2008年 6月14日早上8點43分，日本東北部的巖手縣和宮城縣發生芮氏7.2級地震，日本的緊急地震速報系統檢測到了震源地的縱波，提前10秒鐘，在部分地區實現了由電視等媒體發布的地震預警。例如，古川第三小學就因為安裝了速報預報裝置，在地震前10秒鐘，校內就響起了地震預報廣播，正在上課的學生們在老師的指導下，馬上跑到了附近的安全地帶。這個事例告訴我們，在地震預報不過關的情況下，面對地震災害不斷發生，一些多地震的國家利用高科技手段，積極開展地震預警系統建設，為人類減輕地震災害帶來了一縷曙光。
那麼什麼是地震預警？
地震預警的概念
地震預警是指在地震發生後，根據地震波傳播速度小於電磁波傳播速度的特點，利用電子信號搶在地震波傳播到之前，和地震波「賽跑」，來贏取提前預警的時間，向地震發生地提前幾秒乃至數十秒發出警報，讓人們迅速撤離。原理簡單來說就如同打雷閃電，我們一般是先看見閃電，幾秒後聽見打雷。其實，打雷和閃電是同時發生的，只不過光速比聲速快而已。
「預警」與「預報」的區別
從上面的定義可以看出，地震預警不是通常所說的地震預報，二者的根本區別是：地震預報是對尚未發生、但有可能發生的地震事件先發出通告，而地震預警是破壞性地震已經發生，而對即將到來的災害搶先發出警告並緊急採取行動，從而防止或減少地震帶來的災害。
地震預警的原理
目前，實現地震預警有三種基本技術途徑：一是利用地震波和電磁波傳播的速度差異；二是利用地震波本身在近處傳播時縱波（P波）與橫波（S波）傳播速度的差異；三是利用致災地震動強度閾值。
我們知道，電磁波的傳播速度是每秒30萬公裡，而地震波最快的傳播速度約是每秒6000多米，顯然地震波的傳播速度要慢得多。當強震發生後，在震中附近的地震監測臺首先收到了地震波，這時立刻用電子信號向遠處地區發出報警，於是在地震波還沒有到達，遠處地區就知道發生了地震，可立即拉響警笛或採取切斷電源、關閉氣閥等措施，減輕人員傷亡和財產損失。
縱波與橫波都是地震波，為什麼要利用它們的傳播速度差異進行預警呢？這是因為橫波造成的地震災害要比縱波大得多，而傳播速度又比縱波慢，從而可以利用它們之間的時間差發出警報信息。但是，縱波與橫波傳播速度的差異較小，縱波約每秒6公裡，橫波約每秒3.3公裡，而且距離震中越近，時間差就越小，發出預警信息就更難。
如何利用致災地震動強度閾值來實現預警呢？核電站通常採用這種方法，通過建立地震動監測系統，當地震動幅度超過給定的閾值時，監控器報警並採取緊急措施，安全停堆，從而防止核洩漏。墨西哥、日本、羅馬尼亞等國家的一些重大工程，如水壩、核電站等都已建立了地震預警及處置系統。
總體來說，建立地震預警系統的地區有以下三個特點：
一是地震發生頻繁。如日本、臺灣、墨西哥和美國加州都位於太平洋地震帶上，地震活動比較頻繁；二是有較強的經濟實力。地震預警系統對地震臺網有嚴格要求，而且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很高；三是設防區域小，預警價值高。日本、臺灣面積偏小，美國的地震預警系統主要在舊金山周邊區域。而且，這些防禦區域經濟相對發達，高科技產業密集，人口密度也大。
地震預警的局限性
儘管地震預警為人類減輕地震災難帶來了一束曙光，但就地震預警的原理而言，又有其必然的缺陷，具體有以下兩點：一是受預警範圍和時間的限制。預警系統的原理決定了其提供的應急時間是有限的，一般在10秒左右。在這段時間內，我們可以停止高速列車、從電梯撤離、終止或保護關鍵儀器和設備、將人員撤離到安全地帶等，但也僅限於此，不能把預警的作用一味誇大。越是接近震中，能提供預警的時間就越短，甚至預警與強地震波幾乎同時出現；離震中越遠，提供的預警時間越長，但意義也隨之削弱；二是遲報、不報或誤報。目前，這種系統還處於發展階段，地震預警因為求「快」，對地震大小、震源等信息的判斷不一定完全準確，存在很多遲報或不報等情況。但是，由於地震預測、預報尚處於科學探索階段，特別是短期與臨震預報的水平與社會需求仍相距甚遠。相比之下，地震預警的時間雖短，但其準確率卻相對較高。
現在，地震預警系統大體上仍處於搖籃階段，但發展中的這種系統還是十分有效的。例如，墨西哥城於1991年8月建立了向公眾發布地震警報的地震預警系統。1995年，格雷羅地區發生7.3級地震，地震預警系統在地震波到達墨西哥城前72秒發出地震警報，為地震緊急處置贏得寶貴時間，大大減少了墨西哥城的人員傷亡和經濟損失。而日本則早在20世紀50年代，開始建立鐵路系統緊急地震監測和預警系統，是世界上最早建立實時地震預警系統的國家。日本的國家地震預警系統也於 2004年試運行，當年10月，日本新澙發生7.0級地震，地震預警系統即有效運行，從而減少了人員傷亡和財產損失。
我國是作為墨西哥、日本之後第三個具有公眾地震預警技術能力的國家。我國於2010年開始地震預警系統的技術攻關，2011年建成福建省地震預警示範系統， 2015年6月批准啟動《國家地震烈度速報與預警工程》，2018年6月批准項目初步設計方案，目前項目正在建設中。計劃於2022年底完成全部工程建設和試運行。
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來源：河南防震減災（ID：henandzj）