國家地震烈度速報與預警工程

國家地震烈度速報與預警工程，簡稱國家烈預工程，是中華人民共和國依託震央附近的密集地震台網，在震後數秒內快速估算地震影響範圍和程度，搶在破壞性的S波和表面波到達目標地之前發布警報的覆蓋全國的地震預警系統^[1]。該工程於2009年開始預研究，於2015年獲中華人民共和國國務院批准^[1]，於2018年正式啟動專案實施，並於2024年竣工驗收^[2]。該工程是全球規模最大的地震預警系統^[3][4]。

國家地震烈度速報與預警工程計劃部署的監測台站分布圖，由圖中可見監測台站密集分布於重點地震預警區，形成綿密的地震預警網。

歷史

在2008年汶川大地震中，地震產生的破裂範圍超過200公里，距離震央有一定距離的北川縣、綿陽市等地也遭受到重創^[5]。這一慘痛教訓促使中國政府自2009年開始了國家地震烈度速報與預警工程的預研究工作^[1][6]，並在福建省^[7]、首都圈地區^[8]、甘肅省蘭州市部署了地震預警示範系統，對方法技術和系統軟體進行了線上檢驗，並計劃正式開始全國部署^[1]。2012年12月，中國地震局向國家發展改革委報送了專案建議書^[1]。2015年6月，專案建議書經國務院常務會議同意後獲批^[1]。2015年7月起，中國地震局啟動了專案可研工作。其專案可研報告已於2017年2月得到了國家發展改革委批覆^[1]。

2015年，國家地震烈度速報與預警工程的台站整合工作正式展開，將官方和社會力量建設的震度站加以整合以提高監測密度^[9]。並在2016年展開了台站堪選工作^[10][11]。到2017年，已有福建省等部分地區完成了工程建設工作並開始試執行^[12]。

同時，中國地震局也展開與其他研究機構的合作。2012年起，利用已建成的中國地震台網部分台站，成都高新減災研究所研製的ICL地震預警技術系統開始在部分地區投入使用^[13]。至2014年，ICL系統在中國大陸15個省市被採用^[3]，覆蓋面積接近100萬平方公里^[14][13]。

此外，福建省和雲南省業已完成了地震預警的立法工作，對地震預警的播發提出了一些強制性要求^[15][16]。

2024年7月26日，中國地震局舉行國家地震烈度速報與預警工程竣工驗收新聞發布會，宣布國家地震預警工程於25日通過竣工驗收。^[2]

原理

與日本的緊急地震速報系統的原理類似，當地震發生後，震源向外傳播P波、S波時，地震監測台站接收到速度較快的P波後，可將觀測資料傳到監測中心，經分析計算後，搶在S波到達前對外發布地震預警。

地震預警系統是指在地震發生後、而未及造成嚴重破壞前發出警告。在震央發生地震後，具破壞性的S波（每秒3.2-4公里）有一段時間尚未傳到各地，而由於電磁波比地震波快，系統可以把震度儀監測到的P波（每秒5.5-7公里）資訊轉為電磁波，在地震波到達前的數秒至幾十秒發出預警^[17][14]。透過對地震波波形的監測、分析、匯總、綜合分析^[18][19][20]。

常規的地震預警系統可分為異地預警模式、現地（原地）預警模式與混合預警模式^[5]。異地預警模式是在地震發生後，利用震央附近的監測台站所觀測到的地震波，快速計算出地震規模、震央位置與震源深度，並以此預估各地區的震度與地震波到達的時間，再利用通訊技術通知各地區^[21]。異地預警模式需要部署較多監測台站，且運算時間較長，但精確度較高，適用於距離震央較遠的地區^[5][21]。現地（原地）預警模式是指在人員密集區直接架設預警台站，對本地發生的地震進行預警，能夠補充異地預警模式的盲區^[5][21]。

中國地震局的國家地震烈度速報與預警工程採用現地（原地）預警模式和異地預警模式融合的混合預警模式^[8][17]，這一方法兼具二者的優點^[5]，監測速度較快，精度較高，但成本較單一模式更大^[5][21]。

運作

2015年5月尼泊爾地震期間地震網路專案（英語：Earthquake Network）發出地震警報的預警時間。十字標記標繪地震震央，而點標記顯示檢測位置^[22]。圖中可見該次地震對中國西藏大部地區而言，預警時間可達10秒以上。

由於中國的國土面積廣大，需要部署數量極其龐大的監測台站^[1]。中國地震局預計將在全國建設共計15510個台站，包括1960個組態測震儀和強震儀的基準站、3309個組態強震儀的基本站、10241個組態震度儀的一般站^[1]。中國地震局表示，該工程將華北、南北地震帶、東南沿海和新疆天山中段等4個地區定為重點地震預警區^{[註 1][1]}。在重點區將部署台站間距達12公里左右的預警網，形成完善的地震預警能力和基於鄉鎮實測值的震度速報能力^[1]。而在一般地區則形成遠場大震預警能力和基於縣級城市實測值的震度速報能力^[1]。

在地震監測區內，由各省級地震局負責本區域建設和維護任務，處理本區域及周邊地區的台站觀測資料，並負責省內地震預警資訊發布，並將資料統一匯總到中國地震局下屬的中國地震台網中心^[1]。由中國地震台網中心同步處理全國的台站觀測資料，融合處理省級中心的預警資訊，並負責向中央政府和國家級媒體發布資訊^[1]。

建設中的國家烈預工程系統由觀測系統、資料分析處理系統和決策及資訊發布系統等三個子系統組成^[5]。地震發生後，首先將震度儀資料傳到分析處理中心，分析處理中心利用台站獲得的地震動參數與信噪比（SNR）進行地震的觀測，在單一台站超過預警閾值時即發表預警第一報，當超閾值台站超過三或四個時，發表預警第二、三報。在達到較大震度（中國地震烈度表6(VI)度^[15]）時，會由中國地震台網中心正式播發「地震預警」^[5]，並公告地震影響地區^[1]。在播發地震預警後，還會根據即時監測結果繼續發表預警報文^[5]。

而在震後數分鐘內，中國地震局還會匯總各台站的地震監測資料，播發「地震震度速報」^[24]，報告地震震央、最大震度、震度分布圖、震级規模等資訊^[1]。2017年，時任中國地震局局長鄭國光表示，地震局將力爭實現在地震發生後3分鐘內向全國發布「地震震度速報」^[25]。

播送

電視廣播

中國地震局指出，待工程投入使用後，一旦地震局發布地震預警，會立即通知中國中央電視台、中央人民廣播電台及地震影響地區的省市縣電視廣播機構，電視廣播機構也將會即時播發地震預警^[1]。目前，福建省、雲南省已通過立法手段強制要求廣播電視機構即時播送地震預警^[15][16]。

資訊網路

在發布方面，中國地震局表明將研發手機App軟體、PC接收軟體和專用接收終端。中國地震局已在福建晉江市開展了發布試驗^[1]。中國地震局認為，如何實現海量使用者的秒級發布，目前還是一個待攻克的難點，將來不排除和各大運營商以及雲技術公司合作^[1]。同時，福建省、雲南省已強制要求運營商向使用者傳送地震預警^[15][16]。

設施場所

中國地震局表示，中國將在2000多所中小學直接布設監測台站^[23]，並向預警區內的中小學校發布地震預警資訊，服務學校師生的地震逃生避險^[1]。地震局還會向鐵路部門發布原地報警、地震預警、遠場大震預警、地震參數速報、地震震度速報、地震動參數等客製化化緊急地震資訊，服務鐵路運輸的地震緊急處置^[1]。當前，福廈鐵路、成灌線、大西客運專線等線路已經完成了地震預警系統的試驗與測試，並即將向全國推廣^[26]。

同時，國家機關以及核電、水利、燃氣、化工、醫療衛生、商業等行業的企業也會接到客製化化的緊急地震資訊，服務有關機構企業的地震緊急處置^[1]。