全世界大約20%的大地震發(fā)生在日本，在那里發(fā)生的大地震，若非傷亡慘重，不太引起關(guān)注。6月14日巖手縣地震能成為國內(nèi)的頭條新聞，除了汶川地震之后的感同身受之外，恐怕還因?yàn)閲鴥?nèi)媒體報(bào)道說日本氣象廳提前10秒準(zhǔn)確預(yù)報(bào)了這次地震。于是時(shí)評(píng)家們紛紛發(fā)表“日本氣象廳提前10秒預(yù)測地震令人尊敬”、“為什么日本能提前10秒預(yù)報(bào)地震”的評(píng)論，批評(píng)國內(nèi)地震局此前“地震預(yù)測目前仍是世界難題”、“地震難以預(yù)報(bào)”的說法是在推卸責(zé)任，地震在現(xiàn)在究竟能否準(zhǔn)確預(yù)報(bào)，一時(shí)又成為話題。

　　這其實(shí)是把事先的預(yù)測預(yù)報(bào)和事后的預(yù)防預(yù)警混為一談了。這就好像有人看到了閃電后，準(zhǔn)確“預(yù)報(bào)”幾秒種后會(huì)打雷。其實(shí)閃電和打雷是同時(shí)發(fā)生的，只不過光波速度比聲波快得多，遠(yuǎn)處的人們先看到閃電，再聽到打雷，所以可以利用時(shí)間差發(fā)出“打雷預(yù)報(bào)”。這次日本的“地震預(yù)報(bào)”也是類似的“打雷預(yù)報(bào)”，它不是在地震發(fā)生前做出的預(yù)測，而是在地震發(fā)生后，利用不同地震波的傳播速度不同產(chǎn)生的時(shí)間差，和地震賽跑，趕在地震波前頭發(fā)出預(yù)警。

　　地震在地下震源發(fā)生后，釋放出的能量以兩種波的形式傳播，一種是擠壓巖石產(chǎn)生的壓縮波(簡稱P波)，它的振動(dòng)方向與波的傳播方向一致，所以又叫縱波，它讓地面上下顛簸；一種是剪切巖石產(chǎn)生的剪切波(簡稱S波)，它的振動(dòng)方向與波的傳播方向垂直，所以又叫橫波，它讓地面左右搖晃。橫波比縱波強(qiáng)得多，振幅是縱波的3~10倍，是造成地震災(zāi)害的主要因素。但是橫波的傳播速度較慢，大約每秒4公里，而縱波的傳播速度大約每秒7公里。

　　于是不難想到，能否利用這兩種波速的時(shí)間差，一旦監(jiān)測到縱波，就趕在破壞性強(qiáng)的橫波到來之前發(fā)出預(yù)警呢？預(yù)警的時(shí)間可能只有幾秒或十幾秒，雖然來不及疏散人群，但是來得及采取切斷煤氣、停止發(fā)電、停駛高速列車等措施，防止次生災(zāi)害。如果距離震中足夠遠(yuǎn)，預(yù)警時(shí)間甚至有可能長到幾十秒。汶川地震的震中映秀與受災(zāi)最嚴(yán)重的北川的直線距離約120公里,如果在映秀監(jiān)測到縱波后就立即向北川發(fā)出預(yù)警，那么北川就可以有約30秒的反應(yīng)時(shí)間，甚至足以組織學(xué)生撤離教學(xué)樓了。

　　原理雖然簡單，要據(jù)此建一個(gè)全國性地震預(yù)警系統(tǒng)，卻不容易。至少要具備三個(gè)條件：首先要有密集的地震臺(tái)網(wǎng)，及時(shí)監(jiān)測全國各地的情況。日本在全國建了1000個(gè)地震臺(tái)，大約20公里就有一座。其次，對(duì)收集來的數(shù)據(jù)要能做高速、有效的分析、估算。不僅要能快速確定震中，而且還要根據(jù)初步監(jiān)測到的縱波估計(jì)出地震的強(qiáng)度，向可能被地震危及的地區(qū)發(fā)出預(yù)警。日本規(guī)定只有在烈度達(dá)到5弱以上時(shí)才發(fā)出預(yù)警。烈度和震級(jí)不一樣，震級(jí)是根據(jù)地震在震源釋放的能量大小測定的，烈度則是根據(jù)地震在各地的破壞程度估計(jì)的，在日本烈度達(dá)到5弱時(shí)，抗震性能較差的房屋墻壁可能出現(xiàn)開裂，書架可能會(huì)倒，大致相當(dāng)于中國烈度的7度。此外，有關(guān)部門還要能對(duì)預(yù)警做出快速反應(yīng)。收到預(yù)警后，電視臺(tái)、電臺(tái)自動(dòng)播放通知，電廠自動(dòng)停電，電梯自動(dòng)在最近的樓層停下、開門，等等。

　　這是一個(gè)昂貴的浩大工程，在現(xiàn)在也只有日本有開發(fā)它的財(cái)力、能力和意愿。日本自2004年2月起開始測試全國地震預(yù)警系統(tǒng)，到2006年6月止，共發(fā)布了855次預(yù)警，其中只有26次是假警報(bào)，效果似乎不錯(cuò)，因此在2007年10月正式投入使用。正式使用后該系統(tǒng)暴露出很大局限性，都是在數(shù)據(jù)分析、計(jì)算上出了問題。今年1月26日石川縣地震，預(yù)警系統(tǒng)估計(jì)烈度只有4，所以沒有發(fā)出預(yù)警，而實(shí)際烈度是5弱。4月28日沖繩縣宮古島地震，預(yù)警系統(tǒng)倒是發(fā)出了預(yù)警，但是是在地震發(fā)生10秒后發(fā)出的，比橫波慢了4秒，而且實(shí)際烈度只有4，而不是估計(jì)的5弱。5月8日茨城地震更離譜，預(yù)警系統(tǒng)在地震發(fā)生近1分鐘、做了9遍計(jì)算后才確定這次地震的烈度為應(yīng)該發(fā)出預(yù)警的5弱，這時(shí)地面已搖晃了40秒了。當(dāng)時(shí)很多人批評(píng)這個(gè)耗資巨大的系統(tǒng)沒有用處，氣象廳的人辯護(hù)說那是因?yàn)檫@些地震都處于預(yù)警的邊緣，如果是更大的地震就會(huì)估計(jì)得更準(zhǔn)。果然，這次巖手縣地震發(fā)生4秒后即發(fā)出了發(fā)生5弱(后修正為6強(qiáng))地震的預(yù)警，讓附近的仙臺(tái)有了10秒以上的準(zhǔn)備時(shí)間。究竟因此挽救了多少生命還很難說，但顯然挽回了人們對(duì)預(yù)警系統(tǒng)的信心。

　　除了實(shí)際使用中的問題，預(yù)警系統(tǒng)還存在無法克服的矛盾：破壞最嚴(yán)重的震中地區(qū)來不及預(yù)警，離震中越遠(yuǎn)則預(yù)警時(shí)間越長，但是地震破壞也越小，就越不需要預(yù)警。不過，這是目前人類能想到的最好的地震預(yù)警方法了。有人說現(xiàn)在能預(yù)警10秒,以后就能預(yù)警10分、10小時(shí)……乃是不了解預(yù)警原理的浪漫想象。和地震賽跑，受制于地震波速度，提高成績的余地很小。(方舟子）