和地震波「賽跑」,地震預警系統是怎麼實現的?

2020-11-23 EDN電子設計技術

昨晚22時55分，四川宜賓市長寧縣發生6.0級地震震源深度16千米。四川、重慶、雲南多地震感比較強烈。PALednc

EDN電子技術設計小編注意到，在微博、朋友圈上看到不少坐標成都的朋友們都在發地震倒計時報警的小視頻。PALednc

包括成都主城區在內的不少社區「大喇叭」讀秒、電視自動彈出倒計時等多種手段提醒民眾及時避險，有效地減少了傷亡人數。PALednc

這一地震預警系統讓不少民眾感到新奇，而其預警的準確性更是迅速成為網絡熱點。PALednc

那麼該預警系統是用什麼技術實現的？可以通過什麼渠道通知到普通人？可以提前多長時間預警？目前在國內使用範圍有多大？PALednc

和地震波「賽跑」， 贏取提前預警的時間

地震預警不是地震預測或預報。地震預報是對尚未發生、但有可能發生的地震事件事先發出通告，而地震預警則是破壞性地震已經發生、搶在嚴重災害形成之前發出警告。地震預報在全世界範圍內仍是一大難題,但地震預警是完全可行的。PALednc

維基百科上顯示，地震波可以分解為縱波（P波）和橫波（S波）。 P波的傳播速度比較快（上下震動的波）但是影響範圍小，S波（震動方向垂直於 P波）的傳播速度比較慢，但是影響範圍大。一般 P波的速度是 S 波的 1.75 倍。PALednc

地震的震感主要來自於 S 波（因為會左右搖晃），P 波一般不具有殺傷力（但是會把原本是彎成勾狀的鋼筋變成直的，導致 S 波到來的時候房子更容易散架，sad），而 P 波速度快會先到達地表。PALednc

所有的波都有相應的傳播速度，P波速度通常在5-6千米每秒之間，S波速度通常在3-4千米每秒之間。PALednc

為了實現地震預警，首先需要在可能發生地震的區域安裝地震預警傳感器，在地震發生時，深入地下的探測儀器檢測到縱波後傳給計算機，通過P波到達地表的時間及P波與S波的速度差，即刻計算出震級、烈度、震源等大致信息，有關部門可以搶在橫波到達地面前10餘秒發出警報。PALednc

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根據縱波和橫波之間的時間差，和地震波「賽跑」，來贏取提前預警的時間。這也是為何距震中51千米的宜賓市，預警倒計時為10秒，而其他地區收到的是35秒，甚至60秒的預警倒計時的原因。PALednc

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及時發送預警信息，減少人員傷亡

地震預警系統分兩部分，一部分就是監測・預警網，就是連接著各地測震計的系統加上各種實時震級和烈度評估的算法。這一部分就是產生預警信息的環節。PALednc

預警網監測到了地震，它面向各種接收終端，負責把預警信號以不同形式呈現給各種用戶，就是把預警信號發送給用戶，是發送預警信息的環節。PALednc

從目前的微博熱搜上也能了解到，目前預警的傳播方式主要為廣播加電視。電視廣播依靠的是電磁波，它的速度比橫波速度要快得多。（當下也有很多手機APP可顯示地震預警，但網友普遍表示不太準確）PALednc

所以這種預警也就是利用的這種原理：PALednc

地震發生——地震臺網測得震中位置——根據震中到各城區距離計算出大致的抵達時間——利用防空警報開始倒計時。PALednc

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日本地震預警系統是否值得借鑑？

據了解，由於身處地震多發地區，日本政府每年會投入大筆預算支持地震預測與研究，日本氣象廳與日本防災科學技術研究所在國內設置了上千個地震監測站，構成了一個龐大的地震監測網。PALednc

與日本地震預警同樣也是收集地震源產生的兩種地震波的傳播速度差異，日本氣象廳通過採集和分析數據，可以估算出震源位置、地震強度、範圍和到達時間等信息並利用高速傳播的電磁波進行及時發布。PALednc

也就是說地震一旦發生，日本氣象廳會立即分析由監測站傳來的資料，推定震源和地震的規模，預測震波到達各地的時間，並透過電視、電信系統緊急發布「緊急地震速報」到日本各地。PALednc

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中日預警信息發送差異PALednc

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日本電視預警PALednc

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中國電視預警PALednc

但值得一提的是，目前我國和日本在地震預警上的主要差距主要體現在了政府與學校、工廠、企業等社會機構之間並沒有達成多方合力的共識。PALednc

因此相比日本，我國在重點提升地震預警系統準確性的同時，還需加大覆蓋範圍。PALednc

四川省地震預警重點實驗室主任、成都高新減災研究所所長王暾表示，「只要預警網覆蓋的區域範圍內發生地震，都能被監測和預警，只是對預警信息能不能充分傳遞到老百姓，是現在我國地震預警領域存在的最主要的問題。」PALednc

據了解，目前四川地震區有79個縣已經開通了電視、手機預警服務，佔了四川省地震區60%區縣，剩下的地震區還有幾十個縣還沒有開通。從全國來看，開通電視預警的也就只有四川。PALednc

小結：

按照常理，全國級別的地震預警系統應該由中國地震局來牽頭設立，因此王暾希望中國地震局在地震預警上投入的力度還有待加強。PALednc

只有通過各地政府的依法授權，把地震預警或者其他災害的預警功能內置到電視和手機上才能更好地服務老百姓，這是小概率的災害預警事件服務公眾的必然的一個發展方向。PALednc

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    答：地震預警不是地震預測或預報。地震預警是指在地震發生以後，根據縱波和橫波之間的時間差，和地震波「賽跑」，來贏取提前預警的時間。　　地震發生最初時，跑得快的是強度較小的縱波，速度約每秒7公裡，而破壞性更大的橫波由於傳播速度相對較慢（約每秒4公裡）則會延後數十秒到達地表。
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