8月8日7.1级地震后,日本又发布了“巨大地震注意”警报

学术   2024-08-10 08:45   新加坡  


1

什么是“巨大地震注意”警报   

8月8日发生在日本的7.1级地震,到目前为止,0人死亡,14人受伤。倒塌房屋一栋,破坏2栋(图1),总体上看情况还行。 

图1 日本总务省消防厅统计的伤亡和损失情况
(最新版报告时间:8月9日14:00)

然而,这次地震发生后,日本上下却如临大敌,日本发布了“巨大地震注意”警报(图2),认为未来一周左右发生后期地震的可能性高于正常水平。据日本共同社报道,爱知、和歌山、高知、鹿儿岛4县19个市町村开设了90多处避难所。在设想可能受灾的地区,防备地震的工作全面展开。东海道新干线减速行驶,和歌山县白滨町关闭海水浴场。日本首相岸田文雄也取消了出访行程。

图2 日本气象厅、总务省消防厅等发布的“巨大地震注意”警报

地震预报是一个大难题,特别是短期和临震预报尤其困难,日本此次如此郑重其事的为一周内的大地震做准备,想来必是有什么特殊原因。于是我就查阅了一些相关资料。
学过地理的都知道,日本东南侧就是一大串海沟。这里地壳运动活跃,一直是大地震的发源地。历史上大约每隔88.2年就会在这附近发生一次超大地震,给日本造成重大灾难(图3)。

图3 日本南海附近断层及历史地震活动(资料来源:久田嘉章教授)

因此,日本对其南海地震风险一直高度重视,并有专门研究方案。成果也很丰硕(图4)。

图4 日本内阁府关于日本南海地震的网页

日本在2012年发布了第一版日本南海超大地震的损失估计,根据日本方面的研究,日本东海地区震毁或烧毁的建筑物数量:95.4万~238.2万栋,死亡8万~32.3万人。近畿地区震毁或烧毁的建筑物数量:95.1万~ 237.1万,死亡5万~27.5万人。四国地区震毁或烧毁的建筑物数量:94万~236.4万,死亡3.2万~22.6万人。九州地区震毁或烧毁的建筑物数量:96.5万~ 238.6万,死亡3.2万~22.9万人(图5)。 

图5 2012版日本南海超大地震损失预测结果

此后日本又对上述结果不断进行修订,比如这是2013年发布的日本南海超大地震损失预测结果(图6)。

图6 2013版日本南海超大地震损失预测结果

从以上分析可以看出,一旦真的发生日本南海超大地震,对日本的打击将非常巨大。所以为了做好准备,自2019年开始,日本制定了日本南海超大地震的一系列应对方案。基本原则就是,如果日本南海地震预定区域发生8级地震,则进入“巨大地震警戒”状态(图7中红色),如果发生7级地震,则进入“巨大地震注意”状态(图7中黄色)。因此,8月8日发生的7.1级地震,正好在日本南海超大地震发震区范围内,所以日本按既定方案发布了“巨大地震注意”通告(图2)。

图7 日本南海超大地震应对方案

根据上述流程,本次的“巨大地震注意”阶段将持续一周,应该再次确认地震日常准备情况(必要时自行实施避难)。当然,如果是更严重的“巨大地震警戒”状态,还要疏散特殊人员,其他人员也要做好疏散准备(图8)。 

图8 不同等级地震应对方案下的行动内容

日本在日本南海地震问题上进行了大量的研究,提供了大量的资料,很多数据如地震动数据等都可以免费下载。 

图9 日方关于日本南海地震的数据资料

2

日本南海超大地震对中国典型结构的破坏力

根据日本方面发布的资料,我们对RED-ACT中典型建筑和桥梁也做了震损分析,发现日本南海超大地震的破坏力,特别是对中长周期结构的破坏力,还是很强的。

(1) 对典型多层框架结构破坏作用

模型1:三层框架结构(感谢中国建筑设计研究院王奇教授级高工提供模型)

       将典型台站记录输入立面布置如图10所示的6度、7度和8度设防的典型三层钢筋混凝土框架结构,得到其层间位移角包络如图10所示。

图10 典型三层钢筋混凝土框架结构


(2) 对典型砌体结构破坏作用

模型1:单层未设防砌体结构

       选取图11所示纪晓东教授等开展的单层未设防砌体结构振动台试验模型,输入典型台站记录,分析结果表明该结构将处于毁坏状态。(纪晓东等,北京市既有农村住宅砖木结构加固前后振动台试验研究,建筑结构学报,2012,11,53-61.)

图11 单层三开间农村住宅砖木结构振动台试验


模型2:五层简易砌体结构

       选取图12所示朱伯龙教授等开展的五层简易砌体结构足尺试验模型,输入典型台站记录,分析结果表明该结构将处于严重破坏状态。(朱伯龙等,上海五层砌块试验楼抗震能力分析,同济大学学报,1981,4,7-14.)

图12 五层简易砌体结构布置


(3) 对典型桥梁破坏作用

模型1:某80年代公路桥梁(感谢福州大学谷音教授提供模型)

       选取图13所示某80年代公路桥梁模型,输入典型台站记录,分析结果表明该结构将处于毁坏状态。

图13 某80年代公路桥梁模型


模型2:某特大桥引桥(感谢福州大学谷音教授提供模型)

       选取图14所示某特大桥引桥模型,输入典型台站记录,分析结果表明该结构将处于毁坏状态。

图14 某特大桥引桥模型


3

结论    

日本由于地震等灾害频发,其防灾工作也一直受到高度重视,这次日本南海地震“巨大地震注意”警报,有以下两点值得我们关注:
1. 地震临震预报一直是一个难题。报的准不准,预报结果发布不发布,都是很难办的。这次日本首次正式发布“巨大地震注意”警报,其带来的正面和负面作用,都值得大家持续关注。比如,据日本共同社报道,很多游客都取消了盂兰盆节的旅游计划,对旅游经济造成了冲击。
2. 日本在地震情景构建方面工作做得还是很深入的,而且透明度也很好,本文中所有资料都可以在相关网站上自由浏览和下载,这无论对专业人员还是普通民众,其实都是非常有价值的。
注:我不懂日语,文中日文资料都是用计算机帮助翻译的,理解不对的地方请各位专家批评指正!并感谢日本东京大学苏迪老师提供的帮助。

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    陆新征课题组
    清华大学土木工程系陆新征教授课题组。主要开展土木工程AI、抗震防灾等方面的研究。近期研究成果网站ai-structure.com
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