地震預警系統

地震預警是指在地震發生以后，搶在地震波傳播到設防地區前，向設防地區提前幾秒至數十秒發出警報，以減小當地的損失。2013年2月20日，部署在云南省昭通市的地震預警系統，在一次破壞性地震到來之前發出預警，這是中國地震預警系統首次對破壞性地震的成功預警。

地震預警系統 - 介紹

地震預警(earthquake early warning)，不是地震預測或預報。地震預警是指在地震發生以后，搶在地震波傳播到設防地區前，向設防地區提前幾秒至數十秒發出警報，以減小當地的損失。而地震預報是震前發布的警示。

地震預警系統是指實現地震預警的配套設施。按照系統響應的順序可包括：地震監測臺網、地震參數快速判測系統、警報信息快速發布系統和預警信息接受終端。整套系統的特點是高度集成、實時監控、飛速響應。尤其是飛速響應這一點至關重要。因為地震預警系統其實就是在和地震波賽跑，多跑贏一秒，就能多獲得一秒的應對時間。

地震預警系統 -工作原理

地震的成因是由于地下幾公里至數百公里的巖體發生突然破裂和錯動。而這些破裂和錯動釋放的能量又以地震波的形式向四周輻射出去，就像往平靜的水面投入一塊石頭，石頭運動的能量會以水波的形式向四周輻射。地震波是一種機械波，具有一定的傳播速度，也就是說，當地震發生后，大家不會立刻感覺到地面的震動，而是要等相應的地震波傳播到人所在的位置。這個時間差給地震預警留下了一顯身手的空間。

地震預警系統的工作原理就在于可以探測到地震發生最初時發射出來的無破壞性的地震波(縱波即P-波，primary wave)，而破壞性的地震波(橫波即S-波，secondary wave)由于傳播速度相對較慢則會延后10～30秒到達地表。深入地下的地震探測儀器檢測到縱波(P-波)后傳給計算機，即刻計算出震級、烈度、震源、震中位，于是預警系統搶先在橫波(S-波)到達地面前10～30秒通過電視和廣播發出警報。并且，由于電磁波比地震波傳播得更快，預警也可能趕在P波之前到達。

當地震發生后，離震中最近的幾個預警臺站會陸續接收到地震信號，觸發地震參數快速判測系統;在收到信號的幾秒至十幾秒內，快速判測系統將估算出地震的發震時刻，發震位置，震源的類型和震級的大小;然后利用這些參數模擬出相關區域內地面運動的強烈程度;根據模擬的結果，搶在相應地震波以前，向不同地區發出相應的預警信息。

例如：地震波從震中傳到北川縣城大概需要25秒。如果您在發震5秒后感受到了地震波，并花了15秒鐘打電話告訴北川的朋友地震波即將來臨，那么您北川的朋友將會獲得5秒的應急時間。

地震預警系統 - 部署

部署地震預警系統，是一個整體的社會工程，并不是一個簡單的技術問題，需要綜合考慮科技因素、經濟因素和社會因素。目前，僅有羅馬尼亞、土耳其、墨西哥、臺灣和日本擁有投入使用的地震預警系統，正在開發預警系統的國家和地區有美國加州、冰島、瑞士、意大利、希臘、埃及和印度。

據2004年《科學》雜志報道，日本2004年花費9000萬美元完成的地震預警系統是迄今最為全面的預警系統。值得注意的是，地震大國同時也是地震研究實力最為強勁的美國，至今仍沒有實際運作的地震預警系統，因為有美國學者批評建設此類系統會擠占大量地震學的研究經費，不利于地震學的長期發展。

一般來說，開發地震預警系統的地區，有如下特點：

1.地震發生頻繁。如日本、臺灣、墨西哥和美國加州都位于環太平洋地震帶上，地震活動頻繁。只有頻繁的地震活動才需要頻繁的地震預警，來減輕地震造成的損失。如果不能減少一定的損失，那么部署這套昂貴的系統本身就是一筆損失。

2.有較強的經濟實力。地震預警系統由于整合度高，對地震臺站密度有要求且需要長期不間斷運作。地震預警系統的警報終端還需要與相關行業和部門合作開發，如電視臺、鐵道部門、工廠、醫院等等，都需要裝備相應的警報終端才能發揮預警系統的功效。因此預警系統的部署成本并不算是低廉，對當地可能有一個長期的經濟壓力。

3.設防區域小，預警價值高。日本，臺灣均為整體設防，因為他們需要防御的總面積偏小，美國的地震預警系統主要也是針對舊金山周邊區域。同時，這些防御區域經濟相對發達，高科技產業密集，人口密度大，長期預警的經濟社會價值可觀。

綜合上述的情況，對于是否需要地震預警系統，科學界內仍未能形成一致的看法。支持的學者認為這是一個很棒的想法，可以減少地震災害的損傷;不支持的學者認為這套系統成本高昂、功能有限，前途并不光明。2004年《科學》雜志有文章標題用“打賭”來形容各個國家對于地震預警系統的態度。

地震預警系統 -應用

美國

2011年8月，美國發生一場地震并導致一座核電站關閉。一個月后，加利福尼亞州的地震學家成功測試了一個地震預警系統。這一系統能夠在探測到斷層斷裂產生的第一個能量脈沖時發出早期預警。

日本

日本也在其預警系統的宣傳手冊中提到，如果距離震中太近，預警信息和地震波可能同時到達。

在2008年6月14日，日本發生的里氏7.2級地震中，距離震中30公里的鷗州，在3.5秒后收到了預警信息，但此時破壞性的S波已經到達。在遭受嚴重沖擊的栗原，地震預警信息只提供了0.3秒的應急時間。對應于距離震中50公里和80公里的居民，則分別獲得了5秒和15秒的應急時間。

除去這些天生的缺陷，預警系統在關鍵技術上還沒能做到十全十美，尤其是地震參數的快速判定。作為5個部署了地震預警系統的國家地區之一，日本的投入最大，性能也是最好的。然而2008年1月27日，日本時報一則標題為“地震預警系統再次失效”的新聞，從一個側面反映出了地震預警系統的現狀。

中國

2013年2月20日，部署在云南省昭通市的一套地震預警系統，在一次4.9級地震的破壞性地震波到來之前發出預警，位于昭通市中心的終端在地震波到達之前15秒鐘收到了地震信息。據報道，這是中國地震預警系統首次實現對破壞性地震的成功預警。

地震預警系統 - 中國預警

中國從20世紀末開始開展地震預警技術先期研究，目前已在測震臺網和強震動臺網觀測數據實時處理、地震事件的實時檢測、基于有限臺站記錄的實時地震定位、基于地震動初期信息的震級測定以及和地震動場實時預測等方面都取得了一些成果。

2012年7月12日，從成都市防震減災局獲悉，成都市地震預警系統項目建設已正式啟動，這是中國首個開建的城市地震預警系統項目。將在成都范圍內新建57個地震預警監測臺站，計劃2012年內完工。屆時，成都平均每100平方千米就有一個監測站臺，將形成一張密集的地震預警臺網。

2013年2月20日，中國地震局工作人員表示，中國地震局“國家地震烈度速報與預警工程”目前已經進入發改委立項程序，計劃投入20億元，用五年時間建設覆蓋全國的由5000多個臺站組成的國家地震烈度速報與預警系統。目前“國家地震烈度速報與預警工程”正在福建省試點。試點工作利用福建近百個地震臺站，多次成功實現對地震的預警，效果良好。

2013年3月3日，成都高新減災研究所研發的應急地震預警系在云南布署。該系統將用于震后監測余震的發生，以減少余震對當地民眾及救援造成的傷害，這是中國首次在實際地震中運用應急地震預警系統。

2013年4月20日8時02分，四川省雅安市蘆山縣發生7.0級地震。不少網友第一時間質疑“地震局沒有預警、無所作為”。但實際上，幾乎與蘆山地震發生同時，成都高新減災研究所已經在計算機網絡、手機客戶端、專用預警接收服務器、電視臺、微博等平臺上都同步發出了地震預警。

預警系統可以為地震地區贏得5秒有效躲避時間，但由于，這一預警系統的受眾僅有汶川縣、北川縣在內的30多萬人。而且研究所網站上，能免費下載預警系統在PC電腦、安卓手機客戶端，但自愿報名參與體驗預警的志愿者目前還只有數千名，而系統并非強制性安裝，有的地方政府對此也不夠重視，包括此次地震中心的雅安市，都沒有安裝這個預警系統。造成發生地震地區不能提前接受地震預警信息。