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这个问题其实没那么复杂，核心就是 s = v*t。 要了解地震预警的原理，我们需要知道地震波的差别。 首先，我们来了解一下地震波。 绝大部分的地震是先存断层的两盘发生快速错动，造成了断层周边介质的破裂，从而释放能量的一种自然现象。地震发生时会产生地震波（从震源向四周辐射），按照其传播方式，我们可将它分为：纵波、横波和面波。 引用一下百度百科的图片，这张挺直观的。 纵波是图中左侧的 (b)，又称为P波，其传播方向与振动方向相同。在本问题中其重点是速度最快，破坏性最小，在地壳中的传播速度为 5.5~7km/s。 横波是图中左侧的 (c)，又称为S波，其传播方向与振动方向垂直。在本问题中其重点是速度慢一些，破坏性较大，在地壳中的传播速度为 3.2~4.0km/s。 面波是图中左侧最上方的 (a)，是纵波与横波在相变界面相遇后激发产生的混合波，按其运动方式可以分为 瑞雷波，勒夫波和斯通利波。在本问题中其重点是速度最慢，破坏性大。 当然，我们还需要了解电磁波。简单的说，预警系统发出的通知我们要地震的信息，就是通过电磁波传递的，其真空中的速度等于光速，3*1E5km/s。 好了，该地震预警系统出场了。 又引用百度百科的图片，这张也挺直观的。 以本次鲁甸地震为例，假设地震预警系统的检波器建立在本次地震震源的正上方，震源深度假设与测量深度相同，为12km。 假设地壳中所有介质为各向同性均匀介质： 地震发生时，首先激发纵波，假设其速度为 6km/s，从地震发生直到传播到预警系统的检波器，t=s/v，需要 2s 的时间。 我们再次假设电脑只需要 0.5s，知晓发生了地震，由纵波的“表现”（本题中该预警系统使用的是加速度传感器），计算出本次地震产生的烈度（描述地震破坏能力大小的参数，与地震震级及距离有关）会高于3度。于是，该系统自动发出预警信息，通知周围 100km 范围内的所有单位。由于电磁波速度实在太快，这些时间忽略不计。 地震发生时，还要激发横波，假设其速度为3.5km/s，从地震发生直到传播至地表发生破坏，t=s/v，大约需要3.43。 因此，地震预警系统提前3.43-(2+0.5)=0.87秒告诉大家，地震了，快跑啊！ 这就是地震预警系统的工作原理。 当然，这是在理想情况下，加入了大量的假设。 而实际上，震中的烈度不一定是最大的，还有大部分周围地区的群众得知这个消息。随着距离的增加（s上升），预警系统告知大家的时间也就越早，留给大家逃生的时间也就越长。 其次，第二个问题是“如何实现震前预警”。 从上面的回答可以看出，预警是在地震发生后才得以实现的，因此不存在震前预警这个概念。震前的那叫预报，可以参看别的答案。 最后，地震预警这个概念是在我研一的时候了解的，当时我得知的是，可以通过“电视、电脑、手机信息、广播等等”方式告知大家，现在的发展情况如何，我并不知晓。 就是这样。 |
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