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2019年6月17日22时(shi)55分在四(si)川省宜宾(bin)市长宁县（北(bei)纬28.39度，东经104.94度）发(fa)(fa)生(sheng)6.0级地震，23时(shi)36分在宜宾(bin)市珙县（北(bei)纬28.43度，东经104.77度）发(fa)(fa)生(sheng)5.1级地震。据央视(shi)报道(dao)，在长宁6.0地震发(fa)(fa)生(sheng)后，成都城区提前发(fa)(fa)出(chu)了(le)地震预警。

　　图1 长宁6.0地震预(yu)警（图片源于网(wang)络）

　　我们急切想知(zhi)道(dao)：什么是地震预(yu)警？地震预(yu)警和地震预(yu)报是一回(hui)事吗？

　　一、什么是地震(zhen)预警？

　　“地(di)(di)(di)(di)震(zhen)(zhen)(zhen)预(yu)警(jing)”是指在(zai)大地(di)(di)(di)(di)震(zhen)(zhen)(zhen)发(fa)生以后，请注意(yi)是“地(di)(di)(di)(di)震(zhen)(zhen)(zhen)发(fa)生以后”，在(zai)发(fa)生地(di)(di)(di)(di)震(zhen)(zhen)(zhen)附近的(de)地(di)(di)(di)(di)震(zhen)(zhen)(zhen)监测(ce)台站检测(ce)到地(di)(di)(di)(di)震(zhen)(zhen)(zhen)，马上发(fa)出警(jing)报(bao)：“我(wo)这里地(di)(di)(di)(di)震(zhen)(zhen)(zhen)了(le)！”，从而(er)使距离地(di)(di)(di)(di)震(zhen)(zhen)(zhen)较远的(de)地(di)(di)(di)(di)方在(zai)破(po)坏性地(di)(di)(di)(di)震(zhen)(zhen)(zhen)波(bo)还没有到达之前可以避险(xian)和逃生。

　　地(di)(di)震是地(di)(di)壳岩石断裂在极短时间内释放出(chu)(chu)大(da)量能量的结果，这种巨大(da)的能量可以激发(fa)出(chu)(chu)一种向四(si)周(zhou)传播(bo)的弹性波，我们称(cheng)为地(di)(di)震波（图2）。

　　图(tu)2 远(yuan)震的地震记录

　　地(di)震波(bo)在(zai)地(di)震发(fa)生后会产生两(liang)种类(lei)型的(de)波(bo)，一(yi)(yi)种是(shi)体波(bo)，包括纵(zong)波(bo)和(he)横(heng)波(bo)，其中纵(zong)波(bo)也称为(wei)(wei)P波(bo)，横(heng)波(bo)也称为(wei)(wei)S波(bo)。纵(zong)波(bo)是(shi)挤(ji)压传递的(de)波(bo)，横(heng)波(bo)是(shi)剪(jian)切(qie)传递的(de)波(bo)。另一(yi)(yi)种是(shi)面波(bo)，是(shi)由纵(zong)波(bo)与横(heng)波(bo)在(zai)地(di)表相遇后激发(fa)产生的(de)混合(he)波(bo)。大地(di)震发(fa)生后，对地(di)面造成破(po)坏的(de)主要是(shi)横(heng)波(bo)，对建筑物(wu)造成强烈破(po)坏的(de)主要是(shi)面波(bo)（图2）。

　　图(tu)3 地震(zhen)纵波(bo)和横(heng)波(bo)示(shi)意图(tu)

　　由于地震波的传(chuan)播(bo)速度(du)每秒仅为几公(gong)里(li)，相(xiang)对电(dian)磁波的传(chuan)播(bo)速度(du)每秒30万公(gong)里(li)要慢得多，人们就将地震发生的消息用(yong)电(dian)磁波手(shou)段（电(dian)话(hua)、广播(bo)、电(dian)视、网络、手(shou)机(ji)）迅速地传(chuan)给(ji)远方，在距发生地震较远的地方地震波还未(wei)到达时收(shou)到警报(bao)，从而(er)采取(qu)紧急措(cuo)施(shi)进行逃(tao)生。地震预警可以(yi)减少地震造成的损失，避(bi)免次生灾害的发生。

　　二(er)、地震预(yu)警和地震预(yu)报

　　有人会问：这明明是警报(bao)怎么(me)能被称为预警？

　　追根溯源，“地(di)(di)(di)震(zhen)(zhen)(zhen)(zhen)(zhen)预警”这个名词中的“预”字往往使人(ren)们认为是(shi)指(zhi)在地(di)(di)(di)震(zhen)(zhen)(zhen)(zhen)(zhen)没发(fa)(fa)生(sheng)(sheng)时或者(zhe)地(di)(di)(di)震(zhen)(zhen)(zhen)(zhen)(zhen)发(fa)(fa)生(sheng)(sheng)之(zhi)前发(fa)(fa)出的警报(bao)，这是(shi)因(yin)为在汉字里(li)“预”字有(you)预先之(zhi)意，所以很(hen)多人(ren)常常会把地(di)(di)(di)震(zhen)(zhen)(zhen)(zhen)(zhen)预警和(he)地(di)(di)(di)震(zhen)(zhen)(zhen)(zhen)(zhen)预报(bao)相混淆(xiao)。地(di)(di)(di)震(zhen)(zhen)(zhen)(zhen)(zhen)预报(bao)是(shi)指(zhi)地(di)(di)(di)震(zhen)(zhen)(zhen)(zhen)(zhen)发(fa)(fa)生(sheng)(sheng)之(zhi)前发(fa)(fa)出的预测(ce)(ce)(ce)。需要强调的是(shi)，由于地(di)(di)(di)震(zhen)(zhen)(zhen)(zhen)(zhen)是(shi)发(fa)(fa)生(sheng)(sheng)在地(di)(di)(di)壳的内部，人(ren)类现在还(hai)无(wu)法动态观测(ce)(ce)(ce)和(he)探测(ce)(ce)(ce)到地(di)(di)(di)球深(shen)部的环境变化和(he)地(di)(di)(di)震(zhen)(zhen)(zhen)(zhen)(zhen)发(fa)(fa)生(sheng)(sheng)的过程，因(yin)此目前还(hai)无(wu)法科(ke)学验证地(di)(di)(di)震(zhen)(zhen)(zhen)(zhen)(zhen)发(fa)(fa)生(sheng)(sheng)的原因(yin)及准确(que)预测(ce)(ce)(ce)地(di)(di)(di)震(zhen)(zhen)(zhen)(zhen)(zhen)的发(fa)(fa)生(sheng)(sheng)。

　　“地(di)(di)(di)震(zhen)(zhen)(zhen)预(yu)(yu)警(jing)(jing)(jing)”是从英文“Earthquake Early Warning”翻(fan)译过来(lai)(lai)的(de)。准确的(de)中文应(ying)译为“地(di)(di)(di)震(zhen)(zhen)(zhen)报(bao)(bao)警(jing)(jing)(jing)或地(di)(di)(di)震(zhen)(zhen)(zhen)警(jing)(jing)(jing)报(bao)(bao)”，而不应(ying)译为“地(di)(di)(di)震(zhen)(zhen)(zhen)预(yu)(yu)警(jing)(jing)(jing)”。地(di)(di)(di)震(zhen)(zhen)(zhen)预(yu)(yu)警(jing)(jing)(jing)容易(yi)和(he)地(di)(di)(di)震(zhen)(zhen)(zhen)预(yu)(yu)报(bao)(bao)混淆起来(lai)(lai)。在(zai)日本称(cheng)“地(di)(di)(di)震(zhen)(zhen)(zhen)预(yu)(yu)警(jing)(jing)(jing)”为“地(di)(di)(di)震(zhen)(zhen)(zhen)紧急速报(bao)(bao)”，美国(guo)在(zai)加(jia)州新建立的(de)地(di)(di)(di)震(zhen)(zhen)(zhen)预(yu)(yu)警(jing)(jing)(jing)试验系统(tong)就称(cheng)为“Shake Alert”系统(tong)，即震(zhen)(zhen)(zhen)动警(jing)(jing)(jing)报(bao)(bao)。在(zai)中国(guo)尽管一再(zai)呼吁不要再(zai)用“预(yu)(yu)警(jing)(jing)(jing)”这个词，但(dan)是约定俗成，改起来(lai)(lai)也不容易(yi)。所以目前所说的(de)地(di)(di)(di)震(zhen)(zhen)(zhen)预(yu)(yu)警(jing)(jing)(jing)，就是地(di)(di)(di)震(zhen)(zhen)(zhen)警(jing)(jing)(jing)报(bao)(bao)！

　　三、如(ru)何进(jin)行地震预(yu)警？

　　我(wo)们知(zhi)道，地(di)(di)(di)震(zhen)(zhen)(zhen)发生(sheng)后(hou)(hou)纵(zong)波和(he)横波由震(zhen)(zhen)(zhen)源(yuan)向外传(chuan)播(bo)。纵(zong)波传(chuan)播(bo)速度较(jiao)快，大(da)(da)约6公里(li)/秒，但震(zhen)(zhen)(zhen)动相对(dui)较(jiao)小，破坏(huai)性也小。横波传(chuan)播(bo)速度较(jiao)慢，大(da)(da)约3.7公里(li)/秒，携带能量(liang)大(da)(da)，是地(di)(di)(di)震(zhen)(zhen)(zhen)发生(sheng)时(shi)造成破坏(huai)的主要元(yuan)凶(xiong)。地(di)(di)(di)震(zhen)(zhen)(zhen)预警(jing)(jing)系统就是利用震(zhen)(zhen)(zhen)中(zhong)附近监(jian)测(ce)仪器(qi)捕捉(zhuo)到地(di)(di)(di)震(zhen)(zhen)(zhen)纵(zong)波后(hou)(hou)快速估算(suan)地(di)(di)(di)震(zhen)(zhen)(zhen)参数，比(bi)如发震(zhen)(zhen)(zhen)时(shi)刻、地(di)(di)(di)震(zhen)(zhen)(zhen)强度、地(di)(di)(di)震(zhen)(zhen)(zhen)位置(zhi)、震(zhen)(zhen)(zhen)中(zhong)烈(lie)度等(deng)，并预测(ce)地(di)(di)(di)震(zhen)(zhen)(zhen)对(dui)周边地(di)(di)(di)区的影响，抢在横波到达震(zhen)(zhen)(zhen)中(zhong)周边地(di)(di)(di)区之前(qian)，通(tong)过(guo)电子通(tong)讯系统，如广播(bo)、电视、网络、电话、手机、报警(jing)(jing)器(qi)等(deng)发布警(jing)(jing)报信(xin)息。

　　地(di)震预警需(xu)要密集地(di)震观测(ce)网和智(zhi)能(neng)化(hua)的处理系统，这样(yang)才(cai)能(neng)保证大地(di)震发生后快速(su)发出地(di)震警报(bao)，所以人类(lei)百(bai)年以前的梦想，今天才(cai)得以实现。

　　四(si)、地震预警的盲区

　　地(di)震(zhen)(zhen)预(yu)警(jing)(jing)能不(bu)能救命，是(shi)不(bu)是(shi)万能的呢？如果说地(di)震(zhen)(zhen)报警(jing)(jing)是(shi)给远处的人们发(fa)(fa)出地(di)震(zhen)(zhen)警(jing)(jing)报，那么地(di)震(zhen)(zhen)发(fa)(fa)生较近的区(qu)域警(jing)(jing)报有用吗？确实，地(di)震(zhen)(zhen)预(yu)警(jing)(jing)在原理上就存在一个难(nan)以避免的“预(yu)警(jing)(jing)盲区(qu)”。

　　图4 地震预警盲区(qu)示(shi)意图。红星为震源，红房子为地震台(tai)

　　如前说述(shu)，从地(di)震(zhen)(zhen)(zhen)发生到(dao)发出(chu)警报需要时(shi)(shi)(shi)间(jian)，这(zhei)(zhei)个时(shi)(shi)(shi)间(jian)包括：（1）地(di)震(zhen)(zhen)(zhen)波从震(zhen)(zhen)(zhen)源到(dao)达地(di)震(zhen)(zhen)(zhen)台与（2）地(di)震(zhen)(zhen)(zhen)台收到(dao)地(di)震(zhen)(zhen)(zhen)信号再判定(ding)地(di)震(zhen)(zhen)(zhen)所需时(shi)(shi)(shi)间(jian)的(de)总和。在这(zhei)(zhei)段(duan)时(shi)(shi)(shi)间(jian)里，地(di)震(zhen)(zhen)(zhen)波照样传播，这(zhei)(zhei)段(duan)时(shi)(shi)(shi)间(jian)对应的(de)是横波传播距(ju)离，我们称之为地(di)震(zhen)(zhen)(zhen)预警盲区。

　　假(jia)设最(zui)理想的(de)情(qing)况是(shi)(shi)地(di)(di)(di)(di)震(zhen)(zhen)(zhen)(zhen)台正(zheng)好在(zai)大地(di)(di)(di)(di)震(zhen)(zhen)(zhen)(zhen)的(de)上方，也(ye)就是(shi)(shi)在(zai)震(zhen)(zhen)(zhen)(zhen)中位置。如果(guo)地(di)(di)(di)(di)震(zhen)(zhen)(zhen)(zhen)发(fa)生在(zai)12公(gong)里深，按(an)照地(di)(di)(di)(di)震(zhen)(zhen)(zhen)(zhen)纵波(bo)(bo)(bo)传播速(su)(su)度6公(gong)里/秒(miao)，则地(di)(di)(di)(di)震(zhen)(zhen)(zhen)(zhen)纵波(bo)(bo)(bo)传到(dao)地(di)(di)(di)(di)面地(di)(di)(di)(di)震(zhen)(zhen)(zhen)(zhen)台大约(yue)需(xu)2秒(miao)钟(zhong)，地(di)(di)(di)(di)震(zhen)(zhen)(zhen)(zhen)台收(shou)到(dao)地(di)(di)(di)(di)震(zhen)(zhen)(zhen)(zhen)波(bo)(bo)(bo)后(hou)需(xu)要进(jin)行快速(su)(su)的(de)计算(suan)，从而(er)确定(ding)前述的(de)地(di)(di)(di)(di)震(zhen)(zhen)(zhen)(zhen)参数。目前全球最(zui)高水平的(de)计算(suan)需(xu)要使用前3秒(miao)地(di)(di)(di)(di)震(zhen)(zhen)(zhen)(zhen)波(bo)(bo)(bo)，这(zhei)样最(zui)短时(shi)间需(xu)要5秒(miao)中才能发(fa)出地(di)(di)(di)(di)震(zhen)(zhen)(zhen)(zhen)警报，这(zhei)时(shi)地(di)(di)(di)(di)震(zhen)(zhen)(zhen)(zhen)纵波(bo)(bo)(bo)已经(jing)走了(le)30公(gong)里左(zuo)右，地(di)(di)(di)(di)震(zhen)(zhen)(zhen)(zhen)横(heng)波(bo)(bo)(bo)也(ye)已经(jing)走了(le)将近20公(gong)里 ，也(ye)就是(shi)(shi)说(shuo)在(zai)地(di)(di)(di)(di)震(zhen)(zhen)(zhen)(zhen)纵波(bo)(bo)(bo)走过(guo)的(de)半径为20公(gong)里的(de)地(di)(di)(di)(di)方称为地(di)(di)(di)(di)震(zhen)(zhen)(zhen)(zhen)预警的(de)盲(mang)区(qu)。显(xian)然(ran)在(zai)盲(mang)区(qu)内(nei)警报收(shou)到(dao)时(shi)，有破坏力的(de)横(heng)波(bo)(bo)(bo)已经(jing)到(dao)达或过(guo)去(qu)了(le)。

　　对于中小地震(zhen)(zhen)(zhen)(zhen)，地震(zhen)(zhen)(zhen)(zhen)预(yu)警(jing)作(zuo)用有(you)限。而(er)大地震(zhen)(zhen)(zhen)(zhen)在盲区(qu)以(yi)外(wai)的(de)(de)(de)一定区(qu)域(yu)仍会产生强烈(lie)震(zhen)(zhen)(zhen)(zhen)动，具(ju)有(you)一定的(de)(de)(de)破坏性，如果进行地震(zhen)(zhen)(zhen)(zhen)预(yu)警(jing)，就(jiu)(jiu)可(ke)以(yi)减(jian)轻盲区(qu)以(yi)外(wai)的(de)(de)(de)灾害，我们(men)把这(zhei)个区(qu)域(yu)称(cheng)(cheng)为地震(zhen)(zhen)(zhen)(zhen)预(yu)警(jing)的(de)(de)(de)获益区(qu)。再远的(de)(de)(de)区(qu)域(yu)，例如地震(zhen)(zhen)(zhen)(zhen)烈(lie)度为6度以(yi)下较远的(de)(de)(de)区(qu)域(yu)，地震(zhen)(zhen)(zhen)(zhen)预(yu)警(jing)的(de)(de)(de)作(zuo)用也就(jiu)(jiu)不大了(le)，称(cheng)(cheng)为地震(zhen)(zhen)(zhen)(zhen)预(yu)警(jing)的(de)(de)(de)无效区(qu)。所以(yi)震(zhen)(zhen)(zhen)(zhen)级(ji)越大预(yu)警(jing)的(de)(de)(de)作(zuo)用也越大。

　　预警(jing)(jing)(jing)的(de)(de)盲(mang)区(qu)(qu)内可能是地震破(po)坏最(zui)大(da)的(de)(de)地区(qu)(qu)。因此要(yao)使地震预警(jing)(jing)(jing)获得更大(da)的(de)(de)效益，在技术上需要(yao)尽量缩短处理地震的(de)(de)时间(jian)，但是无法(fa)消(xiao)灭盲(mang)区(qu)(qu)。当(dang)然(ran)有(you)研究(jiu)表(biao)明地震警(jing)(jing)(jing)报对于(yu)盲(mang)区(qu)(qu)也是有(you)用的(de)(de)，它(ta)相当(dang)于(yu)给人(ren)(ren)以警(jing)(jing)(jing)示，无需人(ren)(ren)们(men)再自身判(pan)断就(jiu)可立(li)(li)即避险，其次(ci)，房屋的(de)(de)破(po)坏并(bing)不是横波到达就(jiu)立(li)(li)即破(po)坏。另外(wai)人(ren)(ren)们(men)还可以在得到警(jing)(jing)(jing)报后立(li)(li)即动作，例如切断电(dian)源(yuan)，减少次(ci)生灾害发生。

　　地(di)震预(yu)警(jing)在减少地(di)震灾(zai)害方(fang)面发挥了它的作(zuo)用。随着(zhe)科学技术(shu)的进步地(di)震预(yu)警(jing)技术(shu)将不断完善，从而(er)更(geng)广(guang)泛地(di)服务于(yu)民众服务于(yu)社(she)会。（作(zuo)者(zhe)：地(di)球物理(li)信息(xi)科普团队）