东京地区的地震预警
近年来(本文初稿于2010年5月)，中国连续发生了两场大地震，伤亡惨重，引起很多关心中国的人，包括方舟子先生在内，在新语丝网站上发表议论，弄得我也想来凑个热闹。按照今天的科学技术水平，想要预报地震，基本上是不可能的事。地震预警似乎就成了没有办法中的办法。
当地震发生时，地震所产生的巨大的能量会以地震波的形式向外传播，地震波分为纵波和横波两种，纵波对地表的破坏力较小，横波对地表的破坏力较大，纵波的传播速度较快，横波的传播速度较慢，地震预警的基本原理就是利用地震纵波、横波之间的速度差。在某一些人口密集的地区安装一些地震感应器，当感应到地震纵波到达时，立刻发出地震预警警报，若干秒钟之后，地震横波才会到达，地表才会受到损害，这就是地震预警的一般原理。当然，距离震中越近，预警的时间就越短。这种预警方法具有普遍意义，所有地方都可以使用。然而，地震纵波、横波之间的速度差不太大，预警的时间比较短，实际作用有限。下面我想给大家介绍一下日本东京地区的地震预警，非常特殊和实用。
众所周知，地球表面的地壳是由七块大板块和一些小板块构成的，太平洋板块和欧亚大陆板块就是其中的两块巨大的板块。日本地处欧亚大陆板块和太平洋板块的交界处，东京地区是全世界地震最多的地区之一。1980年代，我在日本东京地区生活了7年多，3级以上的有感地震几乎每个星期都有，6.2级的地震经历过两次。对于东京人来说，普通地震就和下场大雨一样，算不得灾难。这是因为，东京地区地震防灾工作之先进乃当今世界之最。本文不打算谈论房屋建筑等问题，只打算介绍一下东京地区的地震预警工作。
根据过去数百年间的统计资料，影响东京地区的地震，其中心几乎都发生在东边太平洋的海底，那里是两大板块的交界处。日本人在那里安装了许多地震感应器，用海底电缆连接到东京的地震计算机中心。一旦发生地震，信号会以光速送往东京。一个地震感应器震动，有可能是深海鱼类碰撞所致，要用计算机对附近的地震感应器进行综合分析判断和计算，才能判断出是否真的发生了地震及其规模大小。由于巨型计算机的计算速度极快，计算时间通常不超过两三秒钟。而地震横波通常要花费较长的时间才能传到东京，这就为东京地区争取到了宝贵的预警时间。当然，根据地震中心与东京之间的距离，预警时间的长短有所不同，距离越近，预警时间越短。一般来说，大约可以有两到三分钟左右的时间。换句话说，东京地区的地震预警，其基本原理使用的不是地震纵横波之间的速度差，而是使用电波与地震横波之间的速度差。由于电波的速度是光速，与传播速度较慢的地震横波相比，电波的速度近似无穷大，传播时间近似为零。这样就可以使地震的预警时间取最大值。在这两三分钟的时间里，要完成下述4项工作：
（1）所有铁路断电，导致自动刹车系统启动，高速电车可以从时速250公里降速到大约70公里。普通电车和地铁可以从时速100公里降速到大约停止。
（2）一般的高速公路上是没有交通信号灯的，但日本的首都高速公路上都安装有交通信号灯，这些信号灯平时永远都是绿色，地震预警时则全线红灯，使车流速度从100公里降速到大约20公里。
（3）天然气公司自动断气。
（4）星罗棋布的汽车加油站自动断油。
在计算机网络技术不太发达的1980年代，东京地区的防灾工作就做到了全面联网。当然，东京的做法只适合于东京的特殊性，必须要事先知道地震中心的大致位置，并且，这个位置范围还不能太大，别的地区是很难模仿的。东京能争取到长达3分钟左右的预警时间，真是太珍贵和实用了。
以上这些事实都是我在日本生活期间的亲身经历，1989年年底，我离开日本，移民加拿大。我在日本期间，计算机网络还不太普及，地震预警还没有连接到千家万户。很多年以前，日本所有的旅游点和大型商场都有一套有线广播系统，播送一些轻音乐，商业广告，或寻人启事等等。近年来，随着计算机网络的普及，东京地区的地震预警已经连通了几乎所有上述有线广播系统，一旦发生地震预警，分散在东京各地的有线广播系统就会立刻向游客们发出警告，有效地减少了地震所带来的各种伤害。
(张又普初稿于2010年5月)
资料链接：
方舟子：https://baike.baidu.com/item/方舟子/4762967?fr=aladdin
新语丝网站：https://baike.baidu.com/item/新语丝/4761840?fr=aladdin
