據(jù)央視新聞消息，中國(guó)地震臺(tái)網(wǎng)測(cè)定：6月17日22時(shí)55分在四川省宜賓市長(zhǎng)寧縣（北緯28.34度，東經(jīng)104.90度）發(fā)生6.0級(jí)地震，震源深度16千米。四川、重慶、云南多地震感比較強(qiáng)烈。災(zāi)區(qū)有房屋倒塌嚴(yán)重?fù)p壞，人員被埋。截至18日8時(shí)30分，地震共造成12人死亡，125人受傷。
這次地震發(fā)生之后，包括成都主城區(qū)在內(nèi)的不少地方都提前發(fā)出了地震預(yù)警，并通過(guò)電視、大喇叭等多種手段提醒民眾及時(shí)避險(xiǎn)。
2018年5月9日，在汶川地震十年和全國(guó)第十個(gè)防災(zāi)減災(zāi)日來(lái)臨之際，成都高新區(qū)聯(lián)合成都高新減災(zāi)研究所，在成都高新區(qū)60個(gè)社區(qū)啟用地震預(yù)警“大喇叭”，通過(guò)社區(qū)廣播、手機(jī)、電視等多途徑，在地震波到達(dá)前提前預(yù)警，為民眾避險(xiǎn)爭(zhēng)取寶貴時(shí)間。
從成都高新減災(zāi)研究所處獲悉，此次成功預(yù)警地震的，為該所與應(yīng)急管理部門(mén)（包括原市縣地震部門(mén)）聯(lián)合建設(shè)的大陸地震預(yù)警網(wǎng)。
據(jù)成都高新減災(zāi)研究所所長(zhǎng)王暾博士介紹：為了實(shí)現(xiàn)地震預(yù)警，需要在可能發(fā)生地震的區(qū)域安裝地震預(yù)警的傳感器。這種傳感器并不昂貴，也不需要在野外安裝，可以通過(guò)實(shí)時(shí)的網(wǎng)絡(luò)(甚至是2G網(wǎng)絡(luò))來(lái)傳遞地震波的數(shù)據(jù)，地震預(yù)警的傳感器甚至可以固定在墻上。通過(guò)這些傳回來(lái)的數(shù)據(jù)，我們可以判斷地震發(fā)生的位置以及大概的震級(jí)。網(wǎng)絡(luò)和計(jì)算機(jī)的處理速度非?？?，只需要幾秒鐘的時(shí)間。
地震預(yù)警系統(tǒng)是一個(gè)全自動(dòng)的物聯(lián)網(wǎng)，可實(shí)現(xiàn)全自動(dòng)的秒級(jí)響應(yīng)。同濟(jì)大學(xué)結(jié)構(gòu)理論研究所教授羅奇峰教授以及相關(guān)地震學(xué)專(zhuān)家指出，地震預(yù)警不是地震預(yù)測(cè)或預(yù)報(bào)。地震預(yù)警是指在地震發(fā)生以后，根據(jù)縱波（P 波）和橫波（S 波）之間的時(shí)間差，和地震波“賽跑”，來(lái)贏取提前預(yù)警的時(shí)間。
地震發(fā)生最初時(shí)，跑得快的是強(qiáng)度較小的縱波，速度約每秒7公里，而破壞性更大的橫波由于傳播速度相對(duì)較慢(約每秒4公里)則會(huì)延后數(shù)十秒到達(dá)地表。深入地下的探測(cè)儀器檢測(cè)到縱波后傳給計(jì)算機(jī)，即刻計(jì)算出震級(jí)、烈度、震源等大致信息，有關(guān)部門(mén)可以搶在橫波到達(dá)地面前10余秒通過(guò)電視和廣播發(fā)出警報(bào)。電視廣播依靠的是電磁波，它的速度比橫波速度要快得多。預(yù)警體系的有效運(yùn)轉(zhuǎn)，依托于一個(gè)強(qiáng)大的地震監(jiān)測(cè)網(wǎng)絡(luò)。
汶川地震以后，特別是日本3.11地震以后，“地震預(yù)警”這個(gè)名詞熱了起來(lái)，新聞媒體、微博微信上時(shí)不時(shí)地就出現(xiàn)地震預(yù)警的消息和報(bào)道。早前，科普中國(guó)也發(fā)布過(guò)關(guān)于地震預(yù)警的詳細(xì)科普。
以下，來(lái)自科普中國(guó)，制作：地球物理信息技術(shù)科學(xué)傳播團(tuán)隊(duì) 陳會(huì)忠 沈萍， 監(jiān)制：中國(guó)科學(xué)院計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)信息中心
地震預(yù)警的“能”與“不能”? ?? ?? ?? ?? ?? ?? ?? ?
地震預(yù)警是怎么回事？
要了解地震預(yù)警，先要了解一下地震和地震波。地震是地殼巖石斷裂在極短時(shí)間內(nèi)釋放出大量能量的結(jié)果，這種巨大的能量可以激發(fā)出一種向四周傳播的彈性波，我們稱(chēng)為地震波（圖1）。
地震波在地震發(fā)生后會(huì)主要產(chǎn)生兩種類(lèi)型的波，一種是體波，包括縱波和橫波，其中縱波也稱(chēng)為P波，橫波也稱(chēng)為S波?？v波是擠壓傳遞的波，橫波是剪切傳遞的波。另一種是面波，是由縱波、橫波在地表相遇后疊加而成的混合波，其波長(zhǎng)大，只能沿地表面?zhèn)鞑ァ４蟮卣鸢l(fā)生后，對(duì)地面造成破壞的主要是橫波（見(jiàn)圖2），當(dāng)然面波也會(huì)造成地面建筑物的破壞。
“地震預(yù)警”簡(jiǎn)單地說(shuō)，它是在大地震發(fā)生以后，請(qǐng)注意是“地震發(fā)生以后”，在發(fā)生地震附近的地震監(jiān)測(cè)臺(tái)站檢測(cè)到地震，馬上發(fā)出警報(bào)：“我這里地震了！”，從而使距離地震較遠(yuǎn)的地方在破壞性地震波還沒(méi)有到達(dá)之前可以避險(xiǎn)和逃生。
地震預(yù)警的原理是什么呢？由于地震波的傳播速度每秒僅為幾公里，相對(duì)電磁波的傳播速度每秒30萬(wàn)公里要慢得多，人們就將地震發(fā)生的消息用電磁波手段（電話、廣播、電視、網(wǎng)絡(luò)、手機(jī)）迅速地傳給遠(yuǎn)方，在距離發(fā)生地震較遠(yuǎn)的地方，收到警報(bào)時(shí)地震波還未到達(dá)，從而采取緊急措施進(jìn)行逃生和關(guān)閉電、氣、水等生命線設(shè)施，使地鐵、高鐵減速等。這樣就可以減少地震造成的損失，避免次生災(zāi)害的發(fā)生。這就如同防空警報(bào)一樣，知道敵機(jī)已經(jīng)起飛了，拉響防空警報(bào)，提醒人們躲避。
地震預(yù)警應(yīng)該叫“地震警報(bào)”
可能有人會(huì)質(zhì)疑，這明明是警報(bào)，怎么能被稱(chēng)為預(yù)警？
確實(shí)如此，“地震預(yù)警”這個(gè)名詞中的“預(yù)”字往往使人們認(rèn)為是指在地震沒(méi)發(fā)生時(shí)或者地震發(fā)生之前發(fā)出的警報(bào)，因?yàn)樵跐h字里“預(yù)”字有預(yù)先之意，所以很多人常常會(huì)把地震預(yù)警和地震預(yù)報(bào)相混淆。地震預(yù)報(bào)是指地震發(fā)生之前發(fā)出的預(yù)測(cè)報(bào)告。這里還需要說(shuō)明，由于地震是發(fā)生在地殼的內(nèi)部，人類(lèi)現(xiàn)在還無(wú)法動(dòng)態(tài)觀測(cè)和探測(cè)到地球深部的環(huán)境變化和地震發(fā)生的過(guò)程，因此目前還無(wú)法科學(xué)驗(yàn)證地震發(fā)生的原因及準(zhǔn)確預(yù)測(cè)地震的發(fā)生。
地震預(yù)警這個(gè)詞是從英文“Earthquake Early Warning”翻譯過(guò)來(lái)的。準(zhǔn)確的中文應(yīng)譯為“地震報(bào)警或地震警報(bào)”，而不應(yīng)譯為“地震預(yù)警”。地震預(yù)警容易和地震預(yù)報(bào)混淆起來(lái)。在日本稱(chēng)“地震預(yù)警”為“地震緊急速報(bào)”，美國(guó)在加州新建立的地震預(yù)警試驗(yàn)系統(tǒng)就稱(chēng)為“Shake Alert”系統(tǒng)，即震動(dòng)警報(bào)。在中國(guó)盡管我們一再呼吁不要再用“預(yù)警”這個(gè)詞，但是約定俗成，改起來(lái)也不容易。所以目前所說(shuō)的地震預(yù)警，就是地震警報(bào)！
如何進(jìn)行地震預(yù)警？
如何進(jìn)行地震預(yù)警呢？人類(lèi)早就有地震預(yù)警的設(shè)想，例如，1868年美國(guó)舊金山日?qǐng)?bào)刊登的地震預(yù)警的設(shè)想，就非常形象地告訴我們?nèi)绾芜M(jìn)行地震預(yù)警。由圖3我們看到，地震發(fā)生后縱波和橫波由震源向外傳播?？v波傳播速度較快，大約6公里/秒，但震動(dòng)相對(duì)較小，破壞性也小。橫波傳播速度較慢，大約3.7公里/秒，攜帶能量大，是地震發(fā)生時(shí)造成破壞的主要元兇。地震預(yù)警系統(tǒng)就是利用震中附近監(jiān)測(cè)儀器捕捉到地震縱波后快速估算地震參數(shù)，比如發(fā)震時(shí)刻、地震強(qiáng)度、地震位置、震中烈度等，并預(yù)測(cè)地震對(duì)周邊地區(qū)的影響，搶在橫波到達(dá)震中周邊地區(qū)之前，通過(guò)電子通訊系統(tǒng)，如廣播、電視、網(wǎng)絡(luò)、電話、手機(jī)、報(bào)警器等發(fā)布警報(bào)信息。在圖3的右下方還把中國(guó)的侯風(fēng)地動(dòng)儀畫(huà)上去了。19世紀(jì)的地震監(jiān)測(cè)設(shè)備很簡(jiǎn)陋，監(jiān)測(cè)臺(tái)站也很少，因此無(wú)法實(shí)現(xiàn)地震預(yù)警的設(shè)想。地震預(yù)警需要密集地震觀測(cè)網(wǎng)和智能化的處理系統(tǒng)，這樣才能保證大地震發(fā)生后快速發(fā)出地震警報(bào)，所以人類(lèi)百年以前的夢(mèng)想，今天才得以實(shí)現(xiàn)。
地震預(yù)警是有盲區(qū)的
地震預(yù)警能不能救命，是不是萬(wàn)能的呢？不是一直說(shuō)地震報(bào)警是給遠(yuǎn)處的人們發(fā)出地震警報(bào)，那么地震發(fā)生較近的區(qū)域警報(bào)有用嗎？確實(shí)，地震預(yù)警在原理上就存在一個(gè)難以避免的“預(yù)警盲區(qū)”。
圖4是地震預(yù)警盲區(qū)的示意圖。紅星為震源，紅房子為地震臺(tái)。前面我們說(shuō)過(guò)從地震發(fā)生到發(fā)出警報(bào)需要時(shí)間，這個(gè)時(shí)間包括：（1）地震波從震源到達(dá)地震臺(tái)與（2）地震臺(tái)收到地震信號(hào)再判定地震所需時(shí)間的總和。在這段時(shí)間里，地震波照樣傳播，這段時(shí)間對(duì)應(yīng)的是橫波傳播距離，我們稱(chēng)之為地震預(yù)警盲區(qū)。
假設(shè)最理想的情況是地震臺(tái)正好在大地震的上方，也就是在震中位置。如果地震發(fā)生在12公里深，按照地震縱波傳播速度6公里/秒，則地震縱波傳到地面地震臺(tái)大約需2秒鐘，地震臺(tái)收到地震波后需要進(jìn)行快速的計(jì)算，從而確定前述的地震參數(shù)。目前全球最高水平的計(jì)算需要使用前3秒地震波，這樣最短時(shí)間需要5秒中才能發(fā)出地震警報(bào)，這時(shí)地震縱波已經(jīng)走了30公里左右，地震橫波也已經(jīng)走了將近20公里左右，我們稱(chēng)縱波走過(guò)的半徑30公里和橫波走過(guò)的20公里以?xún)?nèi)的區(qū)域?yàn)榭v波和橫波的地震預(yù)警的盲區(qū)。如前所述由于地震破壞的元兇是橫波，所以一般指橫波的地震預(yù)警盲區(qū)為地震預(yù)警盲區(qū)。顯然在盲區(qū)內(nèi)警報(bào)收到時(shí)，有破壞力的橫波已經(jīng)到達(dá)或過(guò)去了。
對(duì)于中小地震，地震預(yù)警作用有限。而大地震在盲區(qū)以外的一定區(qū)域仍會(huì)產(chǎn)生強(qiáng)烈震動(dòng)，具有一定的破壞性，如果進(jìn)行地震預(yù)警，就可以減輕盲區(qū)以外的災(zāi)害，我們把這個(gè)區(qū)域稱(chēng)為地震預(yù)警的獲益區(qū)。再遠(yuǎn)的區(qū)域，例如烈度為6度以下較遠(yuǎn)的區(qū)域，地震預(yù)警的作用也就不大了，稱(chēng)為地震預(yù)警的無(wú)效區(qū)。因此可以說(shuō)地震預(yù)警對(duì)震級(jí)大的地震作用才大。
這時(shí)就出現(xiàn)了一個(gè)問(wèn)題，盲區(qū)內(nèi)可能是地震破壞最大的地區(qū)。因此要使地震預(yù)警獲得更大的效益，在技術(shù)上需要盡量縮短處理地震的時(shí)間，但是無(wú)法消滅盲區(qū)。當(dāng)然有研究表明地震警報(bào)對(duì)于盲區(qū)也是有用的，它相當(dāng)于給人以警示，無(wú)需人們?cè)僮陨砼袛嗑涂闪⒓幢茈U(xiǎn)，其次，房屋的破壞并不是橫波到達(dá)就立即破壞。另外自動(dòng)緊急處置也可以在得到警報(bào)后立即動(dòng)作，例如切斷電源，減少次生災(zāi)害發(fā)生。
總之，作為地球科學(xué)近些年發(fā)展的新技術(shù)，地震預(yù)警確實(shí)是有減災(zāi)作用。同時(shí)地震預(yù)警也是社會(huì)工程，我們需要了解和正確地運(yùn)用才能更好地發(fā)揮它的作用。
