曹宏琰

2017年8月8日，7.0級(jí)地震于震中九寨溝縣地下20公里處正在發(fā)生的第6秒鐘，200公里外正在收看汶川電視臺(tái)節(jié)目的觀(guān)眾發(fā)現(xiàn)，節(jié)目中斷，屏幕上突然出現(xiàn)地震預(yù)警信息并響起54秒的倒計(jì)時(shí)語(yǔ)音預(yù)警，觀(guān)眾們立即避險(xiǎn)。54秒鐘后，地震波抵達(dá)汶川，建筑強(qiáng)烈晃動(dòng)。

該預(yù)警信息來(lái)自成都高新減災(zāi)研究所與市縣地震部門(mén)聯(lián)合建設(shè)的大陸地震預(yù)警網(wǎng)。

震中發(fā)生地震的6秒鐘內(nèi)，大陸地震預(yù)警中心已計(jì)算出九寨溝地震發(fā)生的位置、預(yù)估震級(jí)、預(yù)估烈度和波及范圍，然后通過(guò)手機(jī)、廣播電視、微博、專(zhuān)用接收終端等同步發(fā)送至預(yù)警用戶(hù)。

通過(guò)對(duì)九寨溝地震的準(zhǔn)確預(yù)警，地震預(yù)警四川省重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室主任、成都高新減災(zāi)研究所所長(zhǎng)王暾和他的團(tuán)隊(duì)所研發(fā)的地震預(yù)警系統(tǒng)在震后又成為世人們關(guān)注的熱點(diǎn)。

地震預(yù)警原理：電波比地震波快，打贏(yíng)時(shí)間差

“地震預(yù)警不是地震預(yù)報(bào)，地震預(yù)報(bào)現(xiàn)在還沒(méi)人能做得到”采訪(fǎng)中，王暾不斷糾正著記者的“誤解”。他說(shuō)，他很害怕，自己團(tuán)隊(duì)的成就會(huì)被人誤讀。

之所以說(shuō)不是地震預(yù)報(bào)，這是因?yàn)橥蹶账邪l(fā)的系統(tǒng)，仍然是基于電波比地震波速度快的原理。這也是當(dāng)今世界對(duì)于地震預(yù)警的通行做法。

具體來(lái)說(shuō)，地震波包括縱波（P波）和橫波（S波）。當(dāng)監(jiān)測(cè)儀器捕捉到傳播速度較快的縱波后，通過(guò)電磁波傳輸出去，“電磁波以光速傳播。上千公里只需要毫秒就能傳到”。據(jù)王暾介紹，地震于震源發(fā)生時(shí)，縱波先傳遞到地面，所以地震后人的第一感覺(jué)是上下運(yùn)動(dòng)，但縱波所造成的損害不大，要命的是橫波，“它是水平運(yùn)動(dòng)的，會(huì)讓建筑物、山體左右搖晃，造成垮塌”。

基于此，地震預(yù)警系統(tǒng)的工作原理是：盡快捕捉縱波信息，然后根據(jù)縱波快速計(jì)算出震中位置、預(yù)估震級(jí)大小，以及對(duì)目標(biāo)區(qū)域預(yù)估烈度（影響），在橫波到來(lái)前通過(guò)電磁波搶先一步向地震即將波及區(qū)發(fā)送預(yù)警信息。

“所以，我們做的預(yù)警全是在地震發(fā)生時(shí)發(fā)出的，不是地震前，否則就是預(yù)報(bào)了?！蓖蹶諒?qiáng)調(diào)說(shuō)，整個(gè)預(yù)警系統(tǒng)的建立，就是打贏(yíng)時(shí)間差。

放眼世界，日本等國(guó)也在上述“時(shí)間差”原理的基礎(chǔ)上研發(fā)地震預(yù)警系統(tǒng)。有國(guó)際地震領(lǐng)域?qū)＜以硎菊f(shuō)：“雖然原理和指導(dǎo)思想如出一轍，但各國(guó)各地的進(jìn)展和成效不一。”

“我們的可靠性和響應(yīng)時(shí)間是全球領(lǐng)先的?！碑?dāng)被問(wèn)及中國(guó)地震預(yù)警技術(shù)目前所處梯隊(duì)時(shí)，王暾自信地表示：“地震預(yù)警系統(tǒng)的可靠性是關(guān)鍵！針對(duì)破壞性地震，中國(guó)大陸地震預(yù)警網(wǎng)沒(méi)有出現(xiàn)誤報(bào)漏報(bào)。響應(yīng)時(shí)間上：地震發(fā)生到發(fā)出地震預(yù)警信息日本平均需要9秒，而我們平均只需要6秒?！?/p>

接下來(lái)，王暾進(jìn)一步解釋說(shuō)：“從地震發(fā)生到發(fā)出預(yù)警信息的所需要的時(shí)間里，破壞性地震波以約3.5km/s的速度往外波及，在這些時(shí)間內(nèi)地震所波及到的區(qū)域即為預(yù)警盲區(qū)，日本的預(yù)警盲區(qū)半徑為31.5km，而中國(guó)大陸預(yù)警系統(tǒng)的預(yù)警盲區(qū)半徑是21km。地震預(yù)警盲區(qū)半徑越小表明預(yù)警系統(tǒng)越優(yōu)?！?/p>

其實(shí)，自2011年投入使用以來(lái)，王暾和他的團(tuán)隊(duì)研發(fā)的系統(tǒng)，已經(jīng)相繼成功預(yù)警云南魯?shù)?、四川九寨溝等總?jì)40次破壞性地震。究其原因，在于該系統(tǒng)的“廣布點(diǎn)”的監(jiān)測(cè)體系、“快分析”后端數(shù)據(jù)處理能力。

“地震預(yù)警系統(tǒng)主要由三個(gè)部分組成：一是遍布地震帶附近的預(yù)警監(jiān)測(cè)儀，二是預(yù)警信息分析處理系統(tǒng)，三是預(yù)警接收器。”隨著王暾深入淺出的講解，預(yù)警監(jiān)測(cè)儀的工作特性和預(yù)警信息的生成機(jī)制逐漸清晰而全面：震源發(fā)生地震時(shí)，監(jiān)測(cè)儀監(jiān)測(cè)到地震波后以電磁波第一時(shí)間傳給數(shù)據(jù)中心。預(yù)警系統(tǒng)數(shù)據(jù)處理中心綜合多方海量的數(shù)據(jù)快速預(yù)估出震級(jí)、震中位置等并生成地震預(yù)警信息，在大地震發(fā)生時(shí)，預(yù)警信息中心會(huì)立刻通過(guò)手機(jī)、廣播電視、微博、專(zhuān)用接收終端等同步發(fā)送至用戶(hù)。

地震預(yù)警時(shí)間：地震來(lái)臨時(shí)，一秒鐘的時(shí)間都無(wú)比寶貴

雖然九寨溝地震后，各大媒體關(guān)于汶川民眾因收看地震預(yù)警而就近避險(xiǎn)的報(bào)道讓全國(guó)人民印象深刻，但王暾本人對(duì)地震預(yù)警系統(tǒng)感觸最深的仍是發(fā)生在身邊的事。

2017年的九寨溝7.0級(jí)地震，同樣觸發(fā)了成都高新減災(zāi)研究所所在的成都市天府軟件園D區(qū)電梯地震預(yù)警，電梯自動(dòng)就近平層，電梯門(mén)及時(shí)打開(kāi)，提醒乘客疏散避險(xiǎn)。為了給乘客有足夠的疏散時(shí)間，預(yù)警程序設(shè)置了禁止人工操作，預(yù)警警報(bào)結(jié)束后，電梯旋即自動(dòng)恢復(fù)正常工作?！澳嵌斡涗浀卣饡r(shí)電梯內(nèi)情形的監(jiān)控視頻一公布，我們團(tuán)隊(duì)所有人都欣慰不已，我們研制的地震預(yù)警系統(tǒng)和預(yù)警服務(wù)在緊要關(guān)頭確實(shí)能夠減災(zāi)！”王暾激動(dòng)地說(shuō)道。

“地震預(yù)警系統(tǒng)能夠在地震災(zāi)難到來(lái)前給出警告，從而縮短人的反應(yīng)時(shí)間、判斷時(shí)間、決策時(shí)間，減少人員傷亡和地震引發(fā)的次生災(zāi)害。理論研究表明，當(dāng)?shù)卣痤A(yù)警時(shí)間為3秒時(shí)，可減少14%的人員傷亡；地震預(yù)警時(shí)間為10秒時(shí)，可減少39%的人員傷亡；地震預(yù)警時(shí)間為20秒時(shí)，可減少63%的人員傷亡。”王暾引用《西北地震學(xué)報(bào)》2002年第12期的相關(guān)權(quán)威數(shù)據(jù)意在強(qiáng)調(diào)一個(gè)不容忽視的真理：地震來(lái)臨時(shí)，一秒鐘的避險(xiǎn)時(shí)間都無(wú)比寶貴。

四川蘆山地震發(fā)生時(shí)，記者尚在相距不遠(yuǎn)的成都求學(xué)。清晨時(shí)分，一位勤奮的室友已經(jīng)下床洗漱，但包括記者在內(nèi)的三人還躺在各自的鋪位上，瞬間天旋地轉(zhuǎn)，寢室的水泥地面變得猶如彈簧一樣來(lái)回起伏，墻灰簌簌地落在臉上，“咚……咚……嗚……嗚”般的“大地怒吼”隨后傳至耳中，那一刻三人徹底明白了什么是生死一線(xiàn)、什么叫絕望無(wú)助，因?yàn)樘稍诖采系娜似幢M全力也無(wú)法擺脫那張兩米長(zhǎng)、一米三寬的小小鋪位的拘束。地震波過(guò)后，三人近乎裸體地從一米八高的床位直接跳下并彎腰往學(xué)習(xí)桌下面躲藏，正面面相覷，暗自慶幸天花板未垮塌時(shí)，才發(fā)現(xiàn)那位勤奮的室友早已捷足先登。

地震無(wú)可爭(zhēng)議地成為造成中國(guó)人員傷亡最慘重的自然災(zāi)害之一。在異常嚴(yán)峻的地震形勢(shì)威脅下，王暾和他的團(tuán)隊(duì)以秒為單位刷新的預(yù)警時(shí)間背后，是一條條被守護(hù)的鮮活生命和一個(gè)個(gè)被保障的無(wú)限未來(lái)。

十年前，“5？12”汶川地震災(zāi)區(qū)的慘烈景象讓遠(yuǎn)在奧地利科學(xué)院從事理論物理研究的王暾毅然選擇返鄉(xiāng)研究地震預(yù)警技術(shù)。如今，在各方鼎力支持下，大陸地震預(yù)警網(wǎng)已經(jīng)延伸至全國(guó)31個(gè)省市區(qū)，覆蓋中國(guó)地震區(qū)人口的90%，6.6億人因此受益。十年中，“與地震波賽跑，用科技守護(hù)生命”被黨和政府所期待和支持，也被王暾和他的團(tuán)隊(duì)所一直詮釋。