Table of Contents

Введение: императив готовности к землетрясениям

Землетрясения являются одними из самых разрушительных природных опасностей, способных вызвать катастрофические человеческие и экономические потери за секунды. По данным Геологической службы США (USGS), десятки тысяч землетрясений происходят каждый год во всем мире, причем значительное число землетрясений наносит ущерб. Землетрясение на Гаити в 2010 году, например, унесло около 160 000 жизней, в то время как землетрясение на Гаити и цунами в Японии в 2011 году унесли более 19 000 жизней и более 360 миллиардов долларов экономических потерь (USGS, «Списки землетрясений, карты и статистика») Эти события подчеркивают, что только сырая сейсмическая величина не определяет исход бедствия; ключевой переменной является готовность. Страны, которые инвестируют в надежные стратегии смягчения последствий, последовательно спасают жизни и защищают инфраструктуру. В этой статье рассматривается, как страны во всем мире внедряют комплексные меры по обеспечению готовности к землетрясениям, от систем раннего предупреждения и устойчивого строительства до государственного образования и передачи финансовых рисков, чтобы уменьшить потери как людей, так и инфраструктуры.

Эффективная готовность к землетрясениям — это не одно действие, а многоуровневая система, которая объединяет науку, инженерию, политику и участие сообщества. Хотя ни одно место не может быть полностью защищено от землетрясений, опыт таких стран, как Япония, Чили, Новая Зеландия и Соединенные Штаты, демонстрирует, что устойчивые инвестиции в устойчивость резко снижают уязвимость. В следующих разделах рассматриваются основные компоненты национальных стратегий готовности к землетрясениям.

Системы раннего предупреждения: секунды, которые спасают жизни

Системы раннего предупреждения о землетрясениях (EEW) обнаруживают начальные, менее разрушительные Р-волны, которые движутся быстрее, чем повреждающие S-волны. Быстро анализируя сейсмические данные, эти системы выдают предупреждения за секунды до десятков секунд до того, как наступает сильное встряхивание - время, которое может быть использовано для остановки поездов, открытия дверей пожарной части, закрытия промышленного оборудования и позволяют людям падать, прикрывать и удерживать. Страны с активными системами EEW продемонстрировали значительное сокращение потерь и эксплуатационных сбоев.

Японская система JMA — глобальный ориентир

Японское метеорологическое агентство (JMA) управляет одной из самых передовых в мире систем EEW, запущенной в 2007 году. Она обрабатывает данные более чем 1000 сейсмических станций по всей стране и в течение нескольких секунд доставляет оповещения миллионам мобильных телефонов, систем общественного адреса и автоматизированной инфраструктуры. Во время землетрясения в Тохоку в 2011 году система предоставила до 15 секунд предупреждения жителям Токио, что позволило многим остановить поезда и обеспечить безопасность опасного оборудования (Японское метеорологическое агентство, «Система раннего предупреждения о землетрясении»). Японской системе приписывают спасение тысяч жизней и предотвращение обширного повреждения железных дорог.

ShakeAlert на западном побережье США

Система ShakeAlert под управлением USGS охватывает Калифорнию, Орегон и Вашингтон, предоставляя оповещения через программу Wireless Emergency Alerts (WEA) и сторонние приложения. После землетрясения магнитудой 6,5 около Ферндейла, Калифорния, в 2022 году ShakeAlert доставил предупреждения за 10 секунд до того, как встряхивание достигло близлежащих городов (USGS, «ShakeAlert — Система раннего предупреждения о землетрясении для западного побережья США»). Общественное принятие продолжает расти, и система интегрируется с транспортными и коммунальными сетями.

Мексиканский SASMEX и Центральная Америка

Мексиканская система Sistema de Alerta Sísmica Mexicano (SASMEX) охватывает столицу и несколько штатов, используя датчики вдоль тихоокеанского побережья для обнаружения землетрясений и трансляции предупреждений через специальные радиоприемники и сирены. Во время землетрясения в Пуэбле в 2017 году SASMEX предоставила около 20 секунд предупреждения Мехико, что позволило тысячам эвакуировать здания до того, как встряхивание усилилось (Centro de Instrumentación y Registro Sísmico, «SASMEX»).

Строительные кодексы и дизайн инфраструктуры

Строгие, научно обоснованные строительные нормы являются наиболее эффективными долгосрочными инвестициями в борьбу с ущербом от землетрясения. Современные кодексы включают оценки сейсмической опасности, условия почвы и стандарты структурной эффективности. Страны с самыми строгими кодексами показали резкое снижение темпов коллапса даже во время крупных землетрясений.

Чилийский дизайн «сильной колонны — слабого луча»

Чили переживает одни из самых сильных землетрясений на Земле, но его современные инженерные здания редко разрушаются. Сейсмический проектный код страны, NCh433, требует железобетонных конструкций, чтобы следовать философии «сильной колонны-слабого луча», гарантируя, что лучи уступают колоннам и предотвращая прогрессирующий коллапс. После землетрясения Mw 8.8 Мауля 2010 года, только несколько зданий разрушились, в основном те, которые были построены до современного кода (EERI, «Землетрясение Mw 8.8 Чили 27 февраля 2010 года»).

Японская технология изоляции и демпфирования

Япония лидирует в развертывании передовых технологий сейсмической защиты. Системы изоляции баз используют гибкие подшипники или ролики под зданиями, чтобы отделить их от движения земли, в то время как вязкие амортизаторы поглощают сейсмическую энергию. Многие японские больницы, центры обработки данных и высотные башни включают эти системы. Например, башня Скайтри в Токио использует центральную «синбаширу» (духовный столб) и нефтяные амортизаторы, чтобы выдерживать землетрясения магнитудой 7+ с минимальным ущербом (The Japan Times, «Как здания Японии выдерживают землетрясения»).

Пост-христианские реформы Новой Зеландии

После того, как землетрясение в Крайстчерче в 2011 году выявило слабые места в неукрепленной кладки и старых бетонных зданиях, Новая Зеландия пересмотрела свой Строительный кодекс. Новые правила требуют сейсмической оценки всех общественных зданий и обязательной модернизации школ и больниц в течение 15 лет. В восстановлении города также интегрирована конструкция на основе смещения, которая позволяет структурам подвергаться контролируемой деформации без разрушения (Министерство бизнеса, инноваций и занятости, «Сейсмическая устойчивость»).

Общественное образование и подготовка бурят

Как бы ни были продвинуты технологии или строги код, поведение человека во время землетрясения остается критическим фактором.Регулярные, широкомасштабные учения и образовательные кампании культивируют культуру готовности, которая уменьшает панику, травмы и смерть.

День предотвращения стихийных бедствий в Японии и общественные буровые работы

С 1960 года Япония отмечает 1 сентября как День предотвращения стихийных бедствий (Bōsai no Hi), в ознаменование Великого землетрясения Канто 1923 года. В этот день школы, предприятия и местные органы власти проводят учения, включая эвакуацию, подавление пожаров и оказание первой помощи. Более 90% японских начальных школ участвуют, внедряя спасительные привычки с раннего возраста (Кабинет, Япония, «Управление стихийными бедствиями в Японии»).

Великий сотрясение в США и за их пределами

С 2008 года буровая установка Great ShakeOut превратилась в глобальное мероприятие, в 2023 году в ней приняли участие более 50 млн. Организации, домохозяйства и школы одновременно практикуют «каплю, прикрытие и удержание». Буровая установка обеспечивает структурированный, повторяемый сценарий, который строит мышечную память и выявляет слабые места в планах действий в чрезвычайных ситуациях (ShakeOut.org, «О Великой выдержке»).

Общенациональные кампании по информированию Турции

После разрушительного землетрясения в Измите в 1999 году Турция начала широкомасштабные инициативы в области государственного образования, включая обязательную подготовку государственных служащих по вопросам землетрясений и ежегодные учения по эвакуации в школах. В стране также была создана учебная программа «Снижение сейсмического риска» для средних школ, в рамках которой дети учатся создавать семейные аварийные комплекты и выявлять безопасные места (AFAD, «Образование по стихийным бедствиям»).

Планирование и координация действий в чрезвычайных ситуациях

Даже при наличии отличной системы оповещения и надежной инфраструктуры землетрясения могут перегружать местные ресурсы.Эффективное планирование реагирования включает в себя предварительное размещение запасов, подготовку специализированных групп и установление четких протоколов связи для координации деятельности многих учреждений.

Городской поиск и спасение (USAR)

Страны с высоким сейсмическим риском поддерживают специальные команды USAR. Японские «Спасательные команды Агентства по управлению пожарами и стихийными бедствиями» оснащены тяжелым спасательным снаряжением, подслушивающими устройствами и собаками. Исследовательские и спасательные группы FEMA в городах США, наряду с международными группами, такими как INSARAG (Международная поисково-спасательная консультативная группа), поддерживают совместимые стандарты, что позволяет быстро развертывать через границы (INSARAG, «Руководящие принципы»).

Логистика и предпосылки поставок

Чили хранит запасы аварийных товаров (продовольствие, вода, медицинские комплекты, генераторы) на региональных складах вблизи активных зон разломов. После землетрясения в Иллапеле в 2015 году эти предварительно размещенные ресурсы позволили рельефу достичь пострадавших районов в течение нескольких часов, по сравнению с днями, которые могут потребоваться для централизованной логистики. Аналогичным образом, система Новой Зеландии «CDEM» (Управление чрезвычайными ситуациями в гражданской обороне) запасает тайники аварийных вод и укрытия материалов в городах высокого риска (Министерство гражданской обороны Новой Зеландии, «Национальный план CDEM»).

Увольнение в связи с коммуникациями

Землетрясения часто выбивают из строя вышки сотовой связи и интернет-волокно. Страны инвестируют в избыточные уровни связи: спутниковые телефоны, любительские радиосети (например, японский JARL) и выделенные стационарные линии для экстренных служб. Мексиканский SASMEX использует отдельную радиосеть, которая работает на резервной мощности, обеспечивая оповещения до сирен, даже когда сеть выходит из строя.

Планирование землепользования и сейсмическое зонирование

Сейсмическое картирование опасности и правила землепользования препятствуют строительству на активных линиях разломов, крутых склонах, подверженных оползням, и почвах, которые сжижаются во время тряски.

Калифорнийский закон Алквиста-Приоло

С 1972 года калифорнийский закон о зонировании землетрясений Alquist-Priolo запрещает строительство сооружений для людей, находящихся на активных разломах. Этот закон требует подробных геологических исследований, прежде чем разрешать какое-либо развитие в зонах известных разломов (Калифорнийская геологическая служба, «Программа Alquist-Priolo»).

Японские карты опасности сжижения

В 2011 году в результате землетрясения в Тохоку были повреждены тысячи домов в прибрежных рекультивированных землях. Япония в настоящее время публикует подробные карты опасности сжижения для всех крупных городов, и стоимость земли в зонах с высоким уровнем сжижения корректируется соответствующим образом. Местные органы власти требуют специальных процедур фундамента, таких как глубокие сваи или уплотнение почвы, для любого нового строительства в этих районах (Национальный институт управления земельными ресурсами и инфраструктурой, «Контрмеры по сжижению»).

Чилийские эвакуационные коридоры

Чили интегрирует риск цунами в планирование землепользования, обозначив маршруты эвакуации с синей линией и запретив постоянное проживание в непосредственной прибрежной зоне затопления. После цунами 2010 года многие прибрежные города перепроектировали уличные макеты и построили вертикальные эвакуационные сооружения — бетонные башни с платформами выше максимальных высот волн (SHOA, «Программа цунами»).

Международное сотрудничество и обмен знаниями

Глобальное сотрудничество ускоряет внедрение передовой практики и обеспечивает экспертный обзор национальных стратегий.

Модель глобального землетрясения (GEM)

Фонд GEM, базирующийся в Италии, разрабатывает модели сейсмической опасности и риска с открытым исходным кодом для каждого региона мира. Более 100 стран используют данные GEM для информирования строительных норм и расчетов страхования. После землетрясений в Непале в 2015 году модели GEM помогли международным агентствам определить приоритеты помощи (Global Earthquake Model, "About GEM").

Сендайская рамочная программа ЮНИСДР

Управление Организации Объединенных Наций по уменьшению опасности бедствий (УСБН) содействует Сендайской рамочной программе по снижению риска бедствий (2015–2030 гг.) Это глобальное соглашение обязывает подписавших его участников сократить прямые экономические потери от стихийных бедствий в процентах от ВВП, повысить оценку риска бедствий и расширить системы раннего предупреждения. Страны сообщают о своем прогрессе в рамках Сендайского рамочного мониторинга (СДРР, «Сендайская рамочная программа»).

Двусторонняя техническая помощь

Япония обеспечивает сейсмическую подготовку для многих развивающихся стран через такие институты, как Международный институт сейсмологии и инженерии землетрясений (IISEE). Аналогичным образом, Геологическая служба США сотрудничает с коллегами в Центральной Азии, на Ближнем Востоке и в Юго-Восточной Азии для установки современных сейсмических сетей и подготовки местных инженеров. Например, помощь USGS помогла Непалу построить функционирующую систему раннего предупреждения о землетрясениях к 2022 году.

Технологические инновации в сейсмической устойчивости

Новые технологии расширяют границы возможного как в прогнозировании, так и в защите.

ИИ и машинное обучение для прогнозирования

В то время как надежное прогнозирование землетрясений остается неуловимым, модели ИИ улучшают краткосрочное прогнозирование. Команды в Гарварде и Google обучают нейронные сети тысячам сигналов-предшественников, таких как изменения микросейсмичности, деформация земли, записанная GPS, и электромагнитные колебания, чтобы выдавать вероятностные прогнозы за несколько дней до конкретных сегментов разломов (Наука, «Машинное обучение прогнозированию землетрясений»).

Датчики Интернета вещей (IoT)

Дешевые акселерометры MEMS, развернутые в сетях «гражданской науки», обеспечивают данные о плотном движении земли. Чилийский экспериментальный центр «CENS» и Сейсмическая сеть USGS интегрировали тысячи датчиков сообщества, увеличивая плотность обнаружения в городских районах. Эти сети также могут автоматически запускать создание структурных систем мониторинга здоровья и отключения безопасности на промышленных предприятиях.

Самоцентрирующиеся структуры и умные материалы

Инженеры разрабатывают самоцентрирующиеся стальные рамы, которые возвращаются в водопровод после землетрясения с использованием постнатяжных кабелей. Эти «качающиеся рамы» были установлены в нескольких новых зданиях в Крайстчерче и Сан-Франциско, что позволяет структурам понести ограниченный ущерб, но избежать остаточного наклона, что делает их неэкономичными для ремонта (Natural Hazards Research Platform, «Self-Centering Structures»).

Финансовые механизмы устойчивости

Землетрясения накладывают ошеломляющие экономические издержки, но финансовая готовность может смягчить удар и ускорить восстановление.

Национальные пулы страхования от катастроф

Такие страны, как Турция, Новая Зеландия и Франция, используют схемы страхования от землетрясений, которые обеспечивают доступное покрытие землетрясений, одновременно распространяя риски по всему миру.Турецкий пул страхования от катастроф (TCIP) страхует более 11 миллионов домохозяйств, с премиями на основе зон сейсмического риска. После землетрясений в Кахраманмараше в 2023 году TCIP обработал более 600 000 претензий, выплатив миллиарды долларов в виде помощи и предотвратив полный финансовый крах для многих семей (TCIP, «Годовой отчет 2023»).

Облигации на катастрофу и облигации устойчивости

Правительства и многосторонние учреждения выпускают облигации, связанные с катастрофой (CAT), для передачи пикового риска землетрясений на рынки капитала. Облигации Всемирного банка «Пандемические и катастрофические облигации» включают в себя покрытие землетрясений в странах-членах. Кроме того, «облигации устойчивости» снижают премии за проекты, которые демонстрируют измеримое снижение риска, стимулируя упреждающее смягчение (Всемирный банк, «Облигации на катастрофу»).

Государственные резервные фонды

После землетрясения в Кумамото в 2016 году правительство использовало эти средства в течение 24 часов для развертывания Сил самообороны и строительства временного жилья. Аналогичным образом, Чили поддерживает «Фонд для стихийных бедствий», который ежегодно пополняется за счет специального налога (Министерство финансов, Чили, Фонд де Эмергенсия).

Вывод: построение устойчивого будущего

Готовность к землетрясениям — это не одноразовые инвестиции; это непрерывный цикл оценки рисков, смягчения последствий, реагирования и восстановления. Данные из таких стран, как Япония, Чили и Новая Зеландия, доказывают, что хорошо разработанные системы раннего предупреждения, строгие строительные нормы, государственные учения, планирование землепользования и финансовые инструменты резко сокращают потери людей и инфраструктуры. Тем не менее, многие регионы с высоким риском, особенно в Южной Азии, на Ближнем Востоке и в Центральной Америке, по-прежнему не имеют ресурсов или политической воли для комплексного осуществления этих мер.

Мировое сообщество должно ускорить передачу знаний и финансирование для обеспечения сейсмической устойчивости. По мере роста городского населения и сохранения стареющей инфраструктуры, стоимость бездействия будет только возрастать. Будь то с помощью моделей опасности с открытым исходным кодом, международных программ обучения или инновационных страховых рынков, каждая страна может предпринять конкретные шаги к готовности к землетрясениям. Секунды, полученные в результате раннего предупреждения, жизни, спасенные сильными зданиями, и экономическая стабильность, обеспечиваемая финансовой готовностью, все сводятся к миру, который изгибается, но не ломается, когда земля трясется.