關于地震預警的思考

付佳

四川512地震發生之后，人們在震驚、悲傷之余發出了這樣的疑問：“為什么地震局沒有提前預報？”客觀地說，在現階段地震是無法預報的。當大地震突如其來，我們只能承受災難嗎？2008年5月25日，四川地震專家委員會成員、中國科技大學教授倪四道指出，地震發生過程之中如果可以做好早期預警，可以在一定程度上避免災難擴大化?？煽?、快速的數據傳輸是建立地 震預警系和烈度速報系統的基礎。分析地震預警和烈度速報對通信的需求，基于現代通信技術，從穩定性、可靠性、有效性和抗毀需求出發，通過給出適用于地震預 警系統和烈度速報系統的數據通信模式。

一、地震預警系統的組成

地震預警系統由地震監測系統、通信系統、中央處理控制系統和警報系統4個部分組成，每一部分的處理時間之和與地震波走時之差形成了最終的預警時間。地震監測系統的主要任務是通過地震監測臺站采集相關數據；通信系統將地震監測系統采集到的數據發送到主機；中央處理控制系統對相關數據進行處理并做出決策，如果發生地震將通過警報系統對用戶進行警報。

1.預警系統

預警系統是專家系統的一個分支。專家系統是基于知識的系統，

2.地震預警系統的評價體系

地震預警系統是在地震發生后、地表面強烈振動之前，爭取地震能于在某種特定的領域中運用領域專家多年積累的經驗和專業知識，求解需要專家才能解決的困難問題。專家系統的奠基人費根鮑姆教授把專家系統定義為：“專家系統是一種智能的計算機程序，它運用知識和推理來解決只有專家才能解決的復雜問題。”由此可知，專家系統是一種模擬專（數據和家決策能力的計算機系統。預警系統是根據過去和現在的信息宏觀金融、農業、經驗）推斷可能發生和出現的情況。目前，在宏觀經濟、電力、石油、煤化工、通信、鐵路運輸等領域都有運用。

量傳遞的短短數秒鐘乃至數十秒的時間，以空間換取時間發出警訊來降低地震帶來的災難程度。有組織已經測出，如果主震區提前2s獲得了警報，其區域的死亡人數能減少25%；如果能提前5s獲得警報，死亡人數能減少80%。因為5s的時間足可以讓人躲到桌子底下、站到門口或用坐墊或被褥蓋住頭部。因此，評價地震預警系統成敗的一個重要標志，是看其能否快速確定地震震級及震中位置并將預警信息進行及時發布。

2.1地震預警系統

地震預警有別于地震預報，預報是震前的，而預警則是地震過程中

3.國外地震預警系統的研究現狀

目前，日本、哥斯達黎加、土耳其、墨西哥等國已建立了地震預警系統。日本是一個地震多發的國家，歷史上曾多次發生造成嚴重人員傷亡的大地震，很早以前他們就將地震預警系統運用在新干線的安全管理方面。日本在2007年10月發布了新型地震預警系統，期望在沖擊波到達之前的2min內預報地震。這一新型地震預警系統是由日本氣象廳（JMA）運作的，此新型預警系統將一個廣泛的地震監測網與高速網絡聯工廠和手機運營商在內的不同用戶提供數據結起來，并為包括電視臺、服務。人類和地震波進行的一場賽跑。地震預警系統是一套可迅速偵測到地震并對震區發出警訊的系統。該系統能在地震發生后、地表面強烈振動之前，爭取地震能量傳遞的短短數秒鐘乃至數十秒的時間，以空間換取時間，發出警訊，以降低地震帶來的災難程度。

4.地震預警系統的物理原理

地震預警系統的物理原理有兩個：

原理一，在地震時，地面強烈振動（剪力波，其速度為4km/s）及表面波所引起，而S波及表通常是由S波面波傳遞速度較P波（初達波，其速度為7km/s）傳遞速度慢。

原理二，地震波傳遞速度遠小于電話或無線電傳遞訊號的速度。例如，有一個地震，發生地點距某城市100km遠，地震發生后，P波大約于15s后到達，而S波及表面波大約于25s后才到達。假如在該城市設置一套偵測地震波的儀器，當其測到P波后立即發布警報，則該城市在受到強烈推動之前，便有10s的預警時間。如果更進一步在震源附近設置地震儀，當其偵測到地震后，立即透過無線電傳送地震信息，該城市將有更長的預警時間。

預警時間的長短依地震發生地點至預警地區之距離遠近而定，地震發生地點越靠近預警地區則預警時間越短。換言之，地震預警系統對在震中附近地區之功效不大，但是對距離較遠地區則功效顯著。

2008年推出一種新手機系統，以利用此地震預警系統來向手機用戶自動發出地震警報信號。日本的建筑物上都裝有用來接收政府或服務供應商所發出的數據的接收機，可以及時收取這一警報。位于中美洲南部的哥斯達黎加，東臨加勒比海，西瀕大西洋，北接尼加拉瓜，東南與巴拿馬毗連。其獨特的地理位置和地質環境使得哥斯達黎加經常會遭受到地震的侵襲。在整個國家的不同區域以及不同地層深度，都有頻繁的地震發生。在尼科亞半島下面有個潛在的破壞性地震源，因此哥斯達黎加政府在其附近安置了大量地震儀，以便重點監測。此外，整個哥斯達黎加的太平洋沿岸地區在歷史上都曾經歷過數次大規模的地震，因此在其中部署地震儀進行地震預警將有非常大的成功可能性。例如，在尼科亞的地震空白地帶（地震空白地帶是指處于地震活躍的板塊邊界，但是已經數十年沒有發生過大規模地震的地區，這些地區因為已經積聚了大量的能量，所以極有可能在未來發生地震。）系統的網絡由12個地震儀組成，地震儀分布在半島沿岸40km的范圍內。地震儀實時把數據記錄發送給位于埃雷迪亞?。℉eredia）OVSICORI-UNA

的控制中心，控制中心的識別算法處理系統把各個站的信號分別進行處理，根據時間的增長率測定地震震級。