为何地震只能预警不能预报？技术卡点究竟在哪里，能被突破吗？

　　提到令人恐惧的各种自然灾害， 地震 绝对榜上有名，这种由地球表层及表层下的振动所引起的灾难有着极其惊人的破坏力。历史上也不乏那些重大地震事件的记录，每一次都会导致当地重大的生命及财产安全损失。
　　以我国为例， 1976年7月28日河北省唐山市在16小时内发生了两次7级以上的特大地震以及多次余震，遇难者共计246,465人，近16万5000人受伤，与此同时，全市的通讯与供水也全部被切断，并且城市瞬间被夷为平地。
　　唐山大地震也是整个20世纪死亡人数最多的地震灾害事件。而在更早时的1556年1月23日发生在陕西省的 嘉靖大地震 则有超过 83万人 丧生。说是人类历史上最大的自然灾害也不为过。
　　而到了世界范围内，更是有1960年震级最高的 智利大地震 ，以及引起海啸导致超过30万人丧生的 印度洋大地震 。
　　这些地震事件导致数十万条鲜活的生命从世界上消失，无数的家庭被拆散，在对罹难者表示哀悼的同时，全世界的人们也都在想着做些什么来防止类似的事情发生。
　　我国东汉时期的著名发明家 张衡 ，曾经以青铜制成了 候风地动仪 。在《后汉书》中也有其对地震正确探测的记录。
　　然而地动仪 只是可以探测到已经发生的地震及其方向 ，换而言之地动仪只是有＂ 记录 ＂的功能而并不能做到先于地震一步的＂ 预判 ＂，这不禁让人们感到可惜——如果可以提前预测到地震就好了。
　　时间来到今天，我们已经可以提前感知到地震的存在，但仍然不能对其作出像提前知道第二天甚至接下来一周的天气那样精准提前的＂预报＂，而 仅仅是在地震到来的几十秒甚至几秒前作出一个紧张的＂预警＂。
　　很多人在感到可惜之外，也会好奇预报难度大的原因，以及随着科学技术的发展，会不会突破＂预报＂的瓶颈。 地震的形成
　　地震的类型根据其成因分为很多类： 构造地震、火山地震、陷落地震、诱发地震以及人造地震 等等，而全世界 90％ 的地震属于构造地震，也就是 由于地壳运动引起地壳岩层断裂错动而发生的地震现象。
　　正是因为地震是由于地壳运动产生，所以地震带的分布也具有一定的规律：地 震带多分布于地壳不稳定的位置，比如说板块与板块之间的边界地带 。
　　全世界最主要的三个地震带—— 环太平洋地震带、欧亚地震带以及洋中脊地震带皆是如此。
　　特别是环太平洋地震带，由于位于 太平洋板块和北美洲板块、亚欧板块、印度洋板块的边界以及南极洲板块与美洲板块的边界处，这里自然也是世界上板块碰撞挤压最激烈、地壳活动最活跃的地方，也因此集中了全球超过80％的地震。
　　为啥不能像天气预报一样预报地震
　　我们这些关注过地震，甚至是亲身经历过地震的人们一定都会惧怕它毁灭性的破坏力，但更致命的是地震的 突发性 。
　　在唐山大地震时，正是由于地震的发生时间在凌晨，而且震前没有小规模的前震，导致熟睡的人们对突如其来的地震毫无防备，造成了令人痛心的后果。
　　很多人也曾幻想过能像预测天气一样在地震出现的几天前就做出准确的预报来及时进行防范与疏散。这是个很美好的想法，可惜在现在来看并不现实。
　　地震预警的原理
　　虽然我们目前并不能实现对地震的提前预报，但可以做到在地震来临的数个小时到数秒不等的时间里做出＂ 预警 ＂。
　　可不要小看预警时提前的那几分几秒，在灾害发生时任何一点转机都可能挽救几条珍贵的生命。而我们有着多种不同的预测地震的方法。
　　比较常见的预警的原理解释起来也非常简单：我们上文中提到过 地壳岩层形变断裂时会释放出能量巨大的地震波 ，其分为 纵波（P波）与横波（S波） 两种。
　　纵波的波速较快，会比横波更早到达，同时并没有大的振幅。而电磁波的速度比地震波快，因此 纵波是可以被监测设备第一个记录到的波。
　　而速度较慢的横波则有着巨大的振幅，震动方向平行于地表的分量较多，容易水平拉扯建筑物，所以横 波一般是造成地震破坏的主因。
　　而几乎没有损害的纵波可以使我们提前采集包括 震源深度、震中位置以及震动强度与时间 等重要信息，通过这些信息便可以在地震来临前对居民发布避难的公告。
　　从一开始的观测系统对震源进行定位，到接下来的数据分析处理系统，再到最后的决策及信息发布。 可以说纵波从一开始的观测对整个地震预警的积极影响，不可估量。
　　而除了地震波以外，还有着多种预测地震的方式。 例如通过电磁波异常观测以及进阶版的通过卫星电磁放射侦测；而地震时地下水中氡气的含量会大幅减少，通过对水氡异常的观测也是预测地震的常用方式；除此之外也有观测地震活动形态改变与动物行为的方式。 历史与技术的局限
　　在1868年，美国地震学家 库珀 （J.D.Cooper）首次提出了地震预警的概念，他也提出了建立地震观测台站，利用电磁波与地震波的时间差来达到预警效果（正如上文所说的那样），但却因 技术限制 没能实现。
　　而1950年代末时， 日本国有铁道在所属干线上部署了简易的报警地震仪，并在随后的数年中设立观测台站，设计了全新的警报仪＂地震计＂作为预警设备，成为了世界上首个实现地震预警的国家， 但由于技术局限较大，误报与漏报事件经常发生。
　　而在墨西哥城大地震的两年后的1987年，墨西哥政府正式对地震预警系统进行了研发工作，并于1991年试行，最初将 12座台站 部署在西部海岸，如果监测到地震便会对周围的小学进行广播预警。
　　这也是 全世界首个面向公众的预警系统 。并在1995年的 格雷罗地震 中，在地震波到达前的72秒发出了预警，为大众避险赢得了大量时间。
　　虽然从地震预警的历史来看好像已经由来已久，但其实这项技术仍有着非常大的局限性，主要体现在 监测技术的准确性与覆盖率的不足 上。
　　准确性
　　地震预警，如果要在 ＂准确＂和＂快＂ 之间二选一的话，相信大多数人都会选择＂快＂，毕竟地震这种事情还是宁可信其有，不可信其无比较好，提前一秒钟说不定就可以挽救一条生命。
　　因此， 地震预警系统要做到快速响应，但这就制约了预警的准确性 。现在预警系统有着断层参数难以快速获取、大震的震级无法快速确认等问题，倒不是说做不到，而是无法＂快速地＂做到，等到获取完信息，地震也开始了，自然就没有了提前避震的效果。
　　而漏报误报的问题也是同样的道理，全部出自于 地震预警系统对于预警速度的追求 。
　　而说到底，地震预警系统要在有限的时间内 通过P波（纵波）获取的极为有限的信息来对地震规模进行估计， 这本身就是很难的事情。
　　破坏性的地震发生时，发震断层的走向与倾向也会对峰值地面运动的分布产生重大影响，从而降低预警系统的准确性，因此往往需要 提前将地表地质情况与断层分布录入预警系统来提高准确性 。
　　综上所述，以目前来说在短时间内大幅完善、提高预警的细致程度与准确性并不是很现实。
　　覆盖率
　　这些地震预警系统往往需要 大范围的地震台网 ，而目前的台网覆盖面积有很大的不足。
　　我国国土面积为960万平方千米，建设了超过 15500个地震预警台站， 但仍不足以覆盖全国，只能选择先将重点放在 华北地震带、闽粤沿海和新疆天山中段 等地震多发的地区。
　　而上文提到的墨西哥虽然是全世界第一个使用公众地震预警的国家，但由于政府预算资金的问题，也只有约 100座 地震观测台站，重点防范国家中部地区。
　　在地震发生的前几秒到几十秒，我们才可以观测到并做出预警，更别提现在的预警手段还有着上文提到的各种局限，所以，以目前的技术水平来看， 像天气预报一样的预报地震是不现实的。
　　地震观测在目前 只能做到利用地震发生后、到来前的时间差来进行短暂的预警 ，而不能做到地震在没发生时就预测到它的发生从而预防。
　　突破之法换一种思路
　　现在的科学研究领域仍然在向＂预报地震＂领域进行努力尝试，比如美国提出的 以人工智能的神经网络技术来进行地震预测 ，但仍然在尝试阶段，并未实际的应用，因为在地震发生前预报地震是非常困难的事情。
　　因此很多人就换了一种思路：既然无法预报地震，那就不预报好了。我们来制造更多的 防震产品 ！
　　世界各地的科学家都曾设计过各式各样、五花八门的防震产品。其中有 日本的防震材质制作的轻便房屋 这样较为朴实的产品，也有 俄国的钢铁防护变形床 这样比较新奇的设计。
　　这种床自带感应器，地震来临时会自动变形，将熟睡的人们塞进床的内部，再用钢铁材质的床板自动盖住顶端。
　　这样一来，人就被关进了一个密闭的空间，可以免遭落石砸伤，而床底也有储存区，可以存放食物与饮用水，足够撑到救援到来。
　　在 印尼大地震 中，地震引起的海啸也使很多人丧生。而日美合资的 救生球 ，便是极为优秀的应对手段。
　　这种救生球有着不同的型号，最多可坐 十人 。外表看上去是一个大球，地震或海啸来临时，人们只要进去坐好并关上门就好了，里面有着够一家人使用 5天 的食物、饮用水与氧气，可以使人有效的从地震与海啸中逃生。 结语
　　虽然如今人们并无法做到在较长时间之前就预测到地震的来临，仅仅是能做到预警。但随着科技水平的进步，在未来像预报天气一样预报地震也并不是没有可能。
　　而在成功做到这一点之前，任何有助于在地震时挽救更多生命的思路都值得我们去尝试，毕竟生命是最宝贵的。