0 引言

2022年9月5日，四川省甘孜州泸定县发生M_S 6.8地震，震源深度16 km，震感强烈且有感范围广。震中为Ⅸ度高烈度区。中国地震预警网在本次地震中再次发挥了积极的减灾作用，学校、社区、村镇有效避震，铁路、电力、燃气等诸多社会生产行业迅速启动应急预案，最大程度上取得了减灾效果。目前，四川省已经在全域实现秒级预警信息发布和分钟级速报信息全链条产品产出，初步形成预警终端、电视、应急广播、手机APP和定制服务等多种形式的预警信息发布平台，预警首报平均用时6 s，速报烈度范围精度10—15 km。

早在1868年，美国的Cooper最先提出建立地震早期预警系统的构想。1972年，日本的Hakuno博士等再次提出与Cooper基本相同的想法。1991年，墨西哥城地震预警系统SAS投入使用，并向公众发布地震警报。2007年，日本地震早期预警系统EEW上线，并被推广到日本全境（赵纪东，2009），此时的地震预警系统就已经在防震减灾领域及重大工程中得到发展和应用。2012年，美国开始向试验用户发布预警信息。2015年，中国台湾启动地震预警信息发布。意大利、瑞士、希腊、罗马尼亚、土耳其、韩国等也陆续开展了地震预警试验系统建设（李山有，2018）。

我国自2008年汶川地震后对地震预警技术开始了全面研究^①。2010年开始技术攻关，2011年建成福建省地震预警示范系统，2015年启动国家地震烈度速报与预警工程，2018年完成了项目初步设计方案，并计划用5年时间建设由15 391个台站组成的覆盖全国的国家地震烈度速报与预警系统。2022年底将在华北地区、南北地震带、东南沿海地区、新疆天山中段以及西藏拉萨周边5个重点地区实现秒级地震预警能力（李山有，2018；张晁军等，2022）。

① 李山有，等.地震预警新技术研究与示范应用. DOI:10.3772/j.issn.1009-5659.2019.18.006.

本文以泸定县M_S 6.8地震为例，介绍了地震预警技术的概念及原理，分析了地震预警技术的有效性，指出预警技术在盲区、震级测算、速度与准确度等方面的局限性。在地震预报还未攻克之前，发展地震预警技术具有重要意义。

1 什么是地震预警

地震预警，就是地震发生后，在破坏性地震波到达可能遭受破坏的区域前，利用地震预警系统向该区域发出地震警报信息，以便采取紧急处置措施，防止或者减轻地震灾害损失。

地震预警不等于地震预报，也不能代替地震预报。

1.1 地震预警技术的原理

地震预警技术利用电波速度远超地震波速度的优势，在探测仪器捕捉到地震纵波后，快速测算出地震发震时刻、地震强度、地震位置、震中烈度等参数，立即发送电波信号给控制中心，相关部门便可抢在横波到达震中周边地区之前，通过广播、电视、网络、手机等发布警报（图 1）。

1.2 地震预警信号识别

地震预警信号分4个等级。用蓝色、黄色、橙色、红色4种颜色表示（蓝色为四级预警…红色为一级预警）。预警信息发布时，根据不同等级，预警终端屏幕上相对应颜色的闪爆灯会持续闪烁，屏幕上会显示预估地震波到达倒计时和预估本地烈度等信息。蓝色和黄色预警都属于告示性预警，而橙色和红色预警，表示预估烈度在Ⅵ度以上，会循环播放警报，显示预估倒计时，并做出语音提示。

2022年9月5日四川泸定发生M_S 6.8地震，中国地震预警网在探测到地震纵波后6.2 s产出了预警信息，并通过预警终端、手机APP、“村村响”大喇叭广播等发布渠道，向震中周边的社会公众、中小学校、重大工程以及防震减灾管理部门提前几秒到几十秒发出预警信息^②。图 2为预警终端屏幕显示Ⅱ级橙色预警。语音提示为：破坏性地震动，请有效防范。由此，只需要根据闪爆灯的颜色或者喇叭里不同的语音提示，就能快速分辨不同等级的预警信号。

② http://www.scdzj.gov.cn/xwzx/sjdt/202209/t20220905_53342.html.

2 地震预警技术的有效性 2.1 地震预警信息覆盖面广、速度快

四川泸定M_S 6.8地震发生后，甘孜藏族自治州、雅安市、乐山市、眉山市、成都市等地触发了地震预警，学校、社区、村镇提前发出警报，成都铁路局、成都地铁、危化企业等通过专用接收终端接收预警，手机、电视同步提示预警信息。地震预警网第一时间通过近50个政务和媒体微博发布了地震预警信息，还为中国地震台网中心、国家预警信息发布中心、国家减灾中心、四川省应急管理厅、甘孜州防震减灾中心等同步提供预警信息^③。

③ http://sc.people.com.cn/n2/2022/0905/c345167-40111543.html.

地震预警系统为距离震中53 km的康定市赢得预警时间7 s，为距离震中99 km的雅安市赢得预警时间20 s，为距离震中221 km的成都市赢得预警时间50 s^③。收到地震预警信息的居民、学生和其他行业及时采取了相应的避险措施。

2.2 地震预警技术社会作用显著

四川泸定M_S 6.8地震发生后，地震预警技术在民众逃生和社会安全生产上作用显著。

2.2.1 学校

泸定地震发生后，四川省全省中小学按照预警终端信息提示，冷静有序的采取了避震措施，无一人伤亡（图 3）。这是地震预警技术带来的直接减灾效果。地震预警虽然不能保证所有人都能够有效疏散，但是可以为人们提供应急反应时间。不能满足紧急疏散条件的，也可以就地寻找坚固安全的避难点，从而减少人员伤亡。

2.2.2 铁路

我国目前在高铁沿线使用的地震预警技术主要采用异地预警和本地预警相结合的方式。同时，结合各地的地质构造、地震活动特征、地震衰减特点，研究高速铁路地震预警时间相关问题，为高速铁路地震预警提供更为准确的基础依据（王国新等，2014）。目前，地震预警系统实现了对高速铁路周边地震活动的实时监测，当地震事件达到报警阈值时，预警系统会及时向铁路中心系统发出地震警报信息（白鑫等，2015）。

泸定M_S 6.8地震发生后，中国铁路成都局集团有限公司立即启动Ⅰ级应急响应，按照应急抢险预案，第一时间扣停了在途列车，紧急封锁受地震影响的相关线路，组织做好应急抢险各项工作，最大限度减少了地震对铁路运输的影响。

2.2.3 地铁

泸定M_S 6.8地震发生后，成都地铁调度指挥大厅的预警接收终端上发出警报声，调度员迅速根据终端屏幕上呈现的信息判断预警信号等级，并按照地铁应对突发事件的应急预案，立即采取措施停车，疏散乘客紧急避险。由于地铁运行具有空间相对封闭、人员密集、通风条件受限、疏散较为困难等特点，一旦发生事故，社会影响较大，后果严重。因此，有必要持续加强地铁交通的地震预警演练。

2.2.4 油气管道

地震发生后，要快速确定管道系统或关键设备是否运行正常（刘建平等，2010）。泸定地震后，西南管道公司在川管道沿线震感强烈，驻川企业兰成渝分公司第一时间响应，启动应对自然灾害防范处置安全预案，立即组织震后排查，确认生产站场、管道沿线一切正常^④。

④ http://sc.people.com.cn/n2/2022/0908/c379469-40116919.html.

2.2.5 其他行业

工厂根据预警信息提示，确定是否需要自动关闭设施；消防部门迅速打开消防车库大门，确保消防车辆随时可以开出车库；医院立即关闭放射性设备，暂停精细类手术操作。地震预警技术为相关行业在震后第一时间有效避险，争取了宝贵时间。

2.3 地震预警技术成功案例

地震预警技术已成功在2014年云南鲁甸M_S 6.5地震（龙在宇，2019）、2017年四川九寨沟M_S 7.0地震^⑤、2019年四川长宁M_S 6.0地震（李莉，2019）、2021年四川泸县M_S 6.0地震^⑥等数次破坏性地震事件中发出预警信息。

⑤ http://www.rmzxb.com.cn/c/2017-08-09/1710571.shtml.

⑥四川泸县发生6.0级地震 电视、手机、大喇叭再次提前预警，中国有线电视，2021年第09期.

3 地震预警技术的局限性 3.1 地震预警盲区

由于地震定位时间、计算机处理时间、数据传输延时的存在（梁艳等，2017），当地震警报发出时，地震波已经由震源向外传播了一段距离，这段距离被称之为地震预警盲区。在盲区内即使收到警报，对人员疏散等而言已经没有可用的时间了（张晁军等，2013a）。预警盲区的大小取决于预警时间。确定某次地震事件震中需要3个以上台站的P波到时，这样预警信息首报结果至少要在首台触发后4—6 s才能得出。

对于大地震，盲区以外的一定区域仍会产生强烈震动，具有一定破坏性，如果进行地震预警，就可以减轻盲区以外的灾害，这个区域为地震预警有效区（图 4）。距离震中较远的地区，由于地震造成的破坏较小，地震预警产生的作用有限，称为预警无效区（张晁军等，2013b）。所以震级越大预警的作用也越大。要使地震预警获得更大的效益，在技术上需要尽量缩短处理地震的时间，但是无法消灭盲区（韩渭宾等，2015）。

3.2 大震预警震级偏低

四川泸定M_S 6.8地震发生时，地震预警接收终端显示的预警震级为6.6级。

目前，地震预警对于6级以上破坏性地震才有减灾意义（李山有，2018）。对于震级较大的地震，断层破裂时间长，而使用初至地震信号进行分析处理，仅能捕捉到有限的断层破裂滑动信息，因此会造成震级低估的“饱和”现象（李同林等，2021）。如果用稍长时间的地震波记录测定震级，偏差逐渐减小，但处理时间增加，盲区范围又会扩大，两者存在矛盾。

3.3 误报和漏报

泸定地震是一次成功预警案例。但在2021年10月5日，预警系统也出现过误报，内容为“四川泸州市纳溪区上马镇发生8.1级地震”。当时，四川省地震局第一时间向公众辟谣，此事件是由于自动处理系统技术故障所致，并非真实地震事件^⑦。

⑦ http://m.news.cctv.com/2021/10/06/ARTIYrTkc0RjUNMSGgZweex7211006.shtml.

在地震预警系统应用过程中，地震参数计算与地震预警信息输出间呈现着制约关系。当地震预警系统降低信息输出精度，提升预警信息输出速度时，地震预警信息漏报或者误报风险势必加大。出现误报，给社会造成不必要的恐慌，发生漏报，公众无法获得预警信息，进行有效避险。预警速度和准确度一直是矛盾的统一体。个别地区在地震预警管理办法中也明确提出，当出现因技术等原因误发地震预警信息或者已经发布的预警信息出现较大偏差时，应当及时通过原渠道予以撤销或者修正。

4 对策建议

（1）针对大震预警震级偏低问题，可以考虑在震级计算公式中设置合理的校正系数。

（2）地震预警盲区、速度和准确度的矛盾关系等技术问题，与地震预警技术的原理有关。优化地震观测台网布局，加大台网观测密度，提升台站数据质量，提高预警处理和信息产出能力（王红蕾等，2019），可适当缩小盲区半径，更好地发挥地震预警技术的实际作用。

（3）国家层面尚未制定专门的地震预警法律法规，到2021年底，我国有9个省级地方出台了地震预警管理办法（李一行等，2021）。在各个地方颁布的管理办法中，地震预警的法律概念也不完全一致。统一预警发布管理办法有利于国家层面对预警信息的把握和保护。

（4）选择多样有趣的科普宣传方式，丰富地震预警科普宣传内容，建设规范的科普教育基地，开展常态化的灾害实况演练，培养专业化科普宣传师队伍，全方位加大科普宣传力度。让公众知道获得地震预警信息后，如何及时做出正确的避震反应。只有让公众了解地震预警的弱点和难点，才能把可能出现的负面效应降到最低，使预警效能最大化。

5 地震预警技术展望

据统计，预警时间为3 s，可使人员伤亡比减少14%；预警时间为10 s，人员伤亡比减少39%；预警时间为20 s，人员伤亡比减少63%（陈文红，2016）。在地震预报还无法实现之前，地震预警是减轻地震灾害较为有效的手段。

然而，地震预警系统是一个庞大的复杂的社会工程。要加快推进5G通讯、人工智能、云计算等在地震预警技术中的综合应用；加快推进国家地震预警工程项目建设，实施试点地区先行、重点区域跟进和全面形成能力的战略计划，最终形成覆盖大陆全域、近海及边境地区的地震预警能力（宋彦云等，2021）。充分利用新媒体平台、电视网络等，有效解决信息服务“最后一公里”问题。相信通过全社会共同努力，地震预警未来可期。