客觀日本

日本的災害及其對策(23) -地面震動(6)-

2022年03月22日 抗災防災

1. 福島又地面震動了

3月16日深夜,福島海域發生了M7.3級的地面震動,最大震度6強出現在宮城和福島縣的5個市町村。地面震動動波及到日本全國(圖1)。地面震動發生1個多小時後,在宮城縣石卷港觀測到了0.3m的海嘯(資料來源:氣象廳)。

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圖1 福島縣海域地面震動的各地面震動度(M7.3, 2022.03.16 23:36)

這次地面震動震央在11年前311大地面震動震央的南南西108km處,震源深度57km是311大地面震動(24km)的2.4倍,釋放的能量是311大地面震動的1/355,震度也低了一個級別,算是一個小號的311大地面震動吧(圖2)。

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圖2 地震規模與釋放能量的比較(資料來源:氣象廳)

去年2月13日深夜,在這次地面震動震央正北僅3km處也發生過一次地面震動,地震規模、震度與深度與這次地面震動一模一樣,而去年的這次地面震動被認爲是311大地面震動的餘震。

2. 這次地面震動造成的損害

截至17日中午,這次地面震動造成4人死亡、100多人受傷;近4000人避難;9起火災;東北5.4萬戶、關東209萬戶停電;部分地區停水停風煤氣;一列新幹線脫軌但無人受傷;仙台城的城牆崩坍等有效能損失;震度6強的地區有部分建築受到輕度傷害;通訊和道路交通正常(資訊來源:NHK)。

3. 福島核電出了點兒狀況

地面震動發生時,福島第1核能電廠5號機組廠房有5處火災警報警報,後查明是誤報;福島第2核能電廠乏燃料池的冷卻泵曾一時停止,後回復正常(資訊來源:每日新聞)。

4. 災害的大小取決於最短的那塊短板

從突發災害的終極因數和機制看,災害有效能損失的大小取決於對策中最薄弱的那個環節。任何一個環節考慮不周都有可能給人類帶來巨大有效能損失與傷痛,也就是木桶理論中的那塊最短的短板。

請看下面兩個的例子。

例1,311大地面震動的核事故。

地面震動發生後,福島第一核能電廠因海嘯淹沒發電機組而失去内部電流源,導致冷卻系統停轉、爐内溫度急劇升高。得知情況後東電和自衛隊馬上派出70臺外部電源車奔赴事故現場。本以爲能解決問題,誰知到了現場卻因電源車電纜與配電盤對接後浸漬在海水中而發生故障致使外部供電失敗,後來2號機組氫氣爆炸又弄壞了外部電源車的電纜,結果外部電源車沒有排上用場。只能眼睜睜地看着幾個機組先後出現爐内融堆、氫氣爆炸和放射性污染物的大面積擴散。

例2,這次地面震動停電時的故事。

住在都内高樓20幾層的一位朋友,準備的防災應急物資一應俱全。其中有一臺手搖發電機以備停電時可以給手機充電。結果地面震動停電後,才發覺這臺手搖發電機根本就發不了電,而手機卻又偏偏沒電了。幸虧是一時停電。這位朋友自然也被嚇得不輕。

5. 地面震動發生時人們的反應比11年前更加理性和從容

比照311大地面震動,日本國民和在日外國人對大地面震動的反應成熟了許多。微信、LINE、Facebook、抖音等資訊互動,改善了人與地面震動的響應機制,人們對應地面震動也更加理性和從容。

分享一些朋友的互動細節如下。

地面震動後10分鐘内,有近50位朋友在微信羣和朋友圈裏交流了這次地面震動資訊,互問安好和對這次地面震動的感受。絕大多數人都能夠準確地傳遞這次地面震動要素(震央的地震規模、深度和自家附近震度、自我感覺等)的資訊,並都能準確地描述地面震動時所發生的各種現象。抄錄幾位朋友資訊如下。

友1 :「東京震度是4,可我的感覺5,剛才搖晃到我暈眩眼花……。」

友2 : 「應該還是11年前大地面震動的餘震吧?家裏碗櫃裏的玻璃杯給震碎了!」

友3 :「幾個手機一起預警的聲音比地面震動本身還讓人害怕。」

友4 :「受驚了吧?我家停電了,魚缸也碰壞了。」

友5 :「感受了一波來日本後最大的一次地面震動。吊燈在盪鞦韆,感覺櫃子黑板和電腦都要搖晃倒了……。」

友6 :「第一波也不是縱波,我想震央應該比較遠,震感也不大。看手機防災app都沒資訊,以爲是小震。沒想到第一波剛搖晃完,第二波就來了,這次搖晃半徑很大,持續時間較長,很詭異。我開啟電視時,手機的地面震動快警報報聲也響了。纖薄的電視機抖得厲害,吊燈大幅搖晃。走廊儲物櫃門碗櫃門都被搖晃開了。」

6. 地面震動知識——長週期地面震動動

氣象廳把週期在1.6秒-7.8秒的地面震動動定義爲「長週期地面震動動」,從低到高分爲4個階級(圖3)。

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圖3長週期地面震動動的階級區分(摘自:氣象廳HP)

地面震動的地震規模越大,發生長週期地面震動動的可能性也越大。如果我們感覺到地面震動就像乘船那樣起伏,且搖晃時間很長,就可能是碰上了長週期地面震動動的地面震動了。

這次和去年的福島海域地面震動,還有311大地面震動都屬於長週期地面震動動的地面震動。

建築物結構形狀不同其固有周期也不同,如果地震波週期與建築物固有周期恰好趨於一致時就會產生共振,建築物就會發生劇烈晃動。

高層建築的固有周期比低層建築要長,與長週期地面震動動易發生共振。所以發生長週期地面震動動時高層建築比底層建築晃動的半徑更大,時間更長。劇烈的晃動會導致家俱傾倒或行程,電梯也可能會發生故障。

圖4描述了我們對4個階級長週期地面震動動地面震動發生時的體感,室内物品晃動與傾倒狀態。各位可以對比回憶歷次地面震動時感到和看到室内物品的狀態。

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圖4 長週期地面震動動地面震動發生時的體感和室内物品行程傾倒狀況(摘自:氣象廳HP)

7. 如何因應地面震動等突發災害?

有關地面震動對策(發生前的準備,發生時的因應和發生後的行動等)、請參照以下文章和網頁。
1)《日本的災害及其對策(5)、(13)、 -地面震動(3)、(4)》。
2)《東京防災手冊

文/李鷗 (日中防災環保研究會 副會長)
編輯修改 JST客觀日本編輯部