22年9月17日/【地震预警】

玄妙梦幻

提前20秒预警，可以减少63%的地震伤亡！地震预警是如何实现的

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2022/09/16 06:40 上海市

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9月5日，四川甘孜藏族自治州泸定县发生6.8级地震，四川、重庆部分居民的手机提前收到了地震预警信息。

什么是地震预警？收到地震预警后我们该怎么做？请听成都高新减灾研究所所长、地震预警与多灾种预警应用信息技术四川省重点实验室主任王暾在“一席”演讲上为我们深度解读。

『汶川地震发生当晚，我决定回国从事地震预警』

在过去的十几年里，我们一直在从事灾害预警的研究和应用。刚开始的时候，我们是从地震预警起步的。

我从浙江大学本科毕业后，在中科院力学所和美国康涅狄格大学各拿到了一个博士学位，随后到奥地利从事理论物理的博士后工作。

我在奥地利工作的那一年，汶川地震发生了，造成了重大人员伤亡。我是四川达州人，之前从来没想过四川会发生这么大的地震。其实，我当时所从事的研究与地震并没有关系，但我很想为汶川做点什么。于是，我当即查阅了文献，发现日本从2007年开始向全国提供地震预警服务，地震预警能够在地震造成灾难之前向人们发出警报。当时我就想，在下一次大地震发生的时候，我们中国能不能也有地震预警呢？

就在汶川地震发生的当天晚上，我决定回国从事这项工作。2008年6月，我回到成都，注册了“成都高新减灾研究所”。

可能有人会问：你为什么这么着急回国？因为地震在实验室里模拟不了，只能用天然的地震来进行地震预警的技术实验，所以我想利用汶川地震后的余震来进行技术实验。我也不知道余震会持续多久，因此我以最快的速度回国，并组建团队来进行实验。

也有人问过我：你为什么不到地震局或者中科院去进行地震预警研究呢？我的理由一是因为当时根本没有时间去应聘这些岗位，二是因为我本人也没有任何地震研究的背景。

我当时遇到的第一个问题是没钱。我跟我的老师、同学说：我想回国搞地震预警，我出50万元，你们再帮我筹点钱。结果，他们出了250万元，加起来一共是300万元。我用这些钱进行团队组建、技术实验，还买了一些设备。

我遇到的第二个问题是招不到人。一家民营单位，做的是地震预警的工作，恐怕是骗人的吧？在人才招聘市场，我经常被求职者当成骗子。

我遇到的第三个问题是不被社会理解。很多人都有这样的疑问：中国地震局都没有做出地震预警来，你能做出来吗？地震预警只有几秒到几十秒的时间，这有什么用呢？

面对这些问题，我们只能本着科学的精神，一步一个脚印来解决。


王暾

『将地震预警的监测仪器固定在墙上』

首先，来了解一下我国的地震情况。

中国确实是一个地震多发的国家。我国位于世界两大地震带——环太平洋地震带和欧亚地震带之间，受到了太平洋板块、印度板块和菲律宾板块的挤压，因此地震频发。尤其是成都以西的区域，几乎都是地震带，因为有印度板块与欧亚板块的挤压。

作为一名科学工作者，一开始我认为地震预警是一个技术问题，于是我们开始搞研发。

所谓地震预警，就是利用电波比地震波传播得快的原理，当地震正在发生时，能够对还没有被地震波及的区域发出警报。就像扔一块石头到水里，你会发现一圈圈的涟漪在向四周波动，其实地震波也是一样的，当地震发生时，地震波也在四周扩散。地震预警利用的时间，就是地震波从震中传到用户所在地点的传播时间，减去系统响应的时间。地震传播的时间往往只有几秒到几十秒，所以预警时间也只有几秒到几十秒。

为了实现地震预警，需要在可能发生地震的区域安装大量的传感器，当地震波从地下传到地面上的时候，这些传感器能够立刻监测到。我们进行了一系列的创新，比如，在全球率先将地震预警的监测仪器固定在墙上。当大量的传感器把监测到的地震波信息传到预警中心后，预警中心的软件服务器会自动分析这些数据，确认大地震正在发生，就会通过手机、电视和专用终端向民众以及重大工程，包括学校、社区等发出警报，以减少人员伤亡和次生灾害。

一般来说，地震发生时，我们很快能通过监测得知地震的三要素：震中位置、发震时刻、地震震级。比如，汶川地震发生在2008年5月12日14点28分，震级为8.0级。除此之外，地震中还有两个重要指标：一个是预警时间，就是地震抵达还没有被波及的地方需要多长时间。一个是地震烈度，就是指地震时某一地区的地面和各类建筑物遭受到一次地震影响的强弱程度。地震烈度共分为12个等级。一个地震只有一个震级，但是它对不同的方位或者距离的地点会有不同的烈度。

『如何将预警信息传给老百姓』

地震预警的技术体系比较成熟以后，我们以为自然就能把预警信息提供给老百姓。但事实上，要把这些预警信息传送到老百姓手里是非常难的，甚至比开发地震预警技术还要难。

如何将预警信息传出去？刚开始的时候，我们用短信方式为老百姓提供试验性的预警服务，没想到很快就受到了批评。2013年4月20日，芦山发生7级地震，主震预警的效果很好，但是余震很多，一个接着一个，我们的预警系统就不断地发出预警短信。结果，早上的地震下午还在发预警短信，有人就批评说：你这叫什么预警系统？那是马后炮。

中国之前没有地震预警这个概念，也没有标准和法规。为了把预警信息以及相应的地震应对方法充分地传递给老百姓，我们需要解决很多问题，需要一个接一个去填补这些空白。

我们进行了试点试验，在学校里，在电梯里，进行各种试验，让志愿者来反馈使用信息。后来，我们研发了地震预警App。我们希望地震预警或者灾害预警能够服务到每个老百姓，让每个老百姓在地震灾难发生时都能收到警报。

但问题是，灾害是小概率事件，大家平常很少去想地震这件事，因此也很少有人会下载我们的App。怎么让老百姓都能收到预警信息呢？

2019年6月17日，四川宜宾市长宁县发生6.0级地震，我们成功预警了此次强震，提前10秒向宜宾预警，提前61秒向成都预警。此次地震预警的影响很大，有25亿人次观看和阅读。小米公司的工作人员看见这则新闻后与我们沟通：能不能把手机预警的功能内置到小米手机？这样的话，只要买了手机的人，都可以及时收到地震预警信息。非常高兴的是，小米成了全国首个内置地震预警功能的手机。紧接着，vivo、OPPO、华为等手机也都相继内置了地震预警功能。

2020年1月10日，TCL电视正式启用地震预警功能。该功能上线后，用户只需开启地震预警服务，一旦周边发生地震时，TCL电视会在破坏性的地震波到达前，提前几秒到几十秒时间，以弹窗和警报声的形式，把震中位置、预警震级、预估烈度等地震预警信息告知用户，为用户争取避险时间。

我们发布的地震预警，有三种不同的警报声。如果大家听见“嘀嘀”的警报，表明房子可能会被破坏，需要紧急逃生。如果只听见“嘀”的警报，表明可能只有强烈晃动，但不会造成巨大破坏，天花板可能会掉下来，家具可能会倒下来，需要避险。如果没有听见警报声，表明可能有轻微晃动，但是不一定会造成破坏。

在党和政府的支持下，成都高新减灾研究所与广电部门、手机、电视等厂家合作，终于打通了地震预警的“最后一公里”，将预警信息传到了老百姓手里。

到今天为止，我们的地震预警网络已经覆盖240万平方公里，占我国人口密集的多震区面积的90％，成为全球最大的地震预警网。

『提前几秒到几十秒，地震预警有什么用』

地震预警只能提前几秒到几十秒，这点时间有什么用呢？

如果没有地震预警，地震发生后，地震波会传导到我们脚下，让我们感受到所处的环境在晃动，需要我们去判断是不是发生地震了，然后再决定该不该去避险。而如果有了地震预警，当地震发生时，离震中只有几公里或者十几公里的传感器会监测到地震波，预警中心收到信息后会迅速作出判断，发出指令，通过电视、手机、大喇叭等向震中周边的民众发出警报。这样，可以为民众节约判断决策的时间，从而增加避险的时间，减少伤亡。

有研究显示，3秒钟的预警时间，可以减少人员伤亡的比例是14%；提前10秒预警，可以减少39%的伤亡；提前20秒，可以减少63%的伤亡。假如汶川地震时有预警系统的话，可以给北川31秒的预警时间，因为它距离震中140公里；可以给青川55秒的预警时间；可以给成都18秒的预警时间；可以给汶川县7秒钟的预警时间。有了这些时间，可以减少2万人到3万人的死亡，避免2万个到3万个家庭的生离死别。

当然，地震预警会有盲区。震中周边一定的范围，比如说20公里范围内的人，总是先感受到晃动，才收到警报，这就是预警盲区。盲区越小越好。目前，日本的盲区半径是30公里，而我们的预警盲区达到了21公里。

收到预警应该怎么办？建议大家采取以下避险措施：预警时间为3秒的话，在室内到坚固体旁（如桌子下、床边）避险，室外则远离建筑；5秒的话，从平房中疏散到空旷地带；10秒的话，从楼内一二层疏散到空旷地带；20秒的话，从低楼层疏散到楼外，高楼层就近避险。

我们的地震预警系统到目前为止已经连续预警了63次破坏性地震，填补了6项国际空白、25项国内空白，研发了10项世界首创的地震预警技术。

现在，全球只有6个国家和地区拥有投入使用的地震预警系统。尼泊尔、印度尼西亚都采用了我们开发的地震预警技术。

那么地震预警会有误报吗？是的，可能会有。比如，日本曾经误报过9.1级地震和7.8级地震。它这样一误报，高铁就停下来了，地铁也停下来，商场和学校马上紧急疏散人员。

比较幸运的是，我们到今天为止还没有误报过。所以，当你听见倒计时警报声响起时，一定要采取措施，紧急避险，千万不要犹豫。

目前，我们与小米公司合作的全球首个基于手机监测的地震预警传感器网络开始运行。未来，我们的地震预警网将覆盖更加广阔的区域范围。

『从地震预警延伸到多灾种预警』

经常有人问我这样一个问题：地震预警是地震预报吗？这两者虽然只差了一个字，但是有很大区别。

地震预警是针对已经发生的地震，当破坏性的地震波还没有到达目标区域前，提前几秒或几十秒发出警报。地震预报则是针对还没发生的地震，是对未来地震发生的震级、时间和地点进行预测预报。

地震预报是一个世界难题，我们也一直在尝试。我们现在正在四川和云南建设的地下云图网，就是要把地下10公里到20公里的应力和能量的演化情况进行监测，这有点类似天气云图，以便将来通过这些图就能预报地震，希望地震预报能在未来几年有显著进步。

我们还从地震预警延伸到了其他自然灾害的预警。从2013年开始，我们在成都进行了多灾种预警的技术实验，到目前为止我们已经实现了山火预警、滑坡预警、泥石流预警、山洪预警等各种灾害预警，构建了中国第一个多灾种预警的技术平台。

对于老百姓来说，灾害预警应该是免费的公共服务。2020年，我们与中国地震局签约，被授牌为“中国地震局地震预警技术研究成都中心”。政府和社会力量共建中国地震预警网，这也是一种机制上的创新，是一个了不起的进步。

我相信，总有一天，灾害预警将成为中国的基本公共服务，每一个老百姓在灾害发生前都能收到预警服务，从而尽可能地降低灾害造成的伤亡和损失。