地震頻發(fā)，讓地震預警逐漸進入人們的視野。2月20日，我國自主研發(fā)的地震預警系統(tǒng)對當天在云南省巧家縣附近發(fā)生的4.9級地震成功預警，讓人們真正體會到地震預警系統(tǒng)得作用。
與地震波“賽跑”
地震預警，是指在地震發(fā)生后，利用地震波傳播速度小于電波傳播速度的特點，提前對地震波尚未到達的地方進行預警。而與之容易混淆的地震預報則是對尚未發(fā)生、但可能發(fā)生的地震進行事先推測，分為經(jīng)驗預報和物理預報兩種。人們常說的“小震鬧，大震到”和“雞飛狗叫”就是經(jīng)驗預報，目前已有的地震預報大多屬于此類。
一般來說，地震波的傳播速度是每秒幾公里，而電波的速度為每秒30萬公里。因此，如果能夠利用實時監(jiān)測臺網(wǎng)獲取的地震信息，以及對地震可能的破壞范圍和程度的快速評估結(jié)果，就有利用破壞性地震波到達之前的短暫時間發(fā)出預警。
1月20日發(fā)揮作用的地震預警系統(tǒng)則是指實現(xiàn)地震預警的配套設(shè)施。按照系統(tǒng)響應(yīng)的順序可包括：地震監(jiān)測臺網(wǎng)、地震參數(shù)快速判測系統(tǒng)、警報信息快速發(fā)布系統(tǒng)和預警信息接受終端。整套系統(tǒng)的特點是高度集成、實時監(jiān)控、飛速響應(yīng)，尤其是飛速響應(yīng)這一點至關(guān)重要。因為地震預警系統(tǒng)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(yīng)對時間，用分秒必爭來形容最為恰當不過。
當?shù)卣鸢l(fā)生后，離震中最近的幾個預警臺站會陸續(xù)接收到地震信號，觸發(fā)地震參數(shù)快速判測系統(tǒng);在收到信號的幾秒至十幾秒內(nèi)，快速判測系統(tǒng)將估算出地震的發(fā)震時刻，發(fā)震位置，震源的類型和震級的大小;然后利用這些參數(shù)模擬出相關(guān)區(qū)域內(nèi)地面運動的強烈程度;根據(jù)模擬的結(jié)果，搶在相應(yīng)地震波以前，向不同地區(qū)發(fā)出相應(yīng)的預警信息。[page]
預警能力尚有缺陷
部署地震預警系統(tǒng)，是一個整體的社會工程，并不是一個簡單的技術(shù)問題，需要綜合考慮科技因素、經(jīng)濟因素和社會因素。它的原理決定了地震預警系統(tǒng)能夠提供的應(yīng)急時間是有上限的。曾在美國舊金山灣區(qū)進行的ElarmS地震預警系統(tǒng)表明，這套預警系統(tǒng)，對于不到一半的地震，能夠提供10秒以上的預警時間;對于絕大多數(shù)地震，能夠提供的有效預警時間不超過30秒。在幾秒至數(shù)十秒的時間內(nèi)，我們能夠采取什么樣的措施減少損傷?停止高速列車、從電梯撤離、終止或保護關(guān)鍵儀器和設(shè)備、人員撤離到安全地帶等等……我們可以做的很多，但是我們不能做的卻更多。
此外，預警系統(tǒng)面臨一個尷尬的規(guī)律：越是地面運動強烈的極震區(qū)，能提供預警的時間就越短;對預警系統(tǒng)依賴越弱的地區(qū)，能提供的預警時間反而越長。再拿汶川地震舉兩個極端的例子：離震中不到20公里的映秀鎮(zhèn)，處于預警系統(tǒng)的響應(yīng)盲區(qū)，基本沒有可能獲得提前預警;而距離震中約1500公里的北京，可獲得大約3分鐘的提前預警，但又幾乎沒有意義。日本也在其預警系統(tǒng)的宣傳手冊中提到，如果您距離震中太近，預警信息和地震波可能同時到達。
除去這些天生的缺陷，預警系統(tǒng)在關(guān)鍵技術(shù)上還沒能做到十全十美，尤其是地震參數(shù)的快速判定。作為5個部署了地震預警系統(tǒng)的國家地區(qū)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(The Japan Times)一則標題為“地震預警系統(tǒng)再次失效”的新聞，從一個側(cè)面反映出了地震預警系統(tǒng)的現(xiàn)狀。新聞中提到，預警系統(tǒng)對在日本海岸發(fā)生的震級為4.7級的地震并未發(fā)出預警信息，原因是快速判定的地面運動強度為4級(根據(jù)日本烈度表)，低于警報閾值5級，而實際的地面運動強度為7級。在6月14日里氏7.2級的地震中，預警系統(tǒng)雖然被即時觸發(fā)，但預估的震級為5.7級，仍遠低于實際的7.2級。地震參數(shù)快速判定，難就難在一個“快”字上。對于一個5-6級的地震，震源的破裂過程會持續(xù)幾秒至十幾秒。而預警系統(tǒng)試圖利用前幾秒的地震波形，就預估出整個地震的大小，發(fā)震的位置，震源的性質(zhì)，進而得出各個地區(qū)地面運動的強烈程度。[page]
發(fā)揮功效還需社會配合
地震預警系統(tǒng)不僅需要先進的科學技術(shù)，同時也是一個復雜的社會工程。但目前在中國，地震預警應(yīng)用標準和制度，甚至演練尤其缺乏。因此即使汶川大地震震區(qū)的人們，在震后得到了更多的地震教育，卻不能準確地根據(jù)不同的地震信息采取相應(yīng)的措施。
2011年10月的一個晚上，家住六樓的體驗者何曾建正在家里看電視，突然手機提醒20秒后將有5級地震，他立即關(guān)掉電視電源，打開防盜門，坐下來“傻傻地”等待。20秒后，地震來了，他緊緊盯著樓頂原有的裂縫，隨時準備以演練時的十幾秒的速度跑到1樓，但妻子正抱著9歲的女兒坐在沙發(fā)上。“8級大地震都經(jīng)歷了，余震太多了，都疲勞了。”他說。
地震預警的應(yīng)用標準和制度建設(shè)的滯后，也制約了減災所研制的預警系統(tǒng)的廣泛應(yīng)用。如雙河中學擔心預警撤離會帶來安全事故，因此在2011年12月6日關(guān)閉了該系統(tǒng)。“我們現(xiàn)在還在思考要不要再開啟系統(tǒng)。”教導主任郭天茂表達了校方的猶豫。
青川縣防震減災局計劃依靠減災所的技術(shù)建立預警網(wǎng)絡(luò)。“但即使建成了，也只會為政府決策做依據(jù)。如果法律上沒有免責規(guī)定，我們也不敢面向社會，如果出現(xiàn)誤報、漏報帶來損失，誰負責呢?防震減災局的負責人表達了自己的擔心。
在日本，正式使用預警系統(tǒng)時，就首先通過了免責法案，如果出現(xiàn)誤報等問題，可以不追究預警部門的責任。日本政府還投資了建設(shè)預警臺網(wǎng)，通過立法，要求高鐵、核電站、全國所有中小學等領(lǐng)域強制安裝。
在中國，這些工作同樣只有政府才能完成。2011年，四川成都高新減災所曾和云南省地震局聯(lián)合開展一項關(guān)于地震預警時如何自動關(guān)閉燃氣閥門的試驗，在經(jīng)過多次協(xié)調(diào)后，燃氣公司才勉強同意利用云南省地震局食堂的燃氣管道進行試驗。[page]
我國或?qū)⒔ǖ卣痤A警網(wǎng)
2012年5月14日，中午12時0分，汶川縣境內(nèi)的電視播出字幕信息：“溫馨提示：青川縣正在發(fā)生輕微地震，汶川無震感。汶川縣防震減災局，成都高新減災研究所。”這是全國首次電視實時播報地震預警，由汶川縣防震減災局和成都高新減災研究所合作實現(xiàn)。此舉被認為是我國地震預警技術(shù)面向公眾發(fā)布過程的里程碑式進步，也是我國公眾應(yīng)用地震預警信息的重要一步。
2012年9月2日，由成都高新減災研究所自主研發(fā)的“ICL地震預警技術(shù)系統(tǒng)”通過四川省科技廳組織的科技成果鑒定，這也是中國首個通過科技成果鑒定的地震預警技術(shù)系統(tǒng)。該項目通過對地震動波形的監(jiān)測、分析、匯總、綜合分析、實現(xiàn)地震預警的有關(guān)參數(shù)計算和估算，生成地震預警警報，從而得到地震預警信息的響應(yīng)發(fā)布。
2013年1月5日，由成都高新減災研究所研發(fā)的地震預警技術(shù)，通過新浪微博自動發(fā)出地震預警信息，顯示地震橫波還有15秒到達成都。這是中國首次通過微博自動發(fā)送地震預警信息。
現(xiàn)在，多數(shù)地震預警皆由民間機構(gòu)完成，我國國家地震局目前也在福建省研發(fā)地震預警系統(tǒng)。目前，福建臺網(wǎng)臺站總數(shù)已達125個，臺間距平均31公里;福建臺網(wǎng)對全省地震的監(jiān)測能力達1.0級，地震速報時間網(wǎng)內(nèi)為1分鐘;地震烈度速報時間網(wǎng)內(nèi)為5分鐘。按照新一代臺網(wǎng)的設(shè)計目標，經(jīng)新建和改造后，所有臺站同時承擔地震速報、烈度速報、地震預警等多項工作任務(wù)。
2012年9月，福建省地震預警與烈度速報系統(tǒng)在福建地震臺網(wǎng)試運行。據(jù)介紹，試運行期間，系統(tǒng)運行平穩(wěn)可靠，已成功對福建長樂海域3.3級、福建仙游2.5級等一系列地震進行預警，沒有一起漏報錯報。2012年12月19日發(fā)生在臺灣花蓮附近海域的地震，地震預警系統(tǒng)在震后十幾秒即處理完信息，理論上為福建沿海地區(qū)贏得40秒以上的預警時間。
目前，中國地震局“國家地震烈度速報與預警工程”已經(jīng)進入發(fā)改委立項程序，計劃投入20億元，用5年時間建設(shè)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(tǒng)。
地震預警是一個復雜龐大的工程，一方面需要政府出臺政策規(guī)劃預警系統(tǒng)的建設(shè)，劃撥相關(guān)的資金，出臺相關(guān)法規(guī);另一方面也需要全社會的關(guān)注和參與。畢竟，地震預警系統(tǒng)發(fā)揮作用，也需要公眾熟悉逃生技巧，額避險知識。只有做到多方配合，才能在災難之后，將人員傷亡和財產(chǎn)損失降到最低。(王怡)
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