地震预警研究的新成果
（一）开展地震预警活动的新信息
1．我国开展地震预警活动的新进展
我国首次实现对破坏性地震的成功预警。[35]2013年2月20日，中国广播网报道，2月19日10时46分，云南省昭通市巧家县附近发生4.9级地震。成都高新减灾研究所与云南昭通市防震减灾局联合建设的地震预警系统，对该次地震成功预警。这是国内地震预警系统首次实现对破坏性地震的成功预警。
当天上午10时47分5秒，安装在昭通市防震减灾局工作人员手机和计算机上的地震预警信息接收终端，发出了地震预警倒计时警报，并显示地震预警信息：云南巧家10时46分59秒发生5.0级地震。该地震预警信息也通过手机、计算机、专用接收终端、微博等进行了同步发布。
几分钟后，中国地震台网公布：“2月19日10时46分云南省昭通市巧家县、四川省凉山彝族自治州宁南县交界（北纬27.1度，东经103.0度）发生4.9级地震。”从巧家县防震减灾局获悉，初步统计地震已造成该县2人受伤，部分地区有山体滑坡现象，另有5间房屋倒塌受损。
这次地震预警信息，为巧家县部分地区、昭通市等周边区域提供了几秒到几十秒不等的预警时间。成都高新减灾研究所所长王暾博士介绍，这是国内地震预警系统首次对破坏性地震实现预警。该地震预警系统还对随后的多次地震进行了成功预警，其中包括四川省宜宾市境内发生的4.5级地震。
2．日本开展地震预警活动的新进展
日本运用紧急地震速报系统发出地震警报。[36]2021年2月14日，新华社报道，日本福岛东部海域13日晚发生7.3级地震。日本气象厅通过电视、手机等平台发布地震警报，在地震横波到达前为人们争取到数秒到数十秒的反应时间，帮助人们紧急应对地震来袭。
在电视上出现地震警报后大约几秒钟，人们在东京就感受到了建筑持续较长时间的明显晃动，附近一些人的手机响起报警音。
日本的地震警报系统名为紧急地震速报系统，其基本原理是利用两种不同的地震波传播速度和破坏力的差异。地震发生后纵波传播速度比横波快，但是纵波的破坏力即晃动程度没有横波大。
日本气象厅等机构在全国各地设置了大量地震计。地震发生后，距离震源较近的观测点地震计可迅速监测到地震纵波，从而使日本气象厅在破坏力更大的横波到来前发出警报，距离震源远近不同的地区，可在地震横波到达该地区前几秒甚至几十秒收到地震警报。
提前几秒至几十秒收到警报，就可使行驶中的列车减速停车，燃气和电力公司采取应急保护措施，及时关闭危险设施，人员尽快撤到安全地带或者在家中做好自我防护。不过在震源附近，这种时间差就极短，可能在收到警报的同时就感受到强烈震感。
在一次地震中，震级只有一个确定数值，但震度（日本称震度，中国称地震烈度）却因地而异，离震中越近、震源越浅，震度越大。日本气象厅设定的震度由弱到强分别为0至4级、5弱、5强、6弱、6强和7级，共10个等级。
日本气象厅14日凌晨召开记者会，认为13日晚的7.3级地震是2011年“3·11”大地震的余震，呼吁日本民众在接下来一周左右要注意可能发生类似强震。这次地震的震源深度为55千米，由于震源较深未引发海啸。此次地震时，距离震中较近的福岛、宫城两县部分地区的最大震度为6强。
面向民众的紧急地震速报系统，只有在判断某地震的最大震度达5弱以上时才会发布警报信息，并列出哪些地区的震度可能达4级以上。日本民众可在手机上设置是否接受地震警报信息。例如，日本广播协会电视台的手机应用程序可供设置是否接收各种速报，包括海啸、地震等灾害信息，并可设置接收所在地的震度达多少级以上的警报信息。
日本2005年开始推广紧急地震速报系统。2007年3月25日上午，石川县能登地区发生7.0级地震，日本气象厅通过这一系统发出紧急地震警报，这是日本气象厅首次通过紧急地震速报系统正式发布地震警报。同年10月1日，日本正式在全国使用这一系统。然而，该系统也存在偶有误差或错报等情况。
（二）推进地震预警探索的新信息
1．建设地震预警系统的新进展
⑴启用世界首个地震预警系统。[37]2006年8月3日，新加坡联合早报报道，日本启用了世界首个地震预警系统，能在地震来袭前数秒向铁路公司、发电厂和其他相关部门发出警报。该系统能够探测到地震最初的微弱震波，并在地震波传到地表以前评估地震的威力。
气象署官员斋藤说：“系统能够给予的最长疏散时间大约是20秒，不过那也将是罕见的。很多时候，警报是在强大的地震波抵达地表之后才发出的。”
日本气象署披露，共有41个机构申请了这项地震预警服务。由于预警系统本身的局限，气象署也把能够收到警报的机构限制在铁路公司、发电厂和建筑工地等能够自动关闭服务和运作的机构。
日本地震预警系统曾在2005年8月进行过测试，当时系统在大地震来袭前的14秒，向仙台一个紧急中心发出警报。那场地震强度达里氏7.2级，造成大约60人受伤，不过却奇迹般的没有夺走任何人命。
地震波分为横波(或称S波)和纵波(或称P波)。S波传播速度是每秒4公里，可以摧毁建筑物；P波传播速度较快，达每秒7公里。在启用地震预警系统之后，日本气象署将在探测到纵波之后发出警报。
⑵启动建设国内首套城市地震预警系统。[38]2012年7月22日，《科技日报》报道，成都市防震减灾局、成都高新区7月11日联合宣布，将在成都全域范围内，依托完全自主知识产权的技术和设备，建设国内首套城市地震预警系统项目。
地震预警不同于地震预测，是指在地震发生后利用地震波中的P波比S波快的原理，向设防地区提前发出避险警报的预警方式。承担该项目建设的成都高新区防震减灾研究所所长王暾说，汶川特大地震后历时3年研发的该系统，前期经过大量试验、检验，目前已成功预警超过150次地震，较日本、墨西哥等预警先进国家的技术设备，新系统进行了流程优化、误报率更低，智能手机、计算机、电视等都可以作为预警接收终端。
据悉，计划2012年年底前建设完成的成都地震预警系统，将在成都市1.24万平方公里全域范围内，对已经建成的67个原有地震监测台站进行技术改造，并在年底前再建设57个地震预警台站，实现预警区域距离震源每100公里提前22秒预警的技术能力。
⑶我国建成世界最大的地震预警系统。[39]2014年10月20日，中国新闻网报道，目前我国25个省市部分区域已建成5010个地震预警台站，面积近200万平方公里，覆盖约6.5亿人，是世界最大预警网。
这个预警网的核心技术是中国具备完全自主知识产权的“ICL地震预警技术系统”。成都高新减灾研究所所长王暾博士介绍，该技术在吸收国内外，特别是日本地震预警技术并进行重大技术创新，经过汶川大量余震试验完善而形成的。他说：“其关键技术指标（盲区半径、响应时间、误报率）世界领先，是国内目前唯一已服务民众和工程的地震预警技术。”
目前，该地震预警系统已连续预警景谷6.6级地震、鲁甸6.5级地震、芦山7级强震等18个破坏性地震，无误报和漏报。同时已逐步在学校、社区等人员密集场所，以及高铁、化工、地铁、核反应堆等重大工程中开展地震预警应用。据了解，在预警网已覆盖区域，民众只需用手机下载应用软件，就能免费享受地震预警服务。由此，中国成为继日本、墨西哥后，世界上第三个具有地震预警能力的国家。
地震预警是指在震中正发生地震但还没有对其周边目标区域造成破坏前，利用电波比地震波快的原理，给目标区域提供几秒到几十秒的预警时间。理论研究表明，预警时间为3秒，可使人员伤亡比减少14%；如果为10秒，人员伤亡比减少39%如果预警时间为20秒，可使人员伤亡比减少63%。
2．完善地震预警系统的新进展
利用智能手机完善地震预警系统。[40]2015年4月10日，美国地质调查局地球物理学家本杰明·布鲁克斯领导，加州理工大学研究员莎拉·米森为主要成员，美国国家航空航天局喷气动力实验室苏珊·欧文等人参与的研究小组，在美国科学促进会杂志《科学进展》上发表研究报告称，智能手机及类似设备中的GPS接收器，能探测到大地震中由断层运动造成的持续地层运动。利用众多智能手机参与的系统，可成为科学级地震早期预警系统的重要补充。
地震早期预警系统能自动探测一场地震的开始，在人们体验到震感之前迅速发出警报。这一系统，目前仅在日本和墨西哥等全球少数地区运作。布鲁克斯说：“因为建造科学监测网络的成本太高，世界大部分地区尚未采用地震早期预警系统。”
米森说：“这项新技术，主要利用参与手机的众源观测数据，来探测和分析出地震信息，并将其预警反馈给用户。众源警报意味着群体数据，群体受益。新技术能更好地为贫困地区服务。”
研究人员对众源预警系统的可行性进行了测试。他们模拟了一次7级地震，并用了2011年日本东北地区9级地震的真实数据。结果显示，在某个地区只需很少比例的人加入，就能实现众源地震早期预警。比如在一个大都市，只需不到5000人的手机响应，就能探测和分析出地震，并在地震变强之前向远方迅速发出警报。
虽然对级别更小仍有潜在破坏性的地震不能预警，但智能手机传感器能对约7级或更大地震做出预警。随着电子设备越来越普及，众源预警系统有着巨大潜力。地震早期预警系统协调员道格拉斯·吉文说：“美国正在建造高质量的科学地震网络，但众源途径能增强我们的系统，还能在没有高质量网络的地方做出预警。”美国国际发展机构已经同意资助一个试点项目，与智利国家地震中心合作，对一个试行的混合地震预警系统进行测试。该系统由单个智能手机传感器和分布在智利沿岸的科学级传感器组成。
卡内基-梅隆大学的鲍勃·安努奇说：“从统计学上看，大量不太精确的仪器能帮助生成更加精确的检测。将移动电话群体作为一种分布式传感网络，有着广泛的应用，包括让没有科学仪器网络的地区受益。”
欧文说：“虽然众源数据精确度不高，但对造成了较大地表移动的更大地震而言，其包含的信息足够让手机探测到地震，这是早期预警所必需的。”
2．探索地震预警的新方法
认为重力信号可成地震预警新方法。[41]2016年11月21日，法国巴黎的地球物理研究所科学家让·保罗·蒙塔格纳领导的研究小组，当天在《自然·通讯》杂志发表论文称，他们首次检测到一种在地震波到达之前，就可观测到的重力信号。这种信号，有望改进地震预警时间，推动地震和海啸预警系统研究取得新进展。
地震经常会造成严重人员伤亡，以及种种次生灾害，但当前的科技水平尚无法预测地震的到来，甚至未来相当长的一段时间内，地震也是无法精准预测的。这是因为地震预警系统依赖于对地震波的检测，但是只有在地震发生后才能检测到地震波。另外，科学家们虽然早已知道，地震会导致地球重力场发生变化，但到目前为止，只在震后检测到重力场静态变化。
根据理论预测，在地震波到达之前，可在全球范围内检测到地震发生时产生的瞬时重力变化，这就等同于重力信号给人们的一个提示。
此次，蒙塔格纳研究小组，通过检查2011年日本东北地方太平洋近海地震数据，首次检测到在地震波到达之前，就可观测到的重力信号提示。研究人员认为，这种提示可提供更早的地震预警。
但是，在这种系统实现应用之前，还需要开发和测试相关仪器。论文作者提醒，虽然该方法蕴含巨大潜力，但是它要求在传统地震仪的基础上，建立重力梯度仪(检测重力信号的仪器)网络。
据统计，地球上每年约发生500多万次地震，其中绝大多数太小或太远，一般难以察觉；而真正对人类造成严重危害的大规模地震，在人们发觉时又往往为时已晚。研究人员认为，在该地震中发现的重力信号提示，或许能够改进地震预警时间。
