一文详解什么是地震预警？

2019年6月17日，四川省宜宾市长宁县2255发生6.0级地震(北纬28.39度，东经104.94度)，宜宾市巩县2336发生5.1级地震(北纬28.43度，东经104.77度)。据央视报道，长宁6.0级地震后，成都市区提前发布了地震预警。

长宁6.0级地震预警(图像源于网络)

我们渴望知道:什么是地震预警？地震预警和地震预测是一回事吗？

首先，什么是地震预警？

“地震警报”是指“地震发生后”，请注意“地震发生后”，当地震附近的地震监测站检测到地震时，会立即发出警报:“我这里有地震！”因此，远离地震的地方可以避免危险，并在破坏性的地震波到来之前逃离。

地震是地壳岩石裂缝在很短的时间内释放大量能量的结果。这种巨大的能量可以刺激周围传播的弹性波，我们称之为地震波(图2)。

远距离地震的地震记录

地震发生后，地震波产生两种波，一种是体波，包括纵波和横波，其中纵波又称为纵波，横波又称为横波。纵波是压缩透射波，横波是剪切透射波。另一种是表面波，是纵波和横波在表面相遇后激发产生的混合波。大地震后，对地面的主要破坏是剪切波，对建筑物的主要破坏是面波(图2)。

纵波地震和横波示意图

由于地震波的传播速度只有每秒几公里，比每秒30万公里的电磁波传播速度慢得多，所以人们利用电磁波手段(电话、广播、电视、网络、手机)将地震的消息快速传送到远处，当地震波还没有到达离地震较远的地方时就收到警报，从而采取紧急措施逃生。地震预警可以减少地震造成的损失，避免次生灾害。

二、地震预警和地震预测

有些人可能会问:当一个警报明显是一个警报时，它怎么能被称为早期警报呢？

追根溯源，名词“地震预警”中的“预警”一词常使人认为它是指在地震发生前或发生时发出的警报。这是因为“预”在汉语中有“预”的意思，所以很多人经常把地震预警和地震预测混为一谈。地震预测是指在地震发生之前所做的预测。应该强调的是，由于地震发生在地壳内部，人类仍然无法动态观察和探测地球深部的环境变化和地震发生的过程，因此仍然不可能科学地验证地震的原因和准确地预测地震的发生。

“地震预警”是从英文“地震预警”翻译过来的。准确的中文应该翻译成“地震警报”而不是“地震预警”。地震预警很容易与地震预测混淆。在日本，它被称为“地震预警”，即“地震应急快速报告”。美国加利福尼亚州新建立的地震预警测试系统被称为“震动警报”系统，即振动警报。在中国，尽管人们一再呼吁不要使用“早期预警”这个词，但要改变传统做法并不容易。所以我们现在谈论的是地震预警。

三、如何进行地震预警？

我们知道地震后纵波和横波从震源向外传播。p波传播速度更快，约为6公里/秒，但振动相对较小，损害也较小。横波传播速度相对较慢，约为3.7公里/秒，携带大量能量，这是地震发生时造成破坏的主要原因。地震预警系统是利用震中附近的监测仪器捕捉p波地震，并快速估计地震参数，如发生时间、地震烈度、地震位置、震中烈度等。，并预测地震对周边地区的影响。在剪切波到达震中周围地区之前，警报信息通过电子通信系统发布，如无线电、电视、网络、电话、手机、警报器等。

地震预警需要密集的地震观测网络和智能处理系统，以确保大地震发生后能够迅速发布地震预警。因此，人类一百年前的梦想只能在今天实现。

四、地震预警盲区

地震预警能有所帮助吗？它无所不能吗？如果地震警报是向远处的人发出地震警报，那么在地震附近发出区域警报有用吗？事实上，地震预警原则上有一个不可避免的“预警盲区”。

地震预警盲区示意图。红星是焦点，红楼是地震站。

如前所述，从地震发生到发出警报所需的时间包括:(1)地震波从震源到达地震台所需的时间和(2)地震台接收地震信号然后确定地震所需的时间之和。在这段时间内，地震波仍在传播，这段时间对应于横波的传播距离，我们称之为地震预警盲区。

假设最理想的情况是地震站就在大地震的上方，也就是震中。如果地震发生在12公里深度，p波地震的传播速度为6公里/秒，p波地震到达地面地震台大约需要2秒。地震台接收到地震波后，需要进行快速计算来确定上述地震参数。目前，世界上*别的计算要求地震波的前3秒，因此地震警报发出之前最短的时间是5秒。此时，纵波地震已经走了约30公里，横波地震也走了近20公里。也就是说，p波地震传播半径为20公里的区域称为地震警报盲区。显然，当在盲区收到警报时，破坏性剪切波已经到达或经过。

对于中小地震，地震预警功能有限。然而，大地震仍然会产生强烈的振动，并且在盲区之外的某些区域具有一定的破坏性。如果进行地震预警，可以减轻盲区以外的灾害。我们称这个区域为地震预警的受益区域。较远的地区，如地震烈度小于6度的地区，对地震预警影响不大，称为地震预警无效区。因此，震级越大，预警效果越大。

预警的盲区可能是地震破坏最严重的地区。因此，为了在地震预警中取得更大的效益，尽可能缩短地震的处理时间在技术上是必要的，但盲区是无法消除的。当然，一些研究表明地震预警对盲区也是有用的。这相当于给人以警告。人们可以在没有自己判断的情况下立即避开危险。第二，剪切波到来时，房屋的破坏不是立即的破坏。此外，人们可以在接到警报后立即采取行动，如切断电源，以减少次生灾害的发生。

地震预警在减轻地震灾害方面发挥着作用。随着科学技术的进步，地震预警技术将不断完善，从而更广泛地为公众和社会服务。(作者:地球物理信息科普小组)