來(lái)源：非解構(gòu)（ID:non-structure）。
前段時(shí)間四川宜賓發(fā)生6.0級(jí)地震，我們被四川成都高新減災(zāi)研究所的“地震預(yù)警”系統(tǒng)刷屏，原來(lái)我國(guó)的地震科技工作者們已經(jīng)在跑贏地震波的戰(zhàn)役中取得了不俗的戰(zhàn)績(jī)。小編最近惡補(bǔ)了一下關(guān)于地震預(yù)警的一些知識(shí)，分享給大家。這一篇先給大家科普一下地震波到底是什么，理解了地震波的特性，地震預(yù)警的基本原理也就不難接受了。
地球內(nèi)部構(gòu)造
首先，我們先了解一下地球的內(nèi)部構(gòu)造，根據(jù)地震波在地下不同深度傳播速度的變化，一般將地球內(nèi)部分為三個(gè)同心球?qū)樱?span>地核、地幔和地殼。中心層是地核；中間是地幔；外層是地殼。地殼與地幔之間由莫霍面界開(kāi)，地幔與地核之間由古登堡面界開(kāi)。
地震一般發(fā)生在地殼之中。
由于地質(zhì)構(gòu)造活動(dòng)引發(fā)的地震叫構(gòu)造地震；
由于火山活動(dòng)造成的地震叫火山地震；
由于固巖層塌陷引起的地震叫塌陷地震；
絕大部分（90%以上）地震都是構(gòu)造地震。
由于地殼構(gòu)造的復(fù)雜性和震源區(qū)的不可直觀性，關(guān)于構(gòu)造地震，它是怎樣孕育和發(fā)生的，其成因和機(jī)制是什么的問(wèn)題，至今尚無(wú)完滿(mǎn)的解答，但目前科學(xué)家比較公認(rèn)的解釋是構(gòu)造地震是由地殼板塊構(gòu)造運(yùn)動(dòng)造成的。
全球地震分布圖
板塊構(gòu)造運(yùn)動(dòng)
板塊構(gòu)造學(xué)說(shuō)認(rèn)為地球的巖石圈不是整體一塊，而是分割成許多構(gòu)造單元，這些構(gòu)造單元叫做板塊。這些板塊漂浮在“軟流層”之上，處于不斷運(yùn)動(dòng)之中。一般說(shuō)來(lái)，板塊內(nèi)部的地殼比較穩(wěn)定，板塊與板塊之間的交界處，是地殼活動(dòng)比較活躍的地帶，地殼不穩(wěn)定。
板塊構(gòu)造運(yùn)動(dòng)使得地殼巖石中長(zhǎng)期積累的變形在瞬時(shí)轉(zhuǎn)化為動(dòng)能引發(fā)地震，形成地震波，向四面八方傳播出去。
地震波類(lèi)型
地震波主要分為兩種，一種是面波，一種是體波。
面波只在地表傳遞，體波能穿越地球內(nèi)部。
地震體波（Body Wave）
在地球內(nèi)部傳播的地震波稱(chēng)為地震體波，分為縱波（P波）和橫波（S波）。
縱波（P波）：P代表主要（Primary）或壓縮（Pressure），為一種縱波，粒子振動(dòng)方向和波前進(jìn)方平行，在所有地震波中，前進(jìn)速度最快，也最早抵達(dá)。P波能在固體、液體或氣體中傳遞。來(lái)自地下的縱波引起地面上下顛簸振動(dòng)。
橫波（S波）：S意指次要（Secondary）或剪力（Shear），前進(jìn)速度僅次于P波，粒子振動(dòng)方向垂直于波的前進(jìn)方向，是一種橫波。S波只能在固體中傳遞，無(wú)法穿過(guò)液態(tài)外地核。來(lái)自地下的橫波能引起地面的水平晃動(dòng)。
由于縱波在地球內(nèi)部傳播速度大于橫波，所以地震時(shí)，縱波總是先到達(dá)地表，而橫波總落后一步。這樣，發(fā)生較大的近震時(shí)，一般人們先感到上下顛簸，過(guò)數(shù)秒到十幾秒后才感到有很強(qiáng)的水平晃動(dòng)。
橫波（S波）是造成建筑破壞的主要原因。
地震面波（Surface Wave）
沿地面?zhèn)鞑サ牡卣鸩ǚQ(chēng)為地震面波，分為勒夫波（Love Wave）和瑞利波（Rayleigh wave）。
當(dāng)P波和S波到達(dá)地球的自由面或位于層狀地質(zhì)構(gòu)造的界面時(shí)，在一定條件下會(huì)產(chǎn)生其他類(lèi)型地震波。這些波中最重要的是勒夫波和瑞利波。
勒夫波（Love Wave）：粒子振動(dòng)方向和波前進(jìn)方向垂直，但振動(dòng)只發(fā)生在水平方向上，沒(méi)有垂直分量，類(lèi)似于S波，差別是側(cè)向震動(dòng)振幅會(huì)隨深度增加而減少。這個(gè)類(lèi)型的波使巖石質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)類(lèi)似SH波，運(yùn)動(dòng)沒(méi)有垂向位移。巖石運(yùn)動(dòng)在一垂直于傳播方向上在水平面內(nèi)從一邊到另一邊。雖然勒夫波不包括垂直地面運(yùn)動(dòng)的波，但它們?cè)诘卣鹬?span>可以成為最具破壞性的，因?yàn)樗鼈兂＞哂泻艽蟮乃秸穹?/span>
瑞利波（Rayleigh wave）：又稱(chēng)為地滾波，粒子運(yùn)動(dòng)方式類(lèi)似海浪，在垂直面上，粒子呈逆時(shí)針橢圓形振動(dòng)，震動(dòng)振幅一樣會(huì)隨深度增加而減少。
大家仔細(xì)看看下圖，區(qū)分一下不同類(lèi)型波的特點(diǎn)。
地震波序
地震發(fā)生后，首先出現(xiàn)的是體波，其中縱波（P波）的傳播速度比橫波（S波）快，而面波由于是縱波與橫波在地表相遇后激發(fā)產(chǎn)生的次生波，所以相對(duì)體波產(chǎn)生稍次，而在面波之后緊接著是一串地震尾波。
由于不同類(lèi)型地震波產(chǎn)生的時(shí)間和速度不同，它們到達(dá)同一場(chǎng)地的時(shí)間也就有先后，從而形成一組地震波序列，它解釋了地震時(shí)地面開(kāi)始搖晃后我們所經(jīng)歷的不同感覺(jué)。
首先 從震源到達(dá)某地的第一波是“推和拉”的P波。它們一般以陡傾角出射地面，因此造成鉛垂方向的地面運(yùn)動(dòng)，垂直搖動(dòng)一般比水平搖晃容易經(jīng)受住，因此一般它們不是最具破壞性的波。
因?yàn)镾波的傳播速度約為P波的一半，相對(duì)強(qiáng)的S波稍晚才到達(dá)。它包括SH和SV波動(dòng)：前者在水平平面上，后者在垂直平面上振動(dòng)。S波比P波持續(xù)時(shí)間長(zhǎng)些。
地震主要通過(guò)P波的作用使建筑物上下?lián)u動(dòng)，通過(guò)S波的作用側(cè)向晃動(dòng)。
其次 當(dāng)S波之后或與S波同時(shí)，勒夫波開(kāi)始到達(dá)。地面開(kāi)始垂直于波動(dòng)傳播方向橫向搖動(dòng)。
下一個(gè)是橫過(guò)地球表面?zhèn)鞑サ娜鹄?，它使地面在縱向和垂直方向都產(chǎn)生搖動(dòng)。
這些波可能持續(xù)許多旋回，引起大地震時(shí)熟知的描述——“搖滾運(yùn)動(dòng)”。因?yàn)槊娌S著距離衰減的速率比P波或S波慢，在距震源距離大時(shí)感知的或長(zhǎng)時(shí)間記錄下來(lái)的主要是面波。
最后 在面波波列之后構(gòu)成地震記錄的重要部分，稱(chēng)之為地震尾波。地震波的尾部事實(shí)上包含著沿散射的路徑穿過(guò)復(fù)雜巖石構(gòu)造的P波、S波、勒夫波和瑞利波的混合波。尾波中繼續(xù)的波動(dòng)旋回對(duì)于建筑物的破壞可能起到落井下石的作用，促使已被早期到達(dá)的較強(qiáng)S波和面波削弱的建筑物進(jìn)一步破壞以至于倒塌。
本文暫且先介紹一些地震波的形成和傳播特性，如有錯(cuò)誤或描述不當(dāng)?shù)牡胤秸?qǐng)大家指正。我們下一篇“地震預(yù)警”見(jiàn)。
參考文獻(xiàn)：《地震工程學(xué)》胡聿賢、百度百科
