在2018年3月Science Advances发表的一项研究中，美国地质调查局（U. S. Geological Survey，USGS）的科学家及其合作伙伴计算了地震预警系统可能向人们提供的预警时间（预警级别从轻微震动一直到强烈晃动）。这一研究结果将有助于设计地震早期预警系统的警报策略，如USGS正为美国西海岸开发的Shake Alert。

在发出地震预警警报的时候，一般有两种策略。一种是在有微小震动的时候就发出警报，并尽可能提供较长的预警时间，但是存在发出多次警报却没有发生破坏性地面晃动的情况；另一种是仅在可能发生破坏性地面晃动的时候发出警报，但是警报发出的时间会比较晚，而且用户采取应急行动的时间会相应地大幅缩短。

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新的研究通过分析地震规模随时间的增长变化，以及地震波到达用户所在位置的时间，计算了地震预警系统预期的预警时间。现代地震预警系统可以监测不断变化的地表破裂情况，进而向预计会发生一定程度震动的地区发出警报。如果地震破裂增强，受影响区域扩大，警报可能会更新并扩展到新的位置。但是，只有在地震增强到足够大的程度，并且断层破裂接近用户所在位置时，用户才会经历非常强烈的地面运动。

无论是大地震，还是小地震，均以相同的方式发生，而人类目前无法预知某次地震开始后其最终规模会有多大。因此，该研究的合作者USGS地震学家Annemarie Baltay表示，对那些在收到低水平地面震动警报后能够采取保护措施的人群而言，地震预警系统具有最大潜在收益。如果警报只在强烈震动时发出，人们将没有多少时间来响应并采取紧急行动。

如果要发出警报，则严格取决于为警报通知设置的地面运动阈值。可用于发出警报的时间取决于用户到断层的距离以及用户想要获得警报的最小地面运动水平。警报时间的长短主要取决于触发警报的地面运动水平。如果在较低的阈值发出警报，并且预计地震造成的地面运动较弱，警报时间可能会更长。以圣安德烈斯断层为例，如果旧金山发生地震，设置低水平地面运动阈值的用户将可获得48 s的预警时间，而设置为高水平的用户将只能获得8 s的预警时间（图1）。

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该研究的主要作者USGS地震学家Sarah Minson表示，难点在于，小地震比大地震更普遍。因此，如果在地震开始时就采取行动保护自己，而不等到地震继续发展并造成破坏性震动，那么就可以获得更长时间的预警。另一合作者加州理工学院（Caltech）的地震学家Men-Andrin Meier表示，对于微弱摇晃的警报可能有助于提供有效的响应训练，以应对可能的破坏性地震。

  

图1 地震预警时间示意