۰۷)، Earthquake early warning systems، Springer، ص. Ch٫ ۱۴, State of the Art and Progress in the Earthquake Early Warning System in Taiwan، شابک ISBN ۳۵۴۰۷۲۲۴۰۸ مقدار
|شابک=را بررسی کنید: invalid character (کمک) پیوند خارجی در|title=وجود دارد (کمک) - ↑ ۹٫۰ ۹٫۱ ۹٫۲ ۹٫۳ ۹٫۴ ۹٫۵ Nakao, Masateru; Onogi,Masashi; Sugiyama,Karin; Hayashi, Takahiro; Sakuramoto, Hideyuki, NTT DoCoMo Technical Journal (به انگلیسی), vol. 4, p. 4-10
{{citation}}:|مقاله=ignored (help); External link in|مقاله=|title=(help)نگهداری یادکرد:نام‌های متعدد:فهرست نویسندگان (link) - ↑ ۱۰٫۰ ۱۰٫۱ ۱۰٫۲ ۱۰٫۳ ۱۰٫۴ ۱۰٫۵ ۱۰٫۶ ۱۰٫۷ ۱۰٫۸ Kirkland, Kyle (۲۰۱۰)، Earth Sciences: Notable Research and Discoveries، Facts on File، ص. ۱۷۱-۱۷۳، شابک ISBN ۰۸۱۶۰۷۴۴۲۹ مقدار
|شابک=را بررسی کنید: invalid character (کمک) پیوند خارجی در|title=وجود دارد (کمک) - ↑ Wenzel, Friedemann (۲۰۰۵)، Perspectives in modern seismology، Springer، ص. ۲، شابک ISBN ۳۵۴۰۲۳۷۱۲۷ مقدار
|شابک=را بررسی کنید: invalid character (کمک) پیوند خارجی در|title=وجود دارد (کمک) - ↑ ۱۲٫۰ ۱۲٫۱ Gasparini, Paolo; Manfredi, Gaetano; Zschau, Jochen (۲۰۰۷)، Earthquake early warning systems، Springer، ص. Ch٫ ۱۲, Earthquake Early Warning and Engineering Application Prospects، شابک ISBN ۳۵۴۰۷۲۲۴۰۸ مقدار
|شابک=را بررسی کنید: invalid character (کمک) پیوند خارجی در|title=وجود دارد (کمک) - ↑ ۱۳٫۰ ۱۳٫۱ Gasparini, Paolo; Manfredi, Gaetano; Zschau, Jochen (۲۰۰۷)، Earthquake early warning systems، Springer، ص. Ch٫ ۳, The ElarmS Earthquake Early Warning Methodology and Application across California، شابک ISBN ۳۵۴۰۷۲۲۴۰۸ مقدار
|شابک=را بررسی کنید: invalid character (کمک) پیوند خارجی در|title=وجود دارد (کمک) - ↑ Gasparini, Paolo; Manfredi, Gaetano; Zschau, Jochen (۲۰۰۷)، Earthquake early warning systems، Springer، ص. Ch٫ ۱, Real-time Earthquake Damage Mitigation Measures، شابک ISBN ۳۵۴۰۷۲۲۴۰۸ مقدار
|شابک=را بررسی کنید: invalid character (کمک) پیوند خارجی در|title=وجود دارد (کمک) - ↑ ۱۵٫۰ ۱۵٫۱ Gasparini, Paolo; Manfredi, Gaetano; Zschau, Jochen (۲۰۰۷)، Earthquake early warning systems، Springer، ص. Ch٫ ۴, Real-time Estimation of Earthquake Magnitude for Seismic Early Warning، شابک ISBN ۳۵۴۰۷۲۲۴۰۸ مقدار
|شابک=را بررسی کنید: invalid character (کمک) پیوند خارجی در|title=وجود دارد (کمک) - ↑ Gasparini, Paolo; Manfredi, Gaetano; Zschau, Jochen (۲۰۰۷)، Earthquake early warning systems، Springer، ص. Ch٫ ۵, A New Approach to Earthquake Early Warning، شابک ISBN ۳۵۴۰۷۲۲۴۰۸ مقدار
|شابک=را بررسی کنید: invalid character (کمک) پیوند خارجی در|title=وجود دارد (کمک) - ↑ Office Of Technology Assessment Washington Dc (۱۹۹۵)، Reducing earthquake losses، DIANE Publishing، ص. ۱۸۱-۱۸۲، شابک ISBN ۰۱۶۰۴۸۲۶۷۴ مقدار
|شابک=را بررسی کنید: invalid character (کمک) پیوند خارجی در|title=وجود دارد (کمک) - ↑ Asgarya, Ali;Levyb,Jason K.; Mehregand, Nader (2007), Journal of Environmental Hazards (به انگلیسی), vol. 7, p. 312-320
{{citation}}:|مقاله=ignored (help); External link in|مقاله=|title=(help)نگهداری یادکرد:نام‌های متعدد:فهرست نویسندگان (link) - ↑ Iranian Studies Group at MIT (به انگلیسی), Jan, 6,
{{citation}}:|مقاله=ignored (help); Check date values in:|تاریخ=و|سال=/|تاریخ=mismatch (help); External link in|مقاله=|title=(help)نگهداری CS1: نقطه‌گذاری اضافه (link)