2) 中国北京 100049 中国科学院计算地球动力学重点实验室
2) Key Laboratory of Computational Geodynamics, Chinese Academy of Sciences, Beijing 100049, China
美国学者盖勒认为地震无法预测,该观点在地震界占据上风。但是,我国曾在1975年海城7.3级地震前成功预报,挽救了数万人的生命。只是,这种地震预报的成功案例是具偶然性还是必然性,值得地震学家深思。
1966年3月8日邢台6.7级地震发生后,毛泽东主席明确指示:不能再让地震杀人。周恩来总理指示,必须加强地震预报研究,做到准确及时,要对地震中的各种现象,任何微弱变化记录下来,综合、辩证的分析,争取从邢台地震中找出地震预报的头绪。在周恩来总理的亲自指导下,新中国地震预报科学事业,以邢台地震为起点,踏上了征程。
1 地震预报的战略目标大地震的孕育、发展、发生规律复杂难寻,至今尚不能提前数月或几天确定大震发生时间和地点。地震预报部门首先要明确,地震预报的战略目标是“救人、救物”。不同的是,救人,提前10 min或者几分钟发出地震预报、预警,就可达到显著效果;救物,预报时间至少提前数天,甚至几个月方显成效。然而,即使地震观测仪器已相当精密,甚至已组成相当密集的全国观测网,目前仍不能准确探究地震孕育机制,或许要长时间几代人的探索才能找到答案,故当前并不具备“救物”的能力。但是,利用现有技术即可实现“救人”这个急迫、不能无视的目标,以人为本,保障人民的生命财产安全,才是重中之重。
2 地震预报的首要战略目标是“救人”地震预报的首要战略目标是“救人”。
周恩来总理在对邢台地震的调查研究后指出“地震有前兆,可以预测预报”。之后十年中,国家地震局在新疆组建“预报实验场”,在震区现场,使用测震、地磁、地倾斜、地应力、地形变、水化、地电等观测手段进行地震预报探索。在上述观测方法中,除测震和地形变,其余属非主流、低价、低灵敏、可广泛布设的观测手段。1971—1975年,在实验场区域发生35次4.0—6.9级地震,其中12次被正确预测,主要依靠廉价、数量众多、布设密度大的非主流观测手段(孙其政等,2007)。之后的海城7.3级、龙陵7.4级、松潘7.2级、盐源6.7级等地震的临震预报,也得益于密集布设的微观及宏观异常群测点观测数据。上述地震的临震预报取得初步成功,表明“救人”的战略目标是能够实现的。
实践证明,价格昂贵、低密度布设的地震监测台站,短临预测尤其是临震预测的能力有所欠缺。这由强烈的临震异常信号局限于震源区附近的特点所决定。梅世蓉(1982)在对1976年唐山大地震总结中指出:“测震学在长、中期预报中有重要作用,然而在短临阶段就难以发挥作用…为适应临震预报的需要,必须强化短临前兆观测,建立快速传输、处理系统,及时掌握瞬变的动态”。在地震中长期预测能力仍然较差的情况下,必须在全国所有可能发生大地震的地区,建立起能快速传输、及时掌握瞬变、动态处理的短临前兆信息观测系统。
1976年以后,国家地震局工作重点逐渐向以“地震预报试验场”之类长期性科学探索、震后救援、地震预警等非预报方向转移。使用“不科学”的土监测仪器和“土方法”的“群测群防”队伍解散,各地的宏观、微观异常上报减少。在当前社会主义市场经济条件下,“群测群防”应依靠自动化的传感、通讯技术来实现。根据岩石压裂实验,岩样在受到强大应力作用,达到强度极限状态时,蕴藏在岩样中的一部分应变能会转化为声、光、热、电、磁等能量释放出来(马瑾,2016)。如:1979年3月15日普洱6.8级地震,震前近震源区曾出现磁场强烈扰动现象,表现为:当日早上9时前后,距震中6.4 km处磁偏角仪出现摆动,幅度达50′,且磁针反光点无规则摆动,直至发震。
2008年汶川大地震发生后,中国地震局在“反思报告”中提到:“震中区附近前兆异常,特别是短临异常之少没有想到”①。然而,实际调查发现,震中区宏观异常明显,临震前兆异常现象较多。如:2008年5月12日川39井附近鱼塘池水翻涌,鱼跃水面;震前一个月,江油武都镇白衣乡多次出现井水突升突降现象,且震前几小时,婄江水忽冷忽热②;绵阳、江油、广元、青川等地出现动物、气象、地下水、地象等100多项宏观异常,震前1天,紫坪铺库区多鱼浮出水面且易上钩(车用太等,2008);指南针不规则转动。
① 2008年汶川8.0级地震科学总结与反思报报告. 2009年5月,335页.
② 新华网:据调查汶川地震前曾出现一些典型前兆现象. 2008年6月26日
牢记“救人”的使命,使用先进的传感、通讯技术记录、集中临震信息,建立新型“群测群防”临震预测系统,及时发出临震预报,应可避免或减少因大地震的发生造成人民的生命财产损失。以监测磁异常信号为例,利用带有磁阻传感器的手机,组建地、市、县级“群测群防”系统。若强震极震区面积1 000 km2,建设100个以手机为主要观测与信号传送设备的磁异常观测点,磁异常信息及测点位置即时被传送至“强震预防数据中心”处理。利用大震处理经验,临震预报成功比例有望提高,“救人”的战略目标就有可能实现。
3 结束语按照习近平总书记关于“防震减灾救灾”的新理念,和关于“从注重灾后救助向注重灾前预防转变”的重要指示精神,地震预报必须首先实现“救人”的战略目标。建设遍布全国的新一代廉价、高效、自动化、长寿命的“群测群防”观测系统,利用多次大震实战经验的积累,有望达到预报目的,实现“救人”的战略目标。
感谢《大地震临震预报的曙光:求解地震预报的制度困局》作者李尚勇老师,与他的多次探讨,在思路上获益良多。
车用太, 刘成龙, 余金子, 等. 汶川MS 8.0地震的地下流体与宏观异常及地震预测问题的思考[J]. 地震地质, 2008, 30(4): 828-838. DOI:10.3969/j.issn.0253-4967.2008.04.002 |
马瑾. 从"是否存在有助于预报的地震先兆"说起[J]. 科学通报, 2016, 61(4/5): 409-414. |
梅世蓉. 1976年唐山地震[M]. 北京: 地震出版社, 1982: 448.
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孙其政, 吴书贵. 中国地震监测预报40年(下册)[M]. 北京: 地震出版社, 2007.
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