6月17日晚，四川發(fā)生長寧發(fā)生地震。據(jù)@中國地震臺(tái)網(wǎng)速報(bào)，截至6月18日8時(shí)30分共記錄到2.0級(jí)及以上余震65次。其中5.0～5.9級(jí)地震2次，4.0～4.9級(jí)地震3次，3.0～3.9級(jí)地震11次，2.0～2.9級(jí)地震49次。截至18日5時(shí)20分，地震共造成11人死亡，救援仍在進(jìn)行。

四川長寧6.0級(jí)地震余震統(tǒng)計(jì)

就在剛剛，中國地震臺(tái)網(wǎng)正式測(cè)定：06月18日07時(shí)34分在四川宜賓市長寧縣（北緯28.37度，東經(jīng)104.89度）發(fā)生5.3級(jí)地震，震源深度17千米。

有研究已經(jīng)表明，人們?nèi)绻绻茉诘卣鸢l(fā)生時(shí)提前3秒，傷亡人數(shù)可降低14%，10秒獲得警報(bào)，傷亡人數(shù)可減少39%，提前20秒，傷亡人數(shù)可降低63%。

而在2017年8月8日發(fā)生在四川阿壩縣九寨溝的7.0級(jí)地震中，王暾?qǐng)F(tuán)隊(duì)研發(fā)的ICL地震預(yù)警系統(tǒng)，成功提前61秒通過手機(jī)及專用終端為成都市發(fā)出預(yù)警信息，提前19秒為甘肅隴南市發(fā)出預(yù)警。而這次預(yù)報(bào)，其實(shí)已經(jīng)是這套系統(tǒng)第38次成功預(yù)警我國的破壞性地震。

這是第38次成功預(yù)警

從成都高新減災(zāi)研究所獲悉，由其建立的大陸地震預(yù)警網(wǎng)提前10秒向宜賓預(yù)警，提前61秒向成都預(yù)警。成都高新減災(zāi)研究所所長王暾表示，地震預(yù)警系統(tǒng)在地震發(fā)生時(shí)，利用電波比地震波傳播速度快的原理，在地震造成破壞前，提前幾秒到幾十秒為用戶發(fā)出全自動(dòng)秒級(jí)響應(yīng)的地震預(yù)警警報(bào)，目前中國的地震預(yù)警技術(shù)已達(dá)世界先進(jìn)水平。

“不要小看這幾秒到幾十秒的時(shí)間，”王暾說，研究表明，預(yù)警時(shí)間為3秒時(shí)，可減少傷亡14%，時(shí)間為10秒時(shí)，減少傷亡39%，時(shí)間為20秒時(shí)，減少63%。

原理：電波比地震波傳播速度快

成都高新減災(zāi)研究所成立于2008年，創(chuàng)始人王暾是四川達(dá)州人。“5·12”地震發(fā)生時(shí)，王暾正在奧地利科學(xué)院從事理論物理博士后工作。看到地震造成的慘重傷亡，王暾決定回國研發(fā)地震預(yù)警系統(tǒng)。經(jīng)過三年的技術(shù)攻關(guān)，王暾帶領(lǐng)的技術(shù)團(tuán)隊(duì)在2011年首次成功向外界發(fā)出地震預(yù)警信息，中國也成為繼日本、墨西哥之后第三個(gè)具備地震預(yù)警能力的國家。

“電波的傳播速度是每秒30萬千米，地震波的傳播速度是每秒 3.5千米，地震預(yù)警就是打電波和地震波傳播速度的時(shí)間差”。王暾介紹，地震發(fā)生時(shí)會(huì)產(chǎn)生地震波，地震預(yù)警儀探測(cè)到地震波后，以電波的形式傳到地震預(yù)警中心，地震預(yù)警中心分析處理數(shù)據(jù)后通過網(wǎng)絡(luò)向外界發(fā)出預(yù)警信號(hào)。王暾表示，成都高新減災(zāi)研究所的地震預(yù)警技術(shù)核心是其獨(dú)立研發(fā)的軟件和算法，及時(shí)準(zhǔn)確產(chǎn)出地震預(yù)警信息的技術(shù)。

“地震預(yù)警的難點(diǎn)在于排除干擾，放炮、打雷、觸碰儀器等都會(huì)對(duì)儀器造成干擾，如果不能有效排除，系統(tǒng)整天都會(huì)發(fā)出警報(bào)”。王暾表示，傳感器檢測(cè)到的數(shù)據(jù)傳到預(yù)警中心后，基于算法的軟件會(huì)實(shí)時(shí)處理相關(guān)數(shù)據(jù)，識(shí)別這些信號(hào)是否屬于地震波，如果屬實(shí)就對(duì)外發(fā)出警報(bào)，系統(tǒng)處理的過程只有零點(diǎn)幾秒。

“我們的技術(shù)水平處在世界先進(jìn)水平，主要體現(xiàn)在準(zhǔn)確性和及時(shí)性兩個(gè)方面。”王暾介紹，過去7年成都高新減災(zāi)研究所從來沒有誤報(bào)過，而日本每年都有誤報(bào)；從地震發(fā)生到用戶接受到警報(bào)平均時(shí)間為6.2秒，偶爾甚至?xí)_(dá)到4秒，日本的平均時(shí)間是9秒，速度比日本快了將近30%。

榮縣電視臺(tái)發(fā)出長寧地震預(yù)警信息。 受訪者供圖

一臺(tái)地震預(yù)警儀的監(jiān)測(cè)范圍是350平方公里，成都高新減災(zāi)研究所在全國范圍內(nèi)布有5600臺(tái)地震預(yù)警儀。地震預(yù)警中心由一組服務(wù)器組成，其核心部分是成都高新研究所開發(fā)的軟件。5600臺(tái)地震預(yù)警儀和5個(gè)地震預(yù)警中心構(gòu)成了世界上最大的地震預(yù)警網(wǎng)。

目前，這張世界上最大的地震預(yù)警網(wǎng)主要分布在南北地震帶、華北地震帶、東南沿海地震帶、新疆西北部等區(qū)域，已經(jīng)延伸至31個(gè)省份，覆蓋面積達(dá)220萬平方公里、覆蓋我國地震區(qū)人口90%(6.6億人)。

“350平方公里乘以5600臺(tái)并不等于220萬平方公里”，王暾說，這是因?yàn)樵谥T如甘孜阿壩的某些地方，個(gè)別村鎮(zhèn)之間相隔很遠(yuǎn)，在這些地方布局的相對(duì)稀疏，因此拉大了總體的監(jiān)測(cè)范圍。

成都高新減災(zāi)研究所的地震預(yù)警技術(shù)近年得到了實(shí)踐的檢驗(yàn)，距離震中越遠(yuǎn)，獲得的預(yù)警時(shí)間越長。

2013年4月20日，四川雅安蘆山縣發(fā)生7.0級(jí)地震，成都高新減災(zāi)研究所為雅安市和成都市分別提供了5秒、28秒的預(yù)警時(shí)間；2014年11月22日，四川甘孜康定縣發(fā)生6.3級(jí)地震，成都高新減災(zāi)研究所為康定縣和成都市分別提供了7秒、53秒預(yù)警時(shí)間；在2017年8月8日發(fā)生的九寨溝地震中，為汶川縣和成都市提供了54秒和71秒的預(yù)警時(shí)間。

地震預(yù)警系統(tǒng)發(fā)出預(yù)警信號(hào)后，用戶可通過多種途徑獲知消息并采取避險(xiǎn)措施。跟成都高新減災(zāi)研究所合作的電視臺(tái)在接受到地震預(yù)警信號(hào)后，會(huì)在電視屏幕上彈出“何地正發(fā)生地震，地震橫波將于多久到達(dá)當(dāng)?shù)亍钡男畔ⅲ徽谶\(yùn)行的高鐵、地鐵在接受到相關(guān)信息后，可采取緊急制動(dòng)措施；一些人員密集的園區(qū)可通過大喇叭對(duì)外廣播，園區(qū)內(nèi)接入緊急響應(yīng)的電梯，能實(shí)現(xiàn)自動(dòng)平層關(guān)停并開門，避免人員被困等。

而一般民眾，則可直接在手機(jī)應(yīng)用市場(chǎng)下載并安裝“地震預(yù)警”APP，在設(shè)置好相關(guān)參數(shù)后，便能在第一時(shí)間知悉地震發(fā)生情況。

據(jù)了解，包括遼寧紅沿河核電站、西昌衛(wèi)星發(fā)射中心、四川石化等重大工程，四川省委、四川省政府等黨政機(jī)關(guān)，國家預(yù)警信息發(fā)布中心、國家減災(zāi)中心等應(yīng)急部門，一些學(xué)校、醫(yī)院、辦公樓等人員密集場(chǎng)所都已應(yīng)用地震預(yù)警。

不過，王暾也同時(shí)指出，盡管我國地震預(yù)警網(wǎng)已覆蓋6.6億人口，但真正應(yīng)用地震預(yù)警信息的人僅在4%左右。他希望接下來能夠跟更多部門進(jìn)行相應(yīng)合作，建設(shè)更為暢通的地震預(yù)警信息傳播渠道。

地震預(yù)警系統(tǒng)的關(guān)鍵究竟在哪里？

在了解“地震預(yù)警”這個(gè)世界性難題的關(guān)鍵點(diǎn)之前，我們要先了解什么是地震預(yù)警與地震預(yù)報(bào)：

“地震預(yù)警”則指在地震發(fā)生后，利用縱波（P波，主要使地面上下顛簸）比橫波（S波，主要使地面左右顛簸）傳播速度不同而產(chǎn)生的時(shí)間差，與時(shí)間賽跑，在威力更大的橫波到達(dá)預(yù)警目標(biāo)之前對(duì)外發(fā)出預(yù)警。

而“地震預(yù)報(bào)”則是指的是在地震發(fā)生之前，預(yù)知地震發(fā)生的地點(diǎn)和時(shí)間，從而快速將人員提前撤離地震區(qū)，關(guān)閉次生災(zāi)害源，將地震災(zāi)害降低到最低。

因此，作為一種“超級(jí)新聞速報(bào)”，地震預(yù)警對(duì)于信息時(shí)效性與準(zhǔn)確性的要求是前所未有的，傳統(tǒng)的地震定位與算法基本不能在預(yù)警系統(tǒng)中使用。而這兩個(gè)模塊也就成了全球地震監(jiān)測(cè)技術(shù)發(fā)展過程中的關(guān)鍵性技術(shù)難題。也正因?yàn)槿绱耍卣痤A(yù)警至今仍然是一個(gè)世界性難題。

總之，一個(gè)完整的地震預(yù)警系統(tǒng)至少應(yīng)該包括實(shí)時(shí)地震定位、實(shí)時(shí)震級(jí)計(jì)算、預(yù)警目標(biāo)區(qū)烈度估計(jì)以及預(yù)警信息發(fā)布等幾個(gè)重要功能模塊。而“定位算法”與“實(shí)時(shí)震級(jí)計(jì)算”則是整個(gè)預(yù)警系統(tǒng)中最重要、最關(guān)鍵、也是決定地震預(yù)警成敗的兩個(gè)主要功能模塊。

沒錯(cuò)，地震預(yù)警，算法必不可少。

其中，實(shí)時(shí)震級(jí)計(jì)算則是整個(gè)地震預(yù)警系統(tǒng)中最復(fù)雜、也是最困難的一部分。由于地震預(yù)警對(duì)于信息有著超高的時(shí)效性要求，計(jì)算預(yù)警震級(jí)時(shí)往往只有震中附近的少數(shù)幾個(gè)觸發(fā)臺(tái)站、有限時(shí)間長度內(nèi)的信息可以利用。因此，相關(guān)技術(shù)人員就必須找到一些非常規(guī)的、穩(wěn)定可靠的實(shí)時(shí)震級(jí)計(jì)算方法。

目前，國際上也已發(fā)展了實(shí)用的實(shí)時(shí)震級(jí)計(jì)算方法，這些方法大致可以歸納為三大類：與周期／頻率相關(guān)算法，與幅值相關(guān)的算法，以及與強(qiáng)度相關(guān)的算法。

中國“出品”的ICL地震預(yù)警系統(tǒng)

在九寨溝7.0級(jí)地震中發(fā)揮效用的ICL地震預(yù)警系統(tǒng)，是由國家“千人計(jì)劃”入選者，成都市高新區(qū)減災(zāi)研究所所長王暾及其團(tuán)隊(duì)研發(fā)，并與四川阿壩州防震減災(zāi)局聯(lián)合建立一整套體系。

而2008年的汶川地震，就是這個(gè)出生在四川省達(dá)州市的力學(xué)和物理學(xué)博士開始研發(fā)ICL地震預(yù)警系統(tǒng)的契機(jī)，其英文名ICL是Institute of Care-life（關(guān)愛生命組織）的縮寫，你就應(yīng)該能明白其蘊(yùn)含的重要意義。

ICL地震預(yù)警系統(tǒng)分為地震監(jiān)測(cè)，預(yù)警信息分析和處理，預(yù)警信息發(fā)布，以及預(yù)警信息接收和應(yīng)用4個(gè)環(huán)節(jié)。大致包含了如下幾個(gè)部分：地震監(jiān)測(cè)儀器、數(shù)據(jù)收集與計(jì)算中心、發(fā)布預(yù)警的各種途徑，可接受預(yù)警信號(hào)的行業(yè)/個(gè)人終端。

成都市高新區(qū)減災(zāi)研究所所長王暾

在地震發(fā)生時(shí)，它能夠利用地震危險(xiǎn)區(qū)域布設(shè)的高密度臺(tái)網(wǎng)對(duì)震源進(jìn)行監(jiān)測(cè)，進(jìn)而通過檢測(cè)儀將檢測(cè)到的關(guān)鍵信息發(fā)送至預(yù)警中心畸形分析處理，然后預(yù)警中心再通過各種信息接收終端發(fā)布預(yù)警信息給用戶，最終用戶接收信息并進(jìn)行避險(xiǎn)。

最值得注意的是，該預(yù)警系統(tǒng)已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了通過智能手機(jī)、廣播電視、微博、地震預(yù)警信息接收服務(wù)器等同步實(shí)時(shí)發(fā)布預(yù)警信息，也使得我國成為繼墨西哥、日本后，第三個(gè)具有地震預(yù)警技術(shù)能力的國家。

目前，我國已建立了覆蓋31個(gè)省區(qū)，220萬平方公里，覆蓋6.6億人口的地震預(yù)警網(wǎng)絡(luò)，主要分布在南北地震帶、華北地震帶、東南沿海地震帶、新疆西北部。覆蓋了中國地震預(yù)警一線區(qū)90%的面積。

幾十秒真的很關(guān)鍵

很多人也許會(huì)有疑問，只能提前幾秒到幾十秒的地震預(yù)警，到底能有多大作用？大家可別小瞧了這短短幾十秒。

筆者今天凌晨在小區(qū)里測(cè)試了一下，假設(shè)自己在成都第一時(shí)間看到這則預(yù)警推送，那么在迅速反應(yīng)的前提下，1分鐘是可以從2樓通過走樓梯迅速?zèng)_到居民樓前的空地上的。

當(dāng)然，如果你在第一時(shí)間看到這則信息并迅速躲到廁所的反應(yīng)時(shí)間是相對(duì)充裕的，經(jīng)測(cè)試為5~7秒左右。這也是為何微博有不少網(wǎng)友在感慨地震預(yù)警系統(tǒng)的重要性。

此外，也有數(shù)據(jù)表明，普通建筑在遭遇地震時(shí)大約可以抵御地震襲擊約12秒后倒塌。

譬如在汶川地震發(fā)生時(shí)，四川省地震局位于地震重災(zāi)區(qū)的地震觀測(cè)站內(nèi)，沒有抗震設(shè)防的圍墻是在地震波到達(dá)10秒后倒塌的。同時(shí)，由于人們?cè)谟龅酵话l(fā)狀況時(shí)不太容易能快速而準(zhǔn)確的判斷情況，地震預(yù)警系統(tǒng)能夠幫助人們?cè)诘卣鸢l(fā)生時(shí)快速判斷，增加逃生成功的可能。

除此之外，地震預(yù)警系統(tǒng)還可以有效避免高鐵，燃?xì)夤艿赖裙こ淘馐艿卣鸷髱淼牟焕绊憽Ｒ匀細(xì)夤艿罏槔裟茉诘卣鸩ǖ竭_(dá)之后短時(shí)間內(nèi)關(guān)閉管道，就能有效控制燃?xì)庑孤┑臄?shù)量而降低火災(zāi)或者爆炸的風(fēng)險(xiǎn)。

雖然地震預(yù)警系統(tǒng)有諸多益處，但是由于地震波由震中向外傳播，導(dǎo)致距離地震震中越近，最先受到影響的重災(zāi)區(qū)，接受地震預(yù)警信息和進(jìn)行反應(yīng)的時(shí)間極短，很難避免較大人員傷亡。

而距離震中越遠(yuǎn)，受到地震影響較小的地區(qū)，則有更多時(shí)間接收預(yù)警并作出反應(yīng)。這也使得能否通過改進(jìn)預(yù)警原理機(jī)制，減小震中地區(qū)的人員傷亡成為未來地震預(yù)警的研究方向之一。

地震預(yù)警很重要，自救手段也很重要

而我們?cè)谧詈笮枰嵝汛蠹业氖牵瑹o論如何，技術(shù)手段只是保障地震預(yù)警系統(tǒng)成功運(yùn)行的一部分，地震預(yù)警系統(tǒng)各項(xiàng)功能的發(fā)揮還取決于民眾的防震減災(zāi)素質(zhì)以及對(duì)地震預(yù)警系統(tǒng)的熟悉程度。

而這就需要民眾通過各種途徑增加對(duì)地震預(yù)警系統(tǒng)的了解，并能夠在接收到地震警報(bào)信息時(shí)從容選擇最合理的緊急逃生避險(xiǎn)措施進(jìn)行自救（政府開展的宣傳教育很重要），這才能讓預(yù)警系統(tǒng)的各項(xiàng)功能得到最大發(fā)揮。