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    石耀霖院士:你知道什么是地震預報,什么是地震預警嗎?

      根據中國地震臺網測定:2018年5月28日01時50分在吉林松原市寧江區(北緯45.27度,東經124.71度)發生5.7級地震,震源深度13千米;5月29日6時37分在新疆和田地區皮山縣(北緯36.81度,東經78.89度)發生3.1級地震,震源深度18千米。

      

      

      

      什么是地震預報?什么是地震預警?什么又是偽地震預警?到底地震能不能被準確預測?今天,地球物理學家、中國科學院大學地球與行星學院教授、中科院計算地球動力學重點實驗室學術委員會主任石耀霖院士將給你講講它們的含義和關聯……

      

    石耀霖院士(漫畫)

     

      地震預報,是在地震發生之前,預測未來地震發生的時間、地點和大小(也就是震級)。

      這可不是個簡單活兒,雖然我國地震學家成功地預報了如1975年海城地震等少量破壞性地震,但地震預報仍然是國際地震科學沒有解決的難題。

      地震預警,則是在地震已經發生,并且地震波傳播到臨近震中地區的臺站之后,利用無線電波跑的比地震波快得多的特征,給遠離震中的地區發警報、打招呼。

      “喂,我們這里發生地震了,地震波再過XX秒鐘就會傳播到你們那里了,要做好準備喲!”看來地震預警似乎比地震預報容易得多了。

      地震后,震源會發出縱波(也叫P波),它最早從震源傳出,在地殼中以每秒5-7公里的速度前進,而振幅一般更大、破壞力也更強的橫波(也叫S波)則是以每秒3-4.2公里的速度前進,離震源較遠的地方還可能感覺到面波,其傳播速度小于橫波。因此,如果我們每十公里就設置一個地震臺站,密密麻麻的覆蓋了整個地震活動區域,那么不管哪里地下發生了地震(一般的地震震源深度也就幾公里到二十幾公里),5秒鐘內可能地震波已經傳到了3-4個臺站上。

      好了!能干的地震學家們馬上就可以測定地震發生在哪里(即震中位置和震源深度),什么時候發生的(即發震時刻),同時也可以馬上計算出縱波、橫波什么時候傳播到哪里。例如,再過15秒鐘,縱波就會傳播到離震中大約100公里的地方,再過25秒鐘,縱波大約會傳到離震中150公里的地方。

      利用這一原理,你就可以給你的小伙伴們發出地震預警了,距離震中100公里的那個小伙伴可以得到你的電話消息:“縱波再過15秒到達、晃動更大的橫波再過28秒到達,親,你要做好準備!”。如此看來,似乎你只要具備高中知識水平,再略加培訓就可以上崗從事地震預警工作了。

      

      

      但是,這就真的是“地震預警”了嗎?

      答案恐怕要令你和小伙伴們傷心了,你的消息只能算是“偽地震預警”,因為你只能告訴他們,什么時間大地會震動,但卻說不出震動有多大——是幾乎感覺不到的微微震動?是會人人有感并造成驚慌的震動?還是會另房屋倒塌、火車脫軌、煤氣管斷裂的巨大震動?你必須告訴離震中不同距離的人們,他們那里地震動會有多大(震級),才是真正的地震預警。

      然而,預警震級的大小,可不是一件簡單的事。一個大地震,斷裂會由震源開始,一般用低于橫波的速度傳播,大地震破裂會沿著斷層傳播數十公里、甚至數百公里,破裂傳播持續時間十余秒甚至上百秒。雖然地震破裂開始發生以后5秒鐘,如果你在震中區設有3個以上的地震臺站,你就已經可以用電話或短信通知遠處的朋友,精確地告訴他幾秒鐘后地震波會傳播到他那里。但是要告訴他震動有多大就很困難了,因為這個地震可能只是一個小地震,破裂已經停止了,它可能微小到你實在沒有必要去“嚇唬”,哦,或者說是“驚擾”到你遠方的伙伴。不過,也可能這個地震破裂還正在繼續進行著,例如汶川地震,地震破裂達300多公里,破裂持續了約100秒鐘,而你要在5-10秒鐘內,就預測到這個地震破裂持續的時間、斷層的長度、地震震級的大小,想想就不容易了吧?這,才是地震預警面臨的真正挑戰!!!

      那么,我們能不能在大地震破裂剛發生和持續了5-10秒時,就預測這個地震斷裂是20秒后停止,50秒后停止,還是100秒后停止呢?俗話說,“三歲看大、七歲看老”,還是應該有點苗頭的吧?地震學家們也在試圖找出前5秒鐘地震波的一些特征,爭取能夠預測地震會發展到多大,在地震預警時給出對震級的估計。不過,《傷仲永》的故事也時刻警醒著他們。

      雖然地震預警報準震級不容易,但預警還是有用的。例如,在地震多發的日本,一些大地震來臨時及時發出預警使高鐵停駛避免了更大的損失等等。但日本的地震預警系統也出現過虛報的情況,可見地震預警系統需要精心設計和維持,才能充分發揮作用。

      總而言之,如果你離地震震中很遠,地震雖然大,對你也不會有危害,你就用不著依靠地震預警系統了。但如果地震幾乎就在你腳底下,對不起,你被稱為“處在地震預警系統盲區內”,通俗的講就是,地震預警系統沒辦法提前通知你,你就是第一個感覺到地在震動的那個人(功能可以相當于地震臺站了),預警系統還期盼著你能趕快發出消息廣而告之呢。 

      

    作者簡介

     

      石耀霖,1944年生于廣西桂林。1966年畢業于中國科學技術大學,1986年在美國加州大學伯克利分校獲得博士學位。2001年當選中國科學院院士,2005年當選發展中國家科學院院士。曾任第十屆全國政協委員會委員、第十一屆全國政協委員會常委,現任中國科學院學部科學普及與教育工作委員會副主任。研究領域為固體地球物理、地球動力學和地震學。



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