关于地震预警的思考

付佳

四川512地震发生之后，人们在震惊、悲伤之余发出了这样的疑问：“为什么地震局没有提前预报？”客观地说，在现阶段地震是无法预报的。当大地震突如其来，我们只能承受灾难吗？2008年5月25日，四川地震专家委员会成员、中国科技大学教授倪四道指出，地震发生过程之中如果可以做好早期预警，可以在一定程度上避免灾难扩大化。可靠、快速的数据传输是建立地 震预警系和烈度速报系统的基础。分析地震预警和烈度速报对通信的需求，基于现代通信技术，从稳定性、可靠性、有效性和抗毁需求出发，通过给出适用于地震预 警系统和烈度速报系统的数据通信模式。

一、地震预警系统的组成

地震预警系统由地震监测系统、通信系统、中央处理控制系统和警报系统4个部分组成，每一部分的处理时间之和与地震波走时之差形成了最终的预警时间。地震监测系统的主要任务是通过地震监测台站采集相关数据；通信系统将地震监测系统采集到的数据发送到主机；中央处理控制系统对相关数据进行处理并做出决策，如果发生地震将通过警报系统对用户进行警报。

1.预警系统

预警系统是专家系统的一个分支。专家系统是基于知识的系统，

2.地震预警系统的评价体系

地震预警系统是在地震发生后、地表面强烈振动之前，争取地震能于在某种特定的领域中运用领域专家多年积累的经验和专业知识，求解需要专家才能解决的困难问题。专家系统的奠基人费根鲍姆教授把专家系统定义为：“专家系统是一种智能的计算机程序，它运用知识和推理来解决只有专家才能解决的复杂问题。”由此可知，专家系统是一种模拟专（数据和家决策能力的计算机系统。预警系统是根据过去和现在的信息宏观金融、农业、经验）推断可能发生和出现的情况。目前，在宏观经济、电力、石油、煤化工、通信、铁路运输等领域都有运用。

量传递的短短数秒钟乃至数十秒的时间，以空间换取时间发出警讯来降低地震带来的灾难程度。有组织已经测出，如果主震区提前2s获得了警报，其区域的死亡人数能减少25%；如果能提前5s获得警报，死亡人数能减少80%。因为5s的时间足可以让人躲到桌子底下、站到门口或用坐垫或被褥盖住头部。因此，评价地震预警系统成败的一个重要标志，是看其能否快速确定地震震级及震中位置并将预警信息进行及时发布。

2.1地震预警系统

地震预警有别于地震预报，预报是震前的，而预警则是地震过程中

3.国外地震预警系统的研究现状

目前，日本、哥斯达黎加、土耳其、墨西哥等国已建立了地震预警系统。日本是一个地震多发的国家，历史上曾多次发生造成严重人员伤亡的大地震，很早以前他们就将地震预警系统运用在新干线的安全管理方面。日本在2007年10月发布了新型地震预警系统，期望在冲击波到达之前的2min内预报地震。这一新型地震预警系统是由日本气象厅（JMA）运作的，此新型预警系统将一个广泛的地震监测网与高速网络联工厂和手机运营商在内的不同用户提供数据结起来，并为包括电视台、服务。人类和地震波进行的一场赛跑。地震预警系统是一套可迅速侦测到地震并对震区发出警讯的系统。该系统能在地震发生后、地表面强烈振动之前，争取地震能量传递的短短数秒钟乃至数十秒的时间，以空间换取时间，发出警讯，以降低地震带来的灾难程度。

4.地震预警系统的物理原理

地震预警系统的物理原理有两个：

原理一，在地震时，地面强烈振动（剪力波，其速度为4km/s）及表面波所引起，而S波及表通常是由S波面波传递速度较P波（初达波，其速度为7km/s）传递速度慢。

原理二，地震波传递速度远小于电话或无线电传递讯号的速度。例如，有一个地震，发生地点距某城市100km远，地震发生后，P波大约于15s后到达，而S波及表面波大约于25s后才到达。假如在该城市设置一套侦测地震波的仪器，当其测到P波后立即发布警报，则该城市在受到强烈推动之前，便有10s的预警时间。如果更进一步在震源附近设置地震仪，当其侦测到地震后，立即透过无线电传送地震信息，该城市将有更长的预警时间。

预警时间的长短依地震发生地点至预警地区之距离远近而定，地震发生地点越靠近预警地区则预警时间越短。换言之，地震预警系统对在震中附近地区之功效不大，但是对距离较远地区则功效显著。

2008年推出一种新手机系统，以利用此地震预警系统来向手机用户自动发出地震警报信号。日本的建筑物上都装有用来接收政府或服务供应商所发出的数据的接收机，可以及时收取这一警报。位于中美洲南部的哥斯达黎加，东临加勒比海，西濒大西洋，北接尼加拉瓜，东南与巴拿马毗连。其独特的地理位置和地質环境使得哥斯达黎加经常会遭受到地震的侵袭。在整个国家的不同区域以及不同地层深度，都有频繁的地震发生。在尼科亚半岛下面有个潜在的破坏性地震源，因此哥斯达黎加政府在其附近安置了大量地震仪，以便重点监测。此外，整个哥斯达黎加的太平洋沿岸地区在历史上都曾经历过数次大规模的地震，因此在其中部署地震仪进行地震预警将有非常大的成功可能性。例如，在尼科亚的地震空白地带（地震空白地带是指处于地震活跃的板块边界，但是已经数十年没有发生过大规模地震的地区，这些地区因为已经积聚了大量的能量，所以极有可能在未来发生地震。）系统的网络由12个地震仪组成，地震仪分布在半岛沿岸40km的范围内。地震仪实时把数据记录发送给位于埃雷迪亚省（Heredia）OVSICORI-UNA

的控制中心，控制中心的识别算法处理系统把各个站的信号分别进行处理，根据时间的增长率测定地震震级。