昨天晚上21时19分左右，我国四川省阿坝自治州九寨沟县发生了7级地震，震源深度20公里，周边多地震感强烈，一时间地震在朋友圈和社交媒体刷屏。时隔10个多小时后，新疆新疆博尔塔拉州精河县又发生一次6.6级地震，震源深度11公里。在2008年汶川8级地震和2010年玉树7.1级地震后，7级以上地震再一次回到我们的身边。
虽然地震造成了一定的人员伤亡和损失，但让人欣慰的是人员伤亡人数和财产损失在大大减少，在经过了近10年的防震减灾工作之后，我们无论在建筑物防震等级和应急救援方面都取得了长足的进步。
我国近期地震情况
防范地震最主要的工作是预防，在地震多发区像日本，经过长期的研究和实践，除了建筑本身抗震性能得到明显提高外，已经建立了较为有效的地震预警体系。地震发生时，震源会发出P波（垂直震波，primary wave）与S波（水平震波，shear wave）两种震波，而监测站会透过观测速度较快的P波强度，对速度较慢但破坏力强的S波做出预警。地震一旦发生，日本气象厅会立即分析由监测站传来的资料，推定震源和地震的规模，预测震波到达各地的时间，并透过电视、电信系统紧急发布“紧急地震速报”到日本各地。
地震预警系统示意图
其中，日本三大电信商NTT DoCoMo、au和Softbank提供的紧急地震速报业务，在预警中起到了重要的效果。自2007年后，日本厂商在国内发售的手机，都强制要求必须支援这项警讯速报功能，让日本气象厅发布的地震警告能以最快速度强制推送到民众身边。视震源位置不同，最多可以替民众争取到30秒的应变时间，就近寻觅安全场所。在这次的熊本地震中，紧急地震速报同样替许多民众争取到逃生时间。
多终端预警信息推送
此外，日本民众也会安装市面上提供的地震警示App，比如日本广受欢迎的《Yurekuru Call》（鲶鱼），除了推送地震警戒讯息，还可以提供更详细的地震详细资料，在民间也颇受欢迎。就连台湾都有不少民众安装，在昨晚熊本发生多次余震时，就有台湾网友在网上表示“鲶鱼叫不停耶…”
根据有关报道，我国研制的类似系统在这次九寨地震中也准确的预报了地震的发生。ICL地震预警系统成功提前71秒通过手机及专用终端为成都市发出预警信息，提前19秒为陇南市发出预警。而这次预报，其实已经是这套系统第38次成功预警我国的破坏性地震。
ICL地震预警系统成功预警的地震
这些预警系统极大的提高了震区的反应速度，减少了人员伤亡和财产损失，但是这些预警时间均为数十秒至数分钟，对于超级地震这些破坏力极强的尤其是震中位置的地震预防来说还是远远不够的，目前地震依然是不能提前被预报出来。
地震预测是世界性的难题。多年来，世界各国的科学家们尝试过各种预测方法，但都被现实否定。通过电磁监测的方法发现地壳异动，从而获得地震即将发生的信息在学界被认为是一个很有希望的尝试。
早在1964年，前苏联科学家在分析该国发射的Aloute卫星观测资料时，就发现了卫星电磁观测在强地震前的异常现象，这一现象被随后发射的多颗卫星反复观测到。因此，最先利用太空中的卫星监测电磁异常的国家，正是冷战时期的前苏联。因为地下核试验产生的强震同样会引起电磁异常。前苏联为了监测有关国家地下核试验的情况，在冷战时期发射了多颗可监测电磁异常的卫星。
上世纪90年代初，在多年研究的基础上，前苏联科学家提出建立地震前兆全球监测卫星系统的设想。该系统的目标是对特定地区上空的电磁波、电离层等离子体特征等长期监测，在震前2小时～48小时做出预报。
按照科学家们的设想，这一系统由20颗微型中低轨道卫星、地面接收网络和地面飞行控制中心组成。地面接收系统将信息传递到地震预测中心，中心再将地震卫星信息与地面传统地震监测得到的信息相结合进行地震预测。但是由于前苏联的解体和俄罗斯经济实力的下降等原因，该系统建立进程缓慢。俄罗斯先后于1999年、2001年、2006年发射了3颗卫星，用来探测与地震有关的电离层变化信息，探索地震预报信息和预报技术，研究与地震、火山和其他大规模的自然灾害有关的电离层、电磁和等离子体变化等前兆。
地震发生前，地球岩石的摩擦破裂会产生电磁波，这些电磁波会往大气层传播。另一方面，地壳的运动会切割磁力线，造成磁力线的扭曲。也就是说，一旦发生强烈地震，地球内部的电磁信息就会出现异常，此时，卫星将接收数据传回地面，为工作人员的预测提供一定的依据。
正因为如此，我国从2008年开始进行地震电磁监测卫星的相关论证工作。2013年项目被正式批准立项，预计今年下半年由长征二号丁发射升空。同时第２颗业务卫星计划在2020年发射入轨并与电磁监测试验卫星形成在轨接续能力。
“张衡一号”是我国立体地震观测体系第一个天基平台。它将获取全球电磁场、电离层等离子体、高能粒子观测数据，研究地球系统特别是电离层与其他各圈层相互作用及其效应。对中国及其周边区域开展电离层动态实时监测和地震前兆跟踪，弥补地面观测的不足。进一步推进我国立体地震观测体系建设，开辟探索地震监测预测新途径。
“张衡一号”的设计指标和载荷配置均超过国外同类卫星。采用通用小卫星平台，搭载感应式磁力仪、高精度磁强计、电场探测仪、GPS掩星接收机、等离子体分析仪、高能粒子探测器、朗缪尔探针和三频信标发射机等8种载荷。
“张衡一号”的轨道为500公里高度的圆极地轨道，轨道倾角97°，降交点地方时为下午14:00，重访周期为5天，这在世界同类卫星设计上都做了必要的调整。
地震到底能不能预测，不仅在学界争议较大，对于普通民众来说也没有多大信心，对地震产生了一种莫名的恐怖心理。每次地震发生后，总会有一些人站出来说自己预测了地震之类的，大都是瞎猫撞上了死耗子运气好而己，真正做到及时准确的预测地震真是太难了。
目前地震预测面临三个难题，第一，地震事例比较少，一个科学家在一生碰到的就更少了。仅有的几次震例很难帮助科学家完成数据统计和积累。第二，地震科学研究方法手段受到很多制约。以前我们一直想研究地壳，但我们又没法到地下查看。第三，地震科学理论起源于牛顿物理学，需要吸收新的交叉学科理论，目前做得还不够。”
“张衡一号”的出现将运用新的理论进行一次新尝试，虽然大家信心不是很足，但毕竟是探索了一条新路。“张衡一号”的在轨时间是5年，主要工作为数据收集和经验积累，真正预测地震还需要在大量的数据积累和方法理论研发之后逐步推进。
这给地震预测领域的研究带来了一丝曙光，我们期待这个新尝试带来新突破。
本文转载自“航空航天港”，原标题《地震预警新兵：地震电磁监测卫星》
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