地震預警的概念
地震預警是指在地震發生後,根據地震波傳播速度小於電磁波傳播速度的特點,利用電子信號搶在地震波傳播到之前,和地震波『賽跑』,來贏取提前預警的時間,向地震發生地提前幾秒乃至數十秒發出警報,讓人們迅速撤離。
原理簡單來說就如同打雷閃電,我們一般是先看見閃電,幾秒後聽見打雷。
其實,打雷和閃電是同時發生的,隻不過光速比聲速快而已。
『預警』與『預報』的區別
從上面的定義可以看出,地震預警不是通常所說的地震預報,二者的根本區別是:地震預報是對尚未發生、但有可能發生的地震事件先發出通告,而地震預警是破壞性地震已經發生,而對即將到來的災害搶先發出警告並緊急采取行動,從而防止或減少地震帶來的災害。
地震預警的原理
目前,實現地震預警有三種基本技術途經:一是利用地震波和電磁波傳播的速度差異;二是利用地震波本身在近處傳播時縱波《P波》與橫波《S波》傳播速度的差異;三是利用致災地震動強度閾值。
▲我們知道,電磁波的傳播速度是每秒30萬公裡,而地震波最快的傳播速度約是每秒6000多米,顯然地震波的傳播速度要慢得多。
當強震發生後,在震中附近的地震監測臺首先收到了地震波,這時立刻用電子信號向遠處地區發出報警,於是在地震波還沒有到達,遠處地區就知道發生了地震,可立即拉響警笛或采取切斷電源、關閉氣閥等措施,減輕人員傷亡和財產損失。
▲縱波與橫波都是地震波,為什麼要利用它們的傳播速度差異進行預警呢?
這是因為橫波造成的地震災害要比縱波大得多,而傳播速度又比縱波慢,從而可以利用它們之間的時間差發出警報信息。
但是,縱波與橫波傳播速度的差異較小,縱波約每秒6公裡,橫波約每秒3.3公裡,而且距離震中越近,時間差就越小,發出預警信息就更難。
▲如何利用致災地震動強度閾值來實現預警呢?
核電站通常采用這種方法,通過建立地震動監測系統,當地震動幅度超過給定的閾值時,監控器報警並采取緊急措施,安全停堆,從而防止核泄漏。
墨西哥、日本、羅馬尼亞等國家的一些重大工程,如水壩、核電站等都已建立了地震預警及處置系統。
總體來說,建立地震預警系統的地區有以下三個特點:一是地震發生頻繁。
如日本、臺灣、墨西哥和美國加州都位於太平洋地震帶上,地震活動比較頻繁;二是有較強的經濟實力。
地震預警系統對地震臺網有嚴格要求,而且需要與相關行業和部門合作開發,如電視臺、鐵道部門、工廠、醫院等等,都需要裝備相應的警報終端,才能發揮預警系統的功效,因此預警系統的部署成本很高;三是設防區域小,預警價值高。
日本、臺灣面積偏小,美國的地震預警系統主要在舊金山周邊區域。
而且,這些防禦區域經濟相對發達,高科技產業密集,人口密度也大。
地震預警的局限性
盡管地震預警為人類減輕地震災難帶來了一束曙光,但就地震預警的原理而言,又有其必然的缺陷,具體有以下兩點:一是受預警范圍和時間的限制。
預警系統的原理決定了其提供的應急時間是有限的,一般在10秒左右。
在這段時間內,我們可以停止高速列車、從電梯撤離、終止或保護關鍵儀器和設備、將人員撤離到安全地帶等,但也僅限於此,不能把預警的作用一味誇大。
越是接近震中,能提供預警的時間就越短,甚至預警與強地震波幾乎同時出現;離震中越遠,提供的預警時間越長,但意義也隨之削弱;二是遲報、不報或誤報。
目前,這種系統還處於發展階段,地震預警因為求『快』,對地震大小、震源等信息的判斷不一定完全準確,存在很多遲報或不報等情況。
但是,由於地震預測、預報尚處於科學探索階段,特別是短期與臨震預報的水平與社會需求仍相距甚遠。
相比之下,地震預警的時間雖短,但其準確率卻相對較高。
現在,地震預警系統大體上仍處於搖籃階段,但發展中的這種系統還是十分有效的。
例如,墨西哥城於1991年8月建立了向公眾發佈地震警報的地震預警系統。
1995年,格雷羅地區發生7.3級地震,地震預警系統在地震波到達墨西哥城前72秒發出地震警報,為地震緊急處置贏得寶貴時間,大大減少了墨西哥城的人員傷亡和經濟損失。
而日本則早在20世紀50年代,開始建立鐵路系統緊急地震監測和預警系統,是世界上最早建立實時地震預警系統的國家。
日本的國家地震預警系統也於2004年試運行,當年10月,日本新澙發生7.0級地震,地震預警系統即有效運行,從而減少了人員傷亡和財產損失。
中國是作為墨西哥、日本之後第三個具有公眾地震預警技術能力的國家。
中國於2010年開始地震預警系統的技術攻關,2011年建成福建省地震預警示范系統,2015年6月批準啟動《國家地震烈度速報與預警工程》,2018年6月批準項目初步設計方案,目前項目正在建設中。
計劃於2022年底完成全部工程建設和試運行。
傳統民居|四合院中的『風水』秩序
風水學是中國人的古老智慧,中國人幾千年來都生活在這樣一套由智慧所構成的空間秩序當中。
古老的風水學在人們建構家園時發揮了怎樣的指導作用呢?
本文將以中國民居——傳統四合院為例,淺析其中體現的風水秩序與地理要素的潛在聯系。
何謂中國人的『風水』?
什麼是風水?
『風水』在古代也被稱為『堪輿』或『地理』,因此說它是中國傳統地理學也不為過,主要研究天、地、人之間的和諧關系。
歷史上給風水最早下定義的為晉代的郭璞,在其名著《葬書》中這樣說道:『葬者,乘生氣也,氣乘風則散,界水則止,古人聚之使不散,行之使有止,故謂之風水』從中可以看出風水學認為最好的莫過於藏風、近水、聚氣。
風水觀念投射到空間上,體現在建築的選址與佈局上。
《古希臘地形圖及山頂城堡》
例如,古希臘面積狹小,島嶼密佈,巨大的山脈將半島分割成許多狹小的地貌單元,因而在建築上形成了以山頂城堡為中心的偏好,因為山頂有足夠平地建設城堡,這樣的空間偏好就造就了西方建築的顯著特點:『突出單體,發展高大建築物』。
《中國地形圖及院落示意圖》
中國雖然也是多山國家,但地域廣闊,盆地眾多,且大小盆地相互嵌套。
這樣的地理環境最終穩定了中國人以盆地結構為特征的空間偏好,而形成了以院落為單位,註重數量累積的建築特征。
《理想風水寶地模式圖》
中國人喜歡用『風水寶地』來描述最理想的居住模式。
依山面水,附臨平原,左右護山環抱,眼前朝山、案山拱揖相迎。
用風水的話說就是『左青龍,右白虎,前朱雀,後玄武』。
中國人這種理想的居住景觀模式的最大特點是:將家用山圍護起來。
也就是風水中的『藏風近水、負陰報陽,枕山伴水』 從我們的地理角度也有依據。
中國位於東亞大陸,國土絕大部分都受季風氣候的影響,這種三面環山,一面開口的環境格局有利於夏季海洋暖濕氣流直接進入,而北面較高的靠山則阻擋冬季亞歐大陸寒冷、幹燥氣流對『風水寶地』的肆虐。
中國人基於這樣的觀念世世代代將風水理念傳承並且在自己的家園建設中得到充分應用,其最終目的在於追求安身立命和構建和諧家園的需求,進而最終在整個社會營造起一個穩定的禮制秩序。
譚老師地理工作室綜合整理
【四合院中的風水秩序】
中國人特有的風水觀念使得我們在建築方面偏向於以院落為單位,註重數量累積的建築組群特征的房屋,而其中,最為典型的莫過於北京四合院,一磚一瓦、一草一木都極為考究。
那這種風水觀念又對四合院的營造法式以及居住在這裡的老北京人產生了怎樣的影響呢?
四合院建築為什麼講究坐北朝南?
從文化背景來講,這與《周易》思想密切相關。
『聖人南面而聽天下,向明而治』 由此形成了中國古代所特有的『面南文化』, 其實,這與中國所處的特定地理環境有關。
中國處在北半球中、低緯度,陽光大多數時間從南面照射過來,這就決定了人們采光的朝向。
此外,由於中國境內大部分地區冬季盛行幹燥寒冷的偏北風,夏季盛行溫暖濕潤東南風,從一個側面,影響了『坐北朝南』模式的形成,進而形成『面南』的意識。
而風水中的『面南而居』理論,就是這種受地理環境影響所形成的文化模式。
四合院,為何不是三合院?
風水術中推崇『天圓地方』的原則。
《周易·說卦傳》中提到『乾為天,為圓,為君為父』『坤為地,為母,為方』『圓』,象征天上之萬象變化不定;『方』,象征地上萬物各有定形。
在對宇宙結構的認識方面,中國古代最早出現的就是『天圓地方』說,既然地是方的,那在一個院子中,當然要在四面都建成房,這樣,中間自然形成一個院子。
而按照五行理論,土居中,所以,四合院中間為土地,且正中位於全院的中心。
所謂地『方』是說方形的地有四個邊、四個角,這就形成了整體的和諧。
四合院的院門為何開在東南角?
風水學認為建築物的門戶在溝通天地造化方面具有能夠『通氣』的神奇力量。
北京四合院建築較為敦實厚重,淡雅質樸。
以正房、廂房、倒座房為四正向,四角耳房及大門為四偏向,形成八卦方位,以此推定吉位。
通常在東南角,也就是巽位設大門,在風水學中占風位於此處開門是為了出入順利平安。
雖然是嚴格按照風水建造的,但是今天我們從客觀角度來看,它還是具有一定的科學性的:東南處為暖濕氣流風口,可以達到通風的目的,另外華北地區整體地勢西北高,東南低,院內排水由東南角門屋下排出至胡同,不影響居室。
大門靠東,也有紫氣東來的意味。
四合院的窗戶為何要向內開口?
中國人選宅都講究選擇太陽、流水以及空氣流動的所在,四合院所有窗戶都向內,外墻沒有開口,起防盜之用,有聚財之意。
中間的院子天晴『灑金』,下雨『流銀』,四面屋頂都朝中間院子傾斜,雨水全都流到中間,圖的是四水歸堂財不外流的吉利。
四合院為何要設置影壁?
影壁是四合院不可缺少的標志性建築,影壁可以蓋在院裡面,也可以蓋在院外面,但必須要遵循一個原則,正對院門,為的是達到風水中所說的『藏風聚氣』的目的。
《水龍經》一書中指出,『直來直去損人丁』,意思是說,四合院的設計,既要保持氣的流動,但又不能讓氣流直來直去,讓氣呈『S』型地繞著影壁而行,以減慢氣流的速度,使其不散。
四合院利用門後的影壁和四面圍合封閉式的結構阻止氣流的直來直去,達到風水中『藏風聚氣』的目的。
四合院佈局體現了哪些風水秩序?
古人研究風水,還有一個很重要的步驟——『查砂』。
『砂』指的是主山四周的小山、高地或隆起之處,它們和主山之間是一種主仆、上下和尊卑的關系。
風水格局以主體居中來劃分主次,確立核心,而其他山川建築則圍繞主體依次有序排開,形成了有主有次,均衡有序的秩序之美。
反映到傳統民居住宅的格局上,就是以合院式建築的典型格局為代表,以院落為中心,左右對稱,內外院嚴格有序的佈局形式。
《風水中的等級秩序示意圖》
四合院等級最高的房屋是內院正北方位的正房,是全宅地位和規模最大的建築物,也是宅中位置最優越最顯赫的房子。
它們供家中位置最顯赫的人來居住。
即老一代的老爺、太太居住。
東、西兩座房子是廂房,由晚輩居住。
在古代,大為尊,太陽從東方升起,又有東尊西卑的說法,所以老大住東邊,老二住西邊。
這也是風水學在特別重視血緣親情的中國所特有的尊卑之禮、長幼之序、男女有別、內外之分的體現。
自然地理條件孕育了中國人獨特的心理空間偏好,在這種心理范式的影響下,又形成了看似神秘的『風水』。
在家庭層面,風水地理不僅影響著和諧家園的建設,更加深了古人對家庭倫理秩序的追求。
我們常把風水看作封建迷信,但實際上風水是一門環境選擇的學問。
具體到建築,它涉及的是一座房屋需要如何尋找、遵從地理環境進行選址、建立和佈局等問題。
風水可以大到國運,城市,也可以小到居家,但說到底無論在哪個層面上看,風水都是需要涉及天與地與人三個維度。
隻有達到天地人合一,才能國運昌,家運通。