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关于地震预报若干问题的思考与建议 陆其鹄 李学良
国杰老教授科学技术咨询开发研究院地震预测预报研究中心,北京100091
摘要:本文回忆了灾难性大震的惨景,指出抗震能力的有限和地震预报的必要,主张立足于观测实践、多路探索、深入研究、加密观测网点、综合观测多种信息,确认地震前兆信息,分区、分片,边观测、边研究、边预报。认为预报的目标首先是保障人的生命安全,主要对象是巨大地震,重点是极震区。认为地震预报工作应常备不懈,持之以恒。主张近期或远期某区域可能或不可能发生破坏性大震都应预报。文中也谈及了作者团队目前所做的一些工作以及我们对地震预报工作的一些建议,欢迎批评指正。
关键词:地震预报 地震前兆
1. 地震灾难的惨痛回忆:
邢台、唐山的地震我们都是经历过的,地震现场的惨景我们是亲眼目睹的,地震刚发生过,建筑物的废墟里还时时发出呼救的声音,慢慢地这些声音就少了,最后声音就没有了…,一部分人获救生还,一部分则永远长眠了!现在这些受震灾的城市已经又繁荣了起来,但血的教训不能忘记,经常回忆当时的惨景,会激发我们预防震灾的奋斗精神。要忆灾思甜。
2. 地震预报:
(1). 预防的目标:
首先是保障人的生命安全。
(2). 预防的对象:
着重于巨大地震。
(3). 预防的重点:
大震的极震区,50公里左右的尺度,人的伤亡主要发生在这个区域。
(4). 抗震和避震:
抗震是防震的重要措施,但抗震的能力是有限的,历史已经证明,像唐山、汶川那样的巨震靠抗是抗不住的,那就得靠避震,要避,就得震前“打个招呼”。
(5). 避震要有足够的时间提前量:
这就必须在地震前给出地震预报意见,要给出人们采取避震措施的时间,应该坚持震前的地震预报,而不应该把大部分力量放在地震发生后的地震快速警报(“地震预警”)上。
3. 地震预报的难点:
(1). 地震不可知论的干扰。
(2). 地震的地域特征和不可重复性。
(3). 地震预报所需的观测仪器和分析方法有限,能提取的地震前兆 信息太少。
(4). 对地震预报认知上的误区。这主要有以下两点:
A. 有一种提法叫做“物理预报”和“经验预报”,把两者割裂开来。其实,对客观事物的认识,就是实践、理论、再实践,反复循环,不断提高的过程,两者是不可分的。
B. 人为地把中长期预报和短期、临震预报分割开来。其实这也是分不开的,某地区是近期还是远期可能发生大地震,是由该地区地壳的变动情况决定的,所以地震预报就得对该地区的地壳变动情况进行观测研究,在此基础上,进行分析,看看是近期,还是远期可能或不可能发生大地震。
4. 实践证明地震是有前兆的,通过艰苦的努力是可以预测预防的。
(1). 一个矿山地震的例子:
早在1971年,某煤矿发生一次矿震事故,两人殉职,一个作业班绝大部分人躲避了这次灾难,这得归功于这个班负责安全工作的“听顶工”,当时的生产方式是放炮加铁锹,听顶工的任务就是用铁锹在煤体里到处敲击,听其声音。矿震是由煤岩体破裂造成的,这次事件临发生时,声音异常,听顶工叫大家快跑,他和班长最后跑,不幸,没有来得及跑,不幸遇难了!但大部分人获救了。
(2). 海城地震:
这是大家都熟知的,大震主震前,小震活动频繁。
(3). 唐山地震无前震之说:
现在许多人都说唐山地震前没有前震,由于当时的观测水平,地震最小只能测到2级,再小的就测不到了。脆性破裂和塑性破裂的主破裂和之前的微破裂之间的能量比例关系是不一样的,唐山地震之前有没有更小的微破裂?不知道。因为没有这方面的观测资料,所以我们觉得还是说唐山地震前没有观测到前震较为恰当。
(4). 关于大震前兆观测信息:
这方面的报导很多很多,既然这样,那么为什么大震往往还是预报不好?问题在于我们对地震前兆的认识还很肤浅,地震前兆信息的识别和地震发生条件的判定还远远没有找到规律,而这种规律各个地方又是不一样的。所以要下大功夫,要下狠功夫去确认前兆信息和摸索地震发生发展的规律。
5. 对地震预报问题的一些看法:
(1). 以人为本,生命至上:
不管用什么方法,只要发生大震能减少伤亡就行。
(2). 坚持前兆观测,深入理论研究:
观测是基础,地球物理学、地震学都是以观测为基础的科学,必须立足于观测,取得数据,让数据说话,但数据本身不会说话,你得分析这些数据,从中找到规律性的东西,这就是理论,在其指导下提出预报意见。地震预报没有现成的版本可套,只能在游泳中学习游泳,在预报中学习预报,在地震预报实践中,边实践,边认识,边总结,边提高,再实践,再认识,再提高,不断将地震预报工作向前推进。
(3). 前兆信息要确认:
什么是地震前兆信息?并非凡在时间上出现在地震发生前的信息就是地震前兆信息。确与某个地震孕育发生过程有关的信息才是地震前兆,首先要去伪存真。
(4). 前兆信息如何确认:
最简单的办法是多测点观测,数据做一下相关处理,如果确实是来源于地震孕育区的信息,不会只有一个测点观测到,震源一般地面十来公里以下,如信息来源于那个区域,地面相距十来公里的测点,一般都应该有反应。但各种观测手段的敏感距离并不一样,电、磁信息敏感距离较近,而次声则随距离衰减很小,可传得很远。观测点相互间距离可酌情选定,一般可先十公里左右一个测点。
(5). 多种信息观测:
地震孕育发生,是一个复杂的过程,地震本身是个力学过程,但这样一个过程也会诱发或派生出种种现象。现在报导较多的有电、磁现象,次声波变化,温度场的变化,放射性元素的溢出,地倾斜、地形变、以及大震前小震活动异常等等。我们需要多种信息,进行综合分析判断。
(6). 地震预报要分区分片研究:
由于地震发生发展过程很复杂,各次地震的发生过程又都不一样,没有一个通用的规律,一个通用的办法。所以只能分区、分片各自摸索各自的规律。一次大地震伤亡惨重的极震区,是50公里左右的尺度,所以宜以县、市为主,各县、市负责各县、市的地震预报工作。地震专业管理机构和研究部门的职责应该是帮助地方上进行地震预报工作,深入基层,深入现场,战斗在地震预报的第一线。要牢记:最有本事的是群众,专家的作用是把群众的智慧集中起来,提炼成为一些理论,再去实践中检验,对的肯定,不对的修正。
(7). 各县、市要对本区域的地壳做“健康监测”:
地震预报宜以一个县、一个市的范围作为一个研究区域,积累多种观测资料,给出本区域地壳稳定性的判据,随着资料的增多,这些判据可以不断更新修改。不符合这些判据则为亚稳态,严重超出这些判据的阈值则可视为不稳态,则存在着发生大震的可能。这里说的是“监测”,是连续不断的监测,而不是定时检测。
(8). 地震预测预报要持之以恒,日夜坚守:
大震发生是没有上班、下班之分的,从事地震预测预报,必须24小时有人值班,关注信息的变化,有异常情况及时分析处理,乃至提出预报意见,这是一项责任重大而又艰苦的工作。
(9). 地震预报的三要素:
地震包括发震的时间、地点、强度三个要素。地震预报也是要报三要素,但现分区分片预报,报本地区的震,于是三个要素就只剩下强度和时间两个要素了。邻近区域要信息交流和数据共享,一般地讲,地震越大,孕震区也越大,出现前兆信息的范围也越大,地震综合预报清理攻关研究成果认为:5级、6级、7级、8级地震,出现地震前兆信息,一般分别在震中周围200、300、500、1000公里以内。邻区信息共享,对强度的预报是很有帮助的。
(10). 地震预报要报什么?
可能发生大震报可能发生大震,近期不会发生大震报近期无大震。
报无大震的意义在于:
A. 报无大震也并不容易,如果能准确可靠地报准无大震,那么不敢报无大震的时段则为可能发生大震的时段。
B. 报无大震要确定性预报,要有依、有据。因为发生大震的概率毕竟是很小的,绝大部分时间是不会发生大地震的,如果无大震就不报,很容易产生麻痹松懈情绪,而无大震也要报,就必须时时盯住本地区的地震动向。地震预报不是一项突击性任务,而要日夜坚守,常备不懈。
C. 如能准确地报无大地震,也是很有现实意义的,中国以前夜间有巡逻打更的,更夫敲声锣,道一声“平安无事啰”,人们就可以安心睡大觉,第二天可以精神饱满地投入工作。现实情况也经常发生不同的预报意见,有人说某地、某时会发生大震,有人则说不会发生。到底听谁的?所以能准确地报出无大震也是有现实意义的。
(11). 坚持多路探索,鼓励思维创新:
我们前兆观测也搞了几十年了,但迄今,到底哪些信息和地震密切相关,仍无定论,所以不能停留在已有的一些观测手段和观测方法上,要创新,要探新路子。对于已有的观测手段,要继续改进和提高。要提倡百花齐放,百家争鸣。不能搞垄断,一定要坚持多路探索,鼓励思维创新。对于知之甚少的,社会上流传的一些地震前兆现象,要深入观测研究,辨其真伪,对于虚假的,要有依有据地予以否定,但不能用已有的认识去判定未知的事物,也不能用某一学派的观点去否定别的学派的观点,在学术上一定不能垄断。
(12). 地质构造与地震:
地震常发生在断裂带上,所以地质构造是发生地震的背景情况,分析研究本区域地质构造情况,对于地震预报研究是必不可少的。
(13). 地震预报的时间尺度:
板块活动,活动断层的研究,对于地球科学的基础研究是很有意义的,对地震预报来说,也是对地震活动背景的研究,也是很有意义的,但是,这又是不够的。一般地说,一个断层12.5万年以内曾经活动过,那就是活断层。对地震预报而言,这个时间尺度还是太大了,人们关心的是近百年、近十年、近几年、近几个月、近几天、近几小时会否发生大地震。所以还必需了解本区域地壳的当前活动情况,也就是要对本区域地壳做连续的健康监测。
(14). 应深入研究震前的动物行为异常:
大震前一些动物行为异常,自古就有许多记载,我国5级以上地震震例研究成果显示,大地震前一些动物行为确实出现异常。至今仍然多有报导,但这些动物究竟是什么信息使其行为异常?至今说不清楚,数十年前我们曾和中科院生物物理所的朋友商讨过此事,准备用仿生学的办法,研究这个问题,但由于种种原因,这项工作没有进行。我们认为这项工作应该进行,而且我们认为,只要下功夫,这项工作应该是能够有所成效的。
(15). 关注地球深部信息:
局部看地球,地球就像是一碗菜汤,汤上面漂浮着一些菜叶,这些菜叶就是一些支离破碎的大大小小的板块,所以不能只着眼于这些菜叶,而也要关注这碗汤。地球深部人是不能钻进去看的,打深钻,也只十公里左右深,但这碗汤热气会冒出来的,味道也会散发出来的,地下一些物质会流动,有些分子、带电粒子也会渗到地表,带电粒子流动则会产生电磁场等等,这些我们是可以设法通过仪器设备观测得到的。
(16). 要形成众人关心地震预报的气氛:
由于多年来地震不可知论的影响,不像邢台地震后那样,许多人都关心地震预报,参与地震预报。现在关心地震预报的人少了,老百姓中流传一个顺口溜:“大震跑不了,小震不用跑”。我们应该加强地震预报工作的科普宣传。地震科普不能只讲来了地震怎么避,也应该多讲,地震之前怎么测、怎么报,把地震群测群防的劲再鼓起来。
(17). 地震预报是人类共同的需要:
地震预报的问题并不是某一个国家的问题,而是全世界人民的问题,就像气候问题一样,需要世界各国人民共同努力,中国曾在这方面做出过贡献,成功预报过多次大地震,众所周知的是海城地震的预报,我们应继续努力,加强国际交流和合作。
6. 对地震预报工作的建议:
(1). 建议开展地震预报问题大讨论:
由于地震预报是世界科学难题之一,要解这个难题不是件容易的事,所以必须集思广益,把一切积极因素都调动起来,要充分发挥专家的作用,也要充分发挥群众的作用,专群结合。现在国内从事地震预报工作的有两支力量,一支是专业队伍,另一支是非专业队伍,这支队伍,现在人数也很多,其中有些是从属于非专业系统的全民单位或集体单位,有些是民间群众自发组织的团队。这两支队伍应该很好地结合起来,相互多沟通、多交流,建议开展一次广泛的关于地震预报问题的大讨论。
A. 讨论的方式:一是建立一个网,欢迎社会上一切关心地震预报工作的人士发表各种意见,进行充分的讨论和辩论。二是召开多项内容的专题讨论会。三是地方上根据本地区地震预报工作的需求,讨论本地区地震预报工作应该怎么做。
B. 参加讨论的人员:可以邀请参加,也可以自愿申请参加。凡关心地震预报工作的人士,都应欢迎参加。
C. 会议的组织领导:会议应由地震专业部门或各级地方政府组织领导,通过讨论,组织者要写出总结,总结内容应包括:哪些意见经过讨论或辩论,确认是错误的,对这些意见则要明确予以否定,不予采纳。哪些意见经过广泛讨论,确认是正确的,则明确予以肯定,给予支持。对于经过讨论难以下定论的意见,要把不同的观点、不同的意见记录下来,经过一段时间的实践,再讨论。总之,通过讨论,要有个结果,不能泛泛一谈,要有实效。通过大讨论,期望对我们地震预报的路子,怎么走更好,能有一些新的认识。
(2). 实施“揭榜挂帅”:
A. 榜单内容的确定:这是一个首要问题,是要干什么的问题,要充分发动群众,让大家来提,广泛征集意见,最后由领导汇总,筛选、确定,向全社会张榜发布,对于地震预报这样一个复杂的问题,榜不会是一张,而是多张。
B. 揭榜与发榜:这个过程需要公开透明,要允许揭榜人公开答辩,评审组的专家们要尽可能多地提出质疑,要尽可能地,有依有据,有说服力地把揭榜人的意见和方案否定掉,实在否定不掉的,就应该支持,采用否定的否定的办法。发榜方和揭榜方要尽可能多邀请一些人来参加答辩会,凡参会的人员,都可以提出问题,都有发言权,但最后由领导决定。
C. 揭榜人:揭榜人不是一位,而是多位,揭榜人也不一定就是本专业的专家,也可能有非专业的人士,也可能有某民间团队的代表,不拘一格,只要是通过答辩,否定不了的,就都应该支持,地震预报是个难题,谁也不敢肯定,走哪条路就一定是对的。地震预报必须多路探索,采用各种不同的办法,在一些不同的地区同时探索,不能只要一路军,要有多路军,从四面八方来攻克这座城堡,所以不只是有一名元帅,要有多位元帅,要有多个地震预报试验场,各个试验场走不完全相同的路子,各按各的办法和思路去做。如果只按一种思路去做,只支持一种学术观点,如果这条路走不通又怎么办?再另选新路,时间就耽误了,我们是有这方面的教训的,下次像唐山、汶川那样的震,何时发生?在何地发生?谁都不知道,我们要尽量争取不让悲剧重演,要抢时间!多路探索,发现障碍,就得绕开障碍继续往前走,坚持下去,如果前面实在是无路可走了,则公开宣布失败,引以为戒,告知后人这条路是走不通的,这也是成绩,也是收获。无论这条路是走得通,还是走不通,都得有个结果,不能无果而终,不了了之,不要虎头蛇尾,贵在坚持。对于无果而终,不了了之的挂帅人要追责。只有这样,才能一步一个脚印,扎扎实实往前走。
7.结语:
地震预报工作必须坚决贯彻执行中央关于防灾、减灾、救灾的指示精神,坚持以人为本,努力实现从注重灾后救助向注重灾前预防的转变,切实保障人民群众生命财产安全,构建多方参与的社会化防灾、减灾、救灾的格局。
中国有人数以万计的地震专业队伍,这是地震预报工作的主力军,社会上还有很多从事地震预报工作的民间团队,还有更多的地震预报工作志愿者,这些是世界上任何一个国家也没有的。把这些力量很好地组织起来,让各自的积极性都充分调动起来,在党的正确方针指引下,团结奋斗、努力拼搏,中国的地震预报事业就能够再创海城地震预报时的辉煌。
本文谈及了我们团队对地震预报工作的一些想法和看法,错误不当之处欢迎批评指正。
作者简介:
陆其鹄,1937年生,原为中国地震局地球物理研究所研究员。退休后曾先后担任中国地球物理学会地球物理技术委员会主任、名誉主任,现为国杰老教授科学技术咨询开发研究院地震预测预报研究中心主任。
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