地震來臨前，爭取幾秒鐘的意義有多大

☉勞駿晶

地震預(yù)警

2022 年9 月5 日12 時52 分，四川省甘孜州瀘定縣發(fā)生6.8級地震。地震發(fā)生5秒后，地震預(yù)警的信息就先于地震波傳播到各地。這是成都高新減災(zāi)研究所（簡稱減災(zāi)所）與中國地震局聯(lián)合建設(shè)的中國地震預(yù)警網(wǎng)發(fā)出的成功預(yù)警。

這套預(yù)警系統(tǒng)為距震中53千米的康定市，提供了7 秒的預(yù)警時間；距震中99千米的雅安市，預(yù)警時間為20 秒；距震中161千米的樂山市，預(yù)警時間為36 秒；距震中176千米的眉山市，預(yù)警時間為40 秒；距震中221千米的成都市，預(yù)警時間為50秒。

大量民眾通過社區(qū)大喇叭、手機、電視機等終端，獲得了地震的消息。預(yù)警信息跑贏了地震波。

根據(jù)減災(zāi)所的大陸地震預(yù)警網(wǎng)測定，瀘定地震的最大烈度在9度左右，6度及以上區(qū)域涉及甘孜瀘定縣、九龍縣及雅安市石棉縣這3 個區(qū)縣的12個鄉(xiāng)鎮(zhèn)。這份烈度速報圖被提交給當?shù)氐牡卣鸷蛻?yīng)急部門。

這套預(yù)警系統(tǒng)已經(jīng)覆蓋240 萬平方公里，占中國人口密集的多震區(qū)面積的90%。本次瀘定地震，是這套系統(tǒng)自2011年以來連續(xù)成功預(yù)警的第73次破壞性地震。

地震發(fā)生后，社交網(wǎng)絡(luò)上出現(xiàn)了很多預(yù)警信息。四川樂山市收到的預(yù)警時間是36 秒，一位學生家長看到手機里倒計時數(shù)到了20，急著往樂山某實驗學校跑。趕到時，這所學校的學生已經(jīng)在老師的組織下，全部集結(jié)在學校操場上。此時手機上和學校大喇叭里的倒計時還沒有結(jié)束。他們搶在地震波到來之前完成了避險。

學生在消防員的指導(dǎo)下學習地震自救技能

地震預(yù)警不同于地震預(yù)報。地震預(yù)警是在可能發(fā)生地震的區(qū)域安裝大量地震預(yù)警傳感器，這些傳感器監(jiān)測到從地下傳遞到地表的震動，然后把監(jiān)測數(shù)據(jù)以電波形式傳到預(yù)警中心，預(yù)警中心立即分析這些數(shù)據(jù)。地震來臨時，系統(tǒng)則自動通過網(wǎng)絡(luò)傳至手機、電視和其他的專用終端，向民眾和重大工程發(fā)出警報。

電波和地震波的賽跑

地震預(yù)警的原理本質(zhì)上就是一場賽跑，電磁波與地震波的賽跑。

早在1868年，在海沃德大地震后，美國的庫博博士提出，利用電磁波比地震波快、地震縱波比橫波快的原理，信號可以跑贏地震波，進行預(yù)警。

地震發(fā)生時，會產(chǎn)生兩種主要的地震波。一是縱波，它的傳播速度約為6km/s，速度快但造成震動較弱。另一種是橫波，傳播速度約為3.5km/s，速度較慢但造成震動較大。橫波將引起地面水平晃動，會在水平方向拉扯建筑物。而垂直聳立的建筑往往水平耐震能力較弱，因而橫波通常是造成破壞的主因。

電磁波的傳播速度高達300000km/s。正因為電磁波比地震波快，縱波比橫波快，安裝在地震多發(fā)區(qū)域的檢測臺站，可以迅速捕捉到縱波，然后計算出包括時間、地點、震級大小在內(nèi)的地震參數(shù)，以及產(chǎn)生的影響和預(yù)警時間。在橫波擴散之前，這些信息可以通過電磁波迅速分發(fā)，為地震波及范圍的民眾搶出一個時間窗口。

在這場賽跑中，也存在盲區(qū)，就是那些距離震中較近的區(qū)域——預(yù)警可能與地震橫波同時到達。

預(yù)警搶出的每一秒鐘，都可能帶來巨大的改變。《西北地震學報》2002 年進行的研究表明，預(yù)警時間為3 秒時，可使人員傷亡減少14%；預(yù)警時間為10 秒時，傷亡減少39%，20秒的預(yù)警時間可以減少高達63%的傷亡。

如果預(yù)警只有3 秒，人們可以躲在桌子下，或者跑進衛(wèi)生間；如果有5秒～10 秒，住在一樓的人就可以疏散到樓外。

此外，一些重大工程尤其需要預(yù)警時間。比如，公共交通可以及時停運。而對于核電站，只需要幾秒鐘就可以關(guān)停核反應(yīng)堆。

2018 年10 月31 日，四川西昌發(fā)生5.1 級地震。當時西昌衛(wèi)星發(fā)射中心正在進行火箭發(fā)射的準備工作，工作人員提前10 秒收到預(yù)警，迅速對相關(guān)設(shè)備進行應(yīng)急處理。

地震預(yù)報

2008 年5 月12 日晚，正在奧地利一所研究院從事理論物理研究的王暾，看到家鄉(xiāng)四川的災(zāi)情，再也坐不住了，決定回國研究地震預(yù)警。回國后，他參與組建了成都高新減災(zāi)研究所。

2011 年4 月25 日，通過王暾牽頭研發(fā)的地震預(yù)警試驗系統(tǒng)，中國首次發(fā)出地震預(yù)警信息。從2011 年首次預(yù)報至今，它保持了零誤報、零漏報的戰(zhàn)績。

地震這樣的小概率事件，平時很難引起民眾的重視。“所以最難的不是技術(shù)，而是大家平時不會關(guān)心。”王暾說，“這只能通過不斷的宣傳教育來引起重視。大家并不足夠了解地震預(yù)警的作用，除了緊急逃生，預(yù)警系統(tǒng)還能提醒人避險，比如及時離開家具、吊燈，可以避免受傷。此外，烈度不強的時候，預(yù)警系統(tǒng)上的提醒信息還可以起到安定人心的作用，避免發(fā)生踩踏之類的傷亡事故。”

此外，減災(zāi)所也在進行地震預(yù)報的研究。

由于復(fù)雜的地震成因，這仍是一個世界級的難題，至今沒有哪個國家哪個系統(tǒng)可以做到地震預(yù)報。

近期，減災(zāi)所和相關(guān)部門正在加緊建設(shè)“地下云圖網(wǎng)”。所謂地下云圖，是將傳感器安裝在地表，監(jiān)測地下5 千米～20千米處的應(yīng)力和能量，繪制出地下應(yīng)力和能量的動態(tài)演化圖。他們希望通過這張圖，準確算出地震可能發(fā)生的時間范圍和空間范圍。

王暾說：“研究還在路上。”