Nationwide exposure modelling and scenario-based seismic risk assessment of school buildings in North Macedonia
本研究通过开发首个包含1,129栋校舍的全面清单，并利用该清单通过两种历史地震情景评估地震风险，旨在解决北马其顿缺乏全国性暴露模型的问题，从而为基于证据的加固规划和应急准备提供关键框架。
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地震不仅仅是地面震动；它们也在考验建立在其之上的社区的韧性。在灾害风险科学中，有三个要素决定了地震造成的破坏程度：震动的强度、处于路径中的人员和建筑数量，以及这些结构承受冲击的能力。虽然科学家们长期以来一直在绘制全球范围内的震动潜力图，但在许多地区，关于阻碍路径上的具体物体——特别是孩子们学习场所——的清单却往往是缺失的。如果不知道哪些学校建筑存在、它们是由什么建造的以及它们位于何处，就无法明确哪些建筑最容易发生倒塌，也无法为保护它们进行有效的规划。这一差距在北马其顿尤为关键，该国位于地震活跃带，学校不仅是教室，也是灾后家庭的重要避难所。
来自北马其顿和葡萄牙的研究人员现在通过创建该国学校建筑的首个完整全国地图填补了这一空白。他们收集了政府记录、土地登记和过往研究的信息，构建了一个包含1,129所中小学的数字化模型。这个模型不仅仅是列出地址；它根据建筑材料（例如是砖、混凝土还是石材制成）对每栋建筑进行分类，并注明了其年代和规模。通过将这种详细的清单与不同类型建筑对震动反应的计算机模拟相结合，团队能够估算出该国历史上两次重大地震可能造成的破坏和人类代价：即首都斯科普里发生的毁灭性的1963年地震，以及东南部强烈的1931年地震。
研究表明，北马其顿目前的学校建筑存量严重依赖于较旧的建造方法。大约70%的学校是由未经加固的砖石结构或缺乏现代柔韧性的混凝土框架建成的，这使得它们在强震面前显得尤为脆弱。当研究人员模拟重复1963年斯科普里地震时，结果显示，首都地区的近一半学校可能会免于受损，但很大一部分将遭受严重的结构性失效。模拟表明，受影响区域内约13%的学校可能会完全被毁，且最高风险集中在震动最剧烈的城市核心区。在这些建筑在教学时间被占用的一种情景下，模型显示可能有超过160人丧生，且绝大部分经济损失将落在市中心的初级学校身上。
第二个场景，即模拟重复1931年瓦兰多沃地震，描绘了另一幅景象。虽然建筑受损总数和整体经济损失低于斯科普里场景，但对农村社区的影响更为严重。在这种模拟中，偏远村庄的区域性学校比大型中心学校更容易被完全摧毁。这是因为许多农村建筑是较旧的单层结构，由石材或砖块建成且缺乏现代加固，并且通常离断层线更近。模拟表明，虽然潜在死亡人数会较低（约31人），但这些农村地区的物理基础设施损坏程度将不成比例地高，威胁到整个社区的教育连续性。
该研究的一个关键发现是，建筑的年龄和建造类型是生存能力的强力预测指标。在1964年之前（即该地区引入严格抗震设计规范之前）建造的建筑，最容易遭受灾难性破坏。相比之下，1981年后建造的、遵循更新工程标准的学校，表现出了更高的抗震能力。研究人员还指出，结果是基于未来事件的计算机模型，而非对过去的叙述。实际的1963年和1931年地震发生在夜间或假期，当时学校是空的，这就是为什么历史上的死亡人数并非由学校坍塌造成。本研究呈现的数字代表了如果类似的地震在学生和教师满员时发生，可能产生的人类代价。
这项工作为保护北马其顿的教育基础设施提供了第一个清晰的、数据驱动的基础。通过确定哪些自治市和哪些类型的建筑面临最大风险，该研究为决策者提供了路线图。它使地方当局能够优先考虑哪些学校需要紧急加固，并帮助应急规划者了解资源应集中在哪里。该模型不是一个静态列表，而是一个可以随新信息可用而更新的动态工具，确保该国的抗震安全方法能随着对其威胁理解的深入而演进。对于一个学校是社区核心和危机中避难所的国家来说，了解这些建筑的强度是确保它们在地面震动时依然屹立不倒的第一步。
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