關于地震的相關知識（關于地震的詳細教案）

小七
生活
2023-04-19 17:12

什么是地震預警？

地震發生時，地球內部產生兩種體波，一種是P波（壓縮波，質點振動和傳播方向一致），其到來時人的感覺接近于上下晃動：

另一種是S波（剪切波，質點振動方向和傳播方向垂直），其到來時人的感覺接近于水平晃動：

P波跑得快，每秒傳播約6千米，S波跑得慢，每秒傳播約3.5千米。S波振動幅值更大，攜帶的能量是P波的幾倍到幾十倍，其水平向剪切作用是造成結構破壞的重要因素。

某5.8級地震強震動臺記錄到的南北向地震動記錄

（震中距60千米，震源深度10千米，P波傳到約10秒，S波傳到約17.5秒，S波和P波到時差為7.5秒。其S波幅值約為P波的5倍，能量約為P波的25倍）

如果我們能在地震發生后，搶在攜帶更多能量的S波到達前，甚至P波到達前若干秒，以警報的形式告知地震動的可能大小或潛在破壞，則公眾可獲取緊急逃生避險時間，而高鐵、?；髽I、醫院手術室等則可提早采取地震應急處置措施，進而減少人員傷亡和社會財產損失——這就是我們所說的地震預警。

地震預警≠地震預報

地震預警并不是地震預報！地震預警是指在地震發生后，依托嚴密地震監測網絡在破壞性地震動到達前向指定區域發出警報，爭取應急避險時間。而地震預報是指對尚未發生、但可能發生的地震活動進行預測，***由此向社會發布地震預報，讓公眾躲避可能發生的地震。目前，地震預警已經技術實現，而地震預報仍是一項世界難題。

地震預警的技術難點

地震預警的核心技術是利用最接近震源處的少量臺站的地震初期震動信息快速判定地震并測定地震參數，進而預測尚未傳播開來的地震動大小、烈度分布、影響范圍和影響程度。其技術環節包括從地震監測數據的噪聲和干擾中準確判別地震信號，實時估計地震發生的位置和大小，實時預測地震波的傳播和地震烈度場的分布，實時預測可能的災害。其理論和技術難點主要體現在：

所用信息極其有限

為達到地震預警的高時效要求，在進行地震預警處理時，僅能用到近震源有限數量臺站的極其有限的記錄波形信息來判別地震、測定發生位置并估計地震大小，進而預測地震波尚未傳開處的可能地震動大小。一般在三個監測臺站地震P波到達并觸發后開始估計地震基本參數，此時，觸發臺站數量、獲取的波形信息的不完備導致出錯的幾率增加，結果的準確性降低。

大震的破裂尚未完成

地震時地下巖石的破裂不是瞬間完成的，而是以一定的破裂速度進行，一般情況下低于S波波速。以2008年汶川特大地震為例，實際上其地下破裂面長達300多千米、寬約40千米，破裂自汶川開始，往東北方向擴展，破裂的持續時間約為90秒。對地震預警來說，我們在震后10秒估計地震大小時，其破裂長度僅為30千米左右，不足最終破裂的十分之一，根據其傳出的地震波信息，估計到的地震震級大約6.5級左右，這會造成預警信息發布的范圍較實際破壞范圍小。但需要說明的是，地震預警的處理是持續進行的，隨著時間進展和觸發臺站數量及記錄長度的增加，其結果也會越來越接近真實值。

實時確定地震破裂方式和破裂方向困難

依據現有理論和技術發展，目前利用少量臺站的有限波形信息實時可靠地確定大地震的破裂是單側還是雙側、破裂具體朝哪個方向發展仍然困難，這也會造成預測烈度場與實際存在偏差。

涉及監測、傳輸、處理和發布的全自動實時系統

地震預警系統是一整套涉及多個環節的復雜自動化系統，需要監測、傳輸、處理、發布、接收等各子系統的實時、協調、可靠運行，系統的復雜性也決定了其實現的難度。

地震預警技術的局限性

存在預警盲區

地震發生后，至少需要3-5秒完成對距離震中最近的地震臺站記錄到的信息進行處理，再發出預警信息，導致震中20至30公里范圍內無法預警，恰恰這樣的區域是地面運動最強烈的區域，因此地震預警對破壞最嚴重的極震區基本是無效的。

地震預警技術的局限性

預警結果可能會有偏差

地震預警核心原理在于利用震中附近少量地震臺站初期記錄到的少量信號去估計地震參數，由于使用信號的不完整，對于測定地震大小影響較大，特別是地震震級越大，初期預警結果越偏小。另外震后余震密集發生時信號疊加容易導致預警結果偏大。

可能會發生誤報和漏報

距離較近的多個地震臺站同時受到非地震信號之外的干擾信號時，容易引起系統誤觸發，導致對外發布錯誤預警信息。此外，數據通訊傳輸故障以及技術系統異常也可能導致震時無法及時產出地震預警信息導致漏報。