日本：“緊急地震速報系統”如何預警

李忠東

預警及時損失小

今年2月13日23時8分， 日本福島東部海域發生7.3級地震，震中位于東經141.8度、北緯37.7度，震源深度55千米。這次地震是2011年“3?11”大地震的余震，日本氣象廳未就此次地震發布海嘯警報。距離震中較近的福島、宮城兩縣部分地區的最大震度為6強。在地震中，震級只有一個確定數值，但震度（地震烈度）卻因地而異，離震中越近，震源越淺，震度越大。日本氣象廳設定的震度共10個等級，由弱到強分別為0至4級、5弱、5強、6弱、6強和7級。

在地震橫波到達之前，日本氣象廳通過電視和手機等平臺發布地震警報，爭取到非常關鍵的數秒到數十秒的反應時間。接到地震預警的警報后，各部門采取相應的應急措施：使行駛中的列車減速停車，燃氣和電力公司采取應急保護措施，及時關閉危險設施。人員盡快撤到安全地帶，或者在家中做好自我防護。不過在震源附近，這種時間差極短，可能在收到警報的同時就感受到強烈震感。在電視上出現地震警報大約幾秒鐘后，東京地區震感強烈，明顯晃動時間持續約1分鐘。由于預警及時，許多居民在疏散中心過夜，在那里設了帳篷，作為保護措施的一部分。這次地震僅4人受傷，但福島縣、宮城縣多處發生火災。東京電力公司稱，地震造成茨城、櫪木、東京等地約95萬用戶停電，福島第一核電站、第二核電站以及東北電力女川核電站未觀測到異常。

今年3月20日18時09分，日本宮城縣附近海域發生6.9級地震，為2011年“3?11”大地震余震。震中位于東經141.7度、北緯38.4度，震源深度59千米，宮城、巖手、福島等縣震感強烈。氣象廳此前已就此次地震發出海嘯預警，預測宮城縣可能遭遇1米高海嘯，提醒當地居民遠離海岸及河流入海口。在19時30分左右，海嘯警報解除。地震僅造成宮城縣、巖手縣4人受傷，均無生命危險。地震還造成部分地區停電，東北新干線部分路段因斷電停運。宮城縣女川核電站、福島縣第一、第二核電站以及茨城縣包括東海第二核電站在內的相關核設施，均未發現因本次地震而出現的異常情況，核電站周邊輻射監測數據也沒有變化。

爭分奪秒可逃生

目前，地震預報仍然是困擾人類的一個世界性難題，但是地震預警已經實現。地震預報是在地震發生前對地震的時間、地點、震級進行預測。地震預警是在地震發生后，搶在破壞性的地震波到達前發出警報。日本是一個地震頻發的國家，世界上20%的6級以上的地震都出現在這個島國。日本政府執著于建立有效的地震預報體系，旨在實現“預測地震的夢想”，以及“與地震波賽跑”的壯志，于2005年開始推廣“緊急地震速報系統”。日本廣播協會電視臺的手機應用程序可供設置是否接收各種速報，包括海嘯和地震等災害信息，并可設置接收“所在地的震度達多少級以上”的警報信息。

“緊急地震速報系統”的基本原理是利用縱波和橫波兩種不同的地震波傳播速度和破壞力的差異，預警可能的地震災害。地震發生后縱波傳播速度比橫波快，但是縱波的破壞力沒有橫波大。縱波指介質中質點的振動方向與波的傳播方向相互平行的波，又稱P地震波，是推進波，最先到達震中。它的傳播速度為每秒5～6千米，使地面發生上下振動。橫波是介質中質點的振動方向與波的傳播方向相互垂直的波，又稱S地震波，是剪切波，第二個到達震中。它傳播速度較慢，每秒3～4千米，能引起地面水平晃動，發生前后、左右抖動，破壞力大。兩種震波之間存在幾秒到幾十秒的時間差。日本技術人員正是利用這個時間差，使用儀器探測出P地震波后，迅速發出預警。在S地震波來臨之前，人們可以得到幾秒到十幾秒的寶貴逃生時間。

日本氣象廳等機構在日本各地布設了大量的地震計，一次地震發生后，距離震源較近的觀測點可迅速監測到地震縱波，快速自動上報給電視臺，推送到電視屏幕上，以緊急速報的方式出現，并在破壞力更大的橫波到來前發出警報。距離震源遠近不同的地區，可在地震橫波到達該地區前幾秒甚至幾十秒收到地震警報。

“緊急地震速報系統”還存在很多制約，有待于進一步改進。比如從預測到P地震波到S地震波之間只有短短數十秒，對于離震源地很近的地區來說，往往來不及。另外，這套系統有時也存在偶有誤差或錯報等情況。由于這套防災無線裝置造價昂貴，動輒數百萬日元，有些地方尚未安裝。此外，有些地震是先出現S地震波，這種情況下系統就無用武之地了，這也是國際上質疑日本這套系統的一個主要原因。因為有些專家認為，并不是所有地震都有前震。

穩妥實施效果好

在日語中，地震預警叫“緊急地震速報”。該系統的研究由氣象廳和防災技術研究所等推動研發，是日本為保障國土安全建立的“全國瞬間警報系統(J-Alert)”的一部分。1995年阪神大地震后，“緊急地震速報系統”在日本受到關注。為了推廣該系統的應用，預防地震預警發布后公眾可能發生的恐慌，日本氣象廳前期做了充分的溝通，召開了系列“有關緊急地震速報實際應用的研討會”，多方聽取相關機構和專家的意見。另外，就該系統應用后可能發生的問題和媒體交換意見，互通信息。

日本氣象廳圍繞“緊急地震速報系統”應用開展了一系列的活動，分階段推進該系統并及時評估。2005年，在和各方溝通的同時，部分企業和地方自治體開始試驗性地應用該系統。2006年8月，開始試行向特定組織發布地震預警信息。2007年2月有學者開展國民對該系統認知的意識調查。2007年10月開始大規模推廣 。2008年6月24日的“巖手宮城內陸地震”發生后，對地震預警效果實施調查。

2008年6月14日早上8點43分51秒，“緊急地震速報系統”檢測到了“巖手宮城內陸地震”震源地的P地震波。3秒后，日本氣象廳發出了面向一般國民的5級弱自動緊急地震警報，1秒后自動修正為5級強地震，4秒后再次更正為6級強地震。宮城縣大崎市田尻地區在這次地震中的震度為6級弱。在S地震波到來前的5.33秒，地震預測警報啟動了。實際上，離震源越遠，震度越低，預警時間與實際S地震波到來之間的時間差就越大，預警效果就越好。除了宮城縣的大崎市(震度為6級弱)在地震前5秒就接到預警以外，離震源70千米的仙臺市宮城野區五環(震度為5級弱)在15.32秒前就接到了預警。

49歲的高橋厚志當時正在看電視，電視里響起了“大地震！大地震！”的警報。“快躲起來！”他馬上朝在客廳的兩個兒子大喊。就在一家人剛躲好時，地震來了。所幸，一家人沒有受傷。“幸虧有了這幾秒，我才可以抱著孩子躲起來。”大崎市家庭主婦佐佐木瞳說，余震到來前的兩三秒，她看到了電視上的警報，馬上抱起一歲的孩子躲藏。大崎市的古川第三小學的學生也很幸運。因為學校安裝了速報預報裝置，在距離地震發生10秒鐘之前，校內就響起了地震預報廣播，學生在老師的指揮下，馬上跑到附近的安全地帶，逃過一劫。

日本法律規定了“緊急地震速報”的種類和發布范圍，預計最大震級5級弱（日本采用的震級標準中，5級以上分強弱）以上時，針對預計發生強晃動地區(震級4以上)發布“地震動警報”；預計最大震級3以上或3.5以上時，發布“地震動預報”。原則上，“地震動警報”等同于“緊急地震速報”。確有需求的地方自治體或人員密集設施也可以通過專門的終端獲取“地震動預報”。日本政府2008年修改《防災基本計劃》，完善應用“緊急地震速報”不可缺的信息傳達系統，推動“緊急地震速報”納入減災訓練，從稅收上對安裝緊急地震速報裝置的企業采取優惠措施。