按:6月16日日本巖手發(fā)生了7.2級(jí)地震,有關(guān)媒體報(bào)道了日本氣象廳提前10秒發(fā)出了地震預(yù)警。很多網(wǎng)民紛紛詢問(wèn),什么是地震預(yù)警,地震預(yù)警是不是地震預(yù)報(bào)。本網(wǎng)特約陳會(huì)忠研究員談?wù)劦卣痤A(yù)警是怎么回事。
陳會(huì)忠研究員:地震預(yù)警是利用地震波本身傳播特性的差異,或者利用地震波和電磁波傳播的速度差異,發(fā)出地震警報(bào)的一種技術(shù),它不是地震預(yù)報(bào)。
大家都知道地震波在近處傳播主要有兩種成分,一種是縱波,也稱P波。另一種是橫波,也稱S波。縱波在地球內(nèi)部傳播速度是6公里多,橫波是3.5公里左右。縱波和聲波一樣,是擠壓傳播的,大地震時(shí)人們感覺(jué)是上下顛的,就是縱波。橫波是剪切的,大地震時(shí)人們感覺(jué)是左右搖晃的。橫波的能量比縱波能量大,具有更大的破壞性。由于這兩種波傳播的速度不一樣,縱波傳得快橫波傳的慢,縱波破壞小橫波破壞大。這個(gè)時(shí)間差可以用來(lái)預(yù)警,以躲避橫波的大破壞。橫波和縱波時(shí)間差1秒,傳播的距離差大約8公里 ,這稱為虛波速度。比如,在距離震中80公里以外,這個(gè)時(shí)間差就有10秒鐘。利用這10秒鐘時(shí)間,是可以采取一定的避讓措施來(lái)減輕傷亡的。這次汶川大地震,在北川、茂縣、綿陽(yáng)、青川都有這種感覺(jué),即先顛后晃,晃動(dòng)時(shí)破壞特別大,就是P波和S波速度和性質(zhì)不一樣造成的。
另外,相對(duì)電磁波30萬(wàn)公里的傳播速度來(lái),地震波的傳播速度顯然是慢得多。當(dāng)一個(gè)大地震發(fā)生后,在大地震震中附近的地震臺(tái)首先收到了地震波。這時(shí)立刻發(fā)出告警信號(hào),由于電磁波傳播極快,可以使遠(yuǎn)處的地區(qū)在地震波還沒(méi)有到達(dá)時(shí),就知道發(fā)生了大地震,立即采取避讓措施,來(lái)減輕傷亡。假如據(jù)震中60公里以外,在震中位置的地震臺(tái)立即發(fā)出預(yù)警信號(hào),即使是P波,也可有10秒的躲避時(shí)間,S波就更長(zhǎng)了,可有將近18秒時(shí)間。
地震預(yù)警首先實(shí)踐是墨西哥,由于墨西哥地處太平洋板塊地震帶東緣,地震大都發(fā)生在墨西哥西近海里,對(duì)墨西哥陸地破壞很大,他們就在近海和海邊布設(shè)了一些預(yù)警用的地震臺(tái),當(dāng)?shù)卣鹋_(tái)接收到大地震波時(shí),就發(fā)出地震告警,使遠(yuǎn)離海岸的人們作好準(zhǔn)備。
日本氣象廳在2007年宣布從10月1日起,建成了大地震預(yù)警系統(tǒng),開(kāi)展地震預(yù)警服務(wù)。這次預(yù)警可能就是這個(gè)系統(tǒng)發(fā)出的。日本的地震臺(tái)網(wǎng)非常密,總共有1200多個(gè)地震臺(tái),相當(dāng)于每隔7到10公里就有一個(gè)地震臺(tái),具有很好的實(shí)施地震預(yù)警條件。
下面是日本氣象廳發(fā)布的大地震預(yù)警的原理,日文叫“緊急地震速報(bào)”這個(gè)圖大家可以看懂,圖中的圓點(diǎn)表示地震臺(tái):

我們可以看出這是一個(gè)利用電磁波和地震波傳播速度之差的地震預(yù)警系統(tǒng),這個(gè)系統(tǒng)應(yīng)該說(shuō)是一個(gè)復(fù)雜的系統(tǒng),它需要極其短的時(shí)間里迅速判斷地震的震中、大小及預(yù)測(cè)影響區(qū)域的地震動(dòng)烈度,它分三個(gè)步驟地,即:
地震發(fā)生后,離震中最近的地震臺(tái)收到P波后,立即發(fā)出第一個(gè)預(yù)警,這是一個(gè)最初步的預(yù)警;
10秒后,這時(shí)已經(jīng)有2到3個(gè)地震臺(tái)收到了地震的P波,也可能有的地震臺(tái)已經(jīng)收到S 波了。發(fā)出第二次預(yù)警,這個(gè)預(yù)警比第一個(gè)預(yù)警的準(zhǔn)確度要高多了。
20秒以后,這時(shí)已經(jīng)有2到3個(gè)地震臺(tái)收到了地震的P波,更多的地震臺(tái)已經(jīng)收到S 波了。發(fā)出第三次預(yù)警,這個(gè)預(yù)警已經(jīng)比較準(zhǔn)確了。
因此日本氣象廳的地震預(yù)警主要是針大地震時(shí),對(duì)具有破壞力較強(qiáng)的S波預(yù)警,并且是對(duì)距離震中一定距離的區(qū)域。要知道第三次預(yù)警時(shí),P波已經(jīng)傳遞了120多公里,S波已經(jīng)傳遞了70公里了。目的是利用這十幾秒時(shí)間,對(duì)于地震后可能法身較大破壞地區(qū),盡最大努力來(lái)避險(xiǎn)。
日本氣象廳在啟用這個(gè)系統(tǒng)同時(shí),向公眾宣布了如何利用這個(gè)系統(tǒng),下面是應(yīng)用舉例:
這些例子表明,地震預(yù)警首先可以用于,高速列車的制動(dòng)、海岸防波閘關(guān)閉、人員避災(zāi)、交通管制,飛機(jī)起降管理,海嘯對(duì)輪船影響預(yù)警等等。
同時(shí),還可以通過(guò)廣播和電視向居民和工作人員發(fā)出預(yù)警,包括家庭、學(xué)校、集會(huì)停止和避險(xiǎn)、工作和高危工作停止、生命線和電梯應(yīng)急管理等等。
日本氣象廳還特別指出,地震預(yù)警系統(tǒng)時(shí)間有限,它的適用范圍和效果也是有限的:
地震預(yù)警是預(yù)報(bào)最大震動(dòng)和搖晃得到來(lái),只有幾秒到幾十秒時(shí)間,震中并不是準(zhǔn)確的,只是由最近的地震臺(tái)來(lái)確定的;
第一次預(yù)警可能會(huì)產(chǎn)生由于事故、雷電、設(shè)備故障的原因誤報(bào);
對(duì)于地震發(fā)生的復(fù)雜性,對(duì)特大地震預(yù)警的準(zhǔn)確度和精度還存在較大誤差;
對(duì)于地震烈度的預(yù)測(cè),還有賴于地震波傳播衰減關(guān)系和場(chǎng)地效應(yīng)的研究。
如上所說(shuō),建立地震預(yù)警系統(tǒng)是有條件的,墨西哥和日本都是根據(jù)自己的實(shí)際,建立了
地震預(yù)警系統(tǒng),我國(guó)許多科學(xué)家也提議建立地震預(yù)警系統(tǒng)。如何實(shí)現(xiàn),還需要根據(jù)我國(guó)地震觀測(cè)網(wǎng)現(xiàn)狀及具體地區(qū)實(shí)際來(lái)研究。