當(dāng)代防震減災(zāi)科普設(shè)施

□楊家英

中國是世界地震災(zāi)害最嚴(yán)重的國家之一。根據(jù)中華人民共和國應(yīng)急管理部的統(tǒng)計(jì)，2021年，我國大陸地區(qū)共發(fā)生5級以上地震20次，主要集中在新疆、西藏、青海、云南、四川等西部地區(qū)。全年地震災(zāi)害共造成14?。▍^(qū)、市）58.5萬人受災(zāi)，9人死亡，6.4萬間房屋倒塌和嚴(yán)重?fù)p壞，直接經(jīng)濟(jì)損失106.5億元。為了更好地實(shí)現(xiàn)防震減災(zāi)，增強(qiáng)公眾對地震的認(rèn)識，全國建設(shè)了多種以防震減災(zāi)為主題的科普場館、近150家國家級防震減災(zāi)科普基地以及防震減災(zāi)科普展廳等，其中很多都具有公益屬性，是公眾增長見識，度過空閑時光的好去處。在防震減災(zāi)科普基地或場館里，防震減災(zāi)科普設(shè)施是傳播防震減災(zāi)相關(guān)知識的重要載體，他們以不同的形式發(fā)揮著普及知識的功能，直接與公眾“對話”。

隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，科普設(shè)施也不斷更新?lián)Q代，科普形式也開始不斷創(chuàng)新，從原來單一的展板逐步發(fā)展為融合高科技的互動設(shè)施。想要獲取更好地參觀體驗(yàn)，不妨提前了解一下當(dāng)代防震減災(zāi)科普設(shè)施！

自1930年中國開始自建地震臺起，近百年的監(jiān)測，地震儀發(fā)揮著重要作用，科學(xué)家通過地震儀獲取的地震波數(shù)據(jù)，可以計(jì)算出地震的發(fā)震地點(diǎn)、震級、發(fā)震時間等信息。因此在很多較為專業(yè)的展廳中會陳列老式地震儀，這些地震儀分為兩個水平方向和一個垂直方向，通常三個分向組合在一起使用，老式的儀器通常很大，現(xiàn)在的儀器越來越小巧，地震儀的三分向都可以集成在一個小小的儀器里了，就像電腦一樣。地震儀收到信號之后還需要記錄器，把信號呈現(xiàn)出來，記錄器也從以前的煙熏記錄、滾筒記錄發(fā)展到現(xiàn)在的數(shù)字記錄。這些接收過地震數(shù)據(jù)同時記錄歷史的地震儀成了很多場館的鎮(zhèn)館之寶，例如鷲峰地震臺的伽利津-衛(wèi)利蒲地震儀、南京地震科學(xué)館的大型維歇爾地震儀等。除了地震儀，其他地震監(jiān)測儀器也是很多具有地震臺背景的科普基地開發(fā)的科普設(shè)施，涉及范圍較為廣泛，包含重力、地磁、形變等內(nèi)容，展出的儀器有地下流體觀測儀、電磁波觀測儀等等，有些也成為了鎮(zhèn)館之寶，例如上海地震科普館（佘山地震基準(zhǔn)臺）保存有國內(nèi)歷史最悠久、品類最全的地震地磁觀測儀器。這些地震監(jiān)測儀器成為了獨(dú)具特色、不可替代的科普設(shè)施，將科研設(shè)施開發(fā)成科普設(shè)施也成為了一種直觀、流行的科普表現(xiàn)形式，例如一些場館利用儀器開發(fā)互動活動，讓觀眾通過跺腳等方式制造一個“地震”，通過強(qiáng)震儀獲取數(shù)據(jù)，大屏幕顯示觀眾自己產(chǎn)生的“地震波”，這種互動拉近了觀眾與儀器的距離。

我們生活的地球每天都在發(fā)生地震，平均每年約有500萬次，其中有5萬次人們可以感覺到。地震到來的時候，人們會感覺到不同程度地晃動，樓層越高晃動越明顯，有些人還會伴隨頭暈等癥狀。為了讓公眾對地震有更直觀的認(rèn)識，很多科普場館設(shè)置了體驗(yàn)地震的地震模擬臺，例如地震小屋、地震臺等等。這些設(shè)施可以在一定程度上模擬地震晃動情況，有些還會設(shè)置天花板墜落、電視突然沒有信號等情景，增強(qiáng)體驗(yàn)感。公眾在體驗(yàn)的同時，有些講解還會提到一些地震避險(xiǎn)技巧，目前國際公認(rèn)的避險(xiǎn)方法是“伏地、遮擋、手抓牢”，這種避險(xiǎn)方式主要基于地震震級越大發(fā)生頻率越低的特點(diǎn)，用于躲避一般地震。如果建筑滿足抗震設(shè)防要求，一般的地震不會房倒屋塌，但會使家具等裝飾品發(fā)生移位、傾倒，如果找到遮擋就可以減少這種因?yàn)檠b飾品等的墜落造成的傷害。

搭建抗震建筑

建筑結(jié)構(gòu)抗震演示裝置

513式地震儀

地震與建筑科學(xué)教育館

如果說地震模擬臺可以讓公眾對地震的晃動印象深刻，那么VR技術(shù)則是從視覺出發(fā)吸引公眾。近幾年VR的興起，帶來了很多全新感受，很多場館在建設(shè)過程中不斷融合VR技術(shù)，嵌入場景和內(nèi)容，營造身臨其境的氛圍。常見的融合形式例如4D影院，配合以地震為內(nèi)容的影片，虛擬成像的立體感，再利用椅子的晃動以及聲光電多種物理模擬方式增強(qiáng)公眾體驗(yàn)地震的真實(shí)感。通常這種模擬不只是地震，還會涉及因?yàn)榈卣鸬陌l(fā)生帶來的次生災(zāi)害，比如滑坡、火災(zāi)、電力等生命線受到破壞等等，強(qiáng)大的畫面感不僅讓觀眾感受到災(zāi)害的破壞力，還會體會到災(zāi)區(qū)人們面對地震的恐慌、不放棄和在救援中獲得新生，讓觀眾更加珍愛生命。4D影院除了在技術(shù)上保質(zhì)保量外，內(nèi)容仍然需要不斷創(chuàng)新，來適應(yīng)科學(xué)素養(yǎng)不斷提高的觀眾需求。

地震級數(shù)

球幕投影

抗震建筑在防震減災(zāi)中起到很大作用，是人民生命財(cái)產(chǎn)安全的保障，也是科普過程中的重要內(nèi)容。隨著時代的發(fā)展，互動性成為當(dāng)代防震減災(zāi)科普場館的一種顯著特征，于是衍生出搭建抗震建筑等動手活動，場館利用積木等材料模擬建筑材料，配合小型晃動臺模擬地震晃動，檢驗(yàn)積木搭建的建筑的抗震能力，公眾可以動手完成搭建和檢驗(yàn)。大部分搭建積木的互動活動是利用房子抗震原理，小鐵棍模擬鋼筋，積木模擬磚塊，還有些設(shè)置圈梁，結(jié)構(gòu)比較簡單，容易上手，公眾對相關(guān)知識有所了解的話，體驗(yàn)效果會更好。一些場館會介紹幾種典型的抗震建筑，典型的古建筑如應(yīng)縣木塔，利用斗拱、榫卯等結(jié)構(gòu)減少地震晃動對木塔造成的損害；現(xiàn)代建筑如北京的中國尊，利用核心筒和外框筒兩層大型鋼結(jié)構(gòu)加持，提高抗震強(qiáng)度；大興國際機(jī)場利用的是減隔震技術(shù)，通過橡膠和鋼板相互組合構(gòu)成防震墊實(shí)現(xiàn)隔震，成為世界上最大的層間減隔震單體建筑。

隨著投影技術(shù)的發(fā)展，球型投影的出現(xiàn)也給防震減災(zāi)科普帶來新的驚喜，這種投影技術(shù)可以更好地模擬地球，就像一個多功能地球儀。最直觀的展示例如歷史地震，可以清楚地看到地震的分布、大小等信息。有些場館利用球型投影展示與地震成因相關(guān)的內(nèi)容，包括板塊構(gòu)造、地震斷裂帶等知識點(diǎn)，這也是防震減災(zāi)科普的重點(diǎn)內(nèi)容之一。球型投影的好處是可以利用軟件不斷變換知識點(diǎn)來實(shí)現(xiàn)知識點(diǎn)的銜接，例如地球板塊可以分為美洲板塊、非洲板塊、亞歐板塊、印度洋板塊、太平洋板塊和南極洲板塊；地球上的地震活動帶可以分為環(huán)太平洋地震活動帶、歐亞地震活動帶、海嶺地震活動帶及大陸裂谷地震活動帶，利用球型投影，就可以將兩部分內(nèi)容進(jìn)行銜接講述。一些場館也利用該技術(shù)聯(lián)合相關(guān)專家不斷開發(fā)課程，逐步實(shí)現(xiàn)更系統(tǒng)、更專業(yè)、更有趣地傳播知識。

地震與建筑科學(xué)教育館

除了以上幾種設(shè)施，防震減災(zāi)科普設(shè)施還有很多種，它們或與專業(yè)結(jié)合或與科技結(jié)合或與歷史結(jié)合……以不同的面貌向公眾普及防震減災(zāi)知識，助力防震減災(zāi)事業(yè)，例如地震斷裂帶展示系統(tǒng)、傾斜小屋、地震機(jī)器人、虛擬逃生系統(tǒng)等等。這些防震減災(zāi)科普設(shè)施在形式上具有互動性和專業(yè)性的特點(diǎn)，融合一些專業(yè)知識，寓教于樂；內(nèi)容上主要圍繞地震展開，針對什么是地震，有什么特點(diǎn)，怎樣應(yīng)對這幾個問題，設(shè)計(jì)知識點(diǎn)。了解地震不僅是了解地震本身，還可以更好地了解地球科學(xué)，更好地了解我們生活的藍(lán)色星球。

在全國的科普場館里，防震減災(zāi)科普場館還屬于數(shù)量占比較小的場館，但是近幾年也逐漸發(fā)展起來，整體的數(shù)量和質(zhì)量得到一定的提升。以北京為例，北京擁有8家國家級防震減災(zāi)科普基地（如北京市地震與建筑科學(xué)教育館），同時還有與地震相關(guān)的全國中小學(xué)生研學(xué)實(shí)踐教育基地（如北京國家地球觀象臺），應(yīng)急類的綜合科普場館防震減災(zāi)科普展廳（如朝陽區(qū)公共安全館），科技館系統(tǒng)的防震減災(zāi)科普設(shè)施或者課程（如北京科學(xué)中心）等等，整體上資源豐富、形式多樣、公益性質(zhì)占比高。在雙減的背景下，學(xué)生釋放了很多時間，很多家長在探尋讓孩子拓寬視野的地方，那么到這些公益場館體驗(yàn)一下防震減災(zāi)科普設(shè)施無疑也是很好的選擇。