地球物理学进展  2016, Vol. 31 Issue (6): 2475-2481   PDF    
地震灾害快速评估在地震科学命名中的应用
张维佳1,2, 杨天青1, 刘瑞丰3, 姜立新1     
1. 中国地震台网中心, 北京 100045
2. 中国地震局地质研究所, 北京 100029
3. 中国地震局地球物理研究所, 北京 100081
摘要: 对于较大震级的破坏性地震,其宏观震中有可能与微观震中的地理名称不一样.地震命名差异对于新闻报道、媒体宣传、应急救援等工作都有一定程度的影响.本文利用地震快速评估及烈度修正的方法,对2008-2014年发生在我国大陆地区31个5.0级以上破坏性地震的灾害规模的进行研究,为地震名称的确定工作提供一定的参考依据.
关键词快速评估     地震命名     极震区     地震应急     灾害调查    
Application of rapid assessment in naming an earthquake
ZHANG Wei-jia1,2 , YANG Tian-qing1 , LIU Rui-feng3 , JIANG Li-xin1     
1. China Earthquake Networks Center, Beijing 100045, China
2. Institute of Geology, China Earthquake Administration, Beijing 100029, China
3. Institute of Geophysics, China Earthquake Administration, Beijing 100081, China
Abstract: For a large magnitude devastating earthquake, its macro-epicenter is probably inconsistent with the instrumental epicenter in geographical name. Earthquake naming is important, since it has a great impact on news reports, media hype and decision-making in emergency rescue process. In order to provide a frame of reference for earthquake naming, the paper studied 31 devastating earthquakes with magnitude 5.0 or higher that occurred in mainland China between the year 2008 and 2014, based on rapid earthquake loss assessment and seismic intensity correction methods.
Key words: rapid assessment     naming an earthquake     the meizoseismal area     earthquake emergency     disaster investigation    
0 引言

地震名称的确定对于地震的监测预报、应急救援、赈灾救助等工作都有着非常重要的指导意义.目前,我国地震速报信息是中国地震局正式对外发布的地震信息,地震速报信息包括地震发震时间、位置(经度、纬度和深度)、震级和参考地名等信息,即微观地震震中信息(周公威等,2007).现有地震命名的基本结构为:发震日期+地名(或地理名,微观震中位置)+震级值+“级地震”(李保昆等,2004).但是地震名称尤其是地名的确定十分复杂,因为地震速报震中往往并非破坏最严重的地方(即宏观震中),特别是大震或巨震,其地震破坏范围非常大,可能涉及多个县甚至多个省.因此,简单的以微观震中所在地命名的地震往往并不能真正的代表地震的实际情况,在其后续媒体报道以及应急救援过程中,其宏观震中位置所在县市往往得不到及时的重视.

2008年5月12日发生的四川汶川8.0级大地震,其微观震中位于四川省汶川县映秀镇,因其特殊的破裂方式,在之后的烈度调查中发现,极震区(烈度XI度)范围是以四川省汶川县映秀镇和北川县县城为两个中心呈长条状分布.但因大量的新闻媒体报道使用的是“汶川8.0级地震”这个名称,致使北川的严重灾情并没有得到及时的重视(李志强等,2008).

因此,如何通过科学命名工作将地震破坏情况体现在地震名称中,将是一项非常有意义的工作.地震命名的方法应既要能够反映地震性质的基本要素,也要表示出地震灾害情况,应同时具有科学性和社会性的双重属性.

地震灾害快速评估工作是地震应急响应工作的一个重要工作内容,在地震发生之后的半小时内,快速评估系统会根据经验椭圆烈度衰减模型(汪素云等,2000)计算出地震灾害的影响范围.随着现场反馈回来的信息与应急专家对地震破坏趋势的判断,不断修正快速评估结果,使极震区范围更加精确.因此,地震灾害快速评估工作对地震名称的确定有重要的参考价值(姜立新等,2003周斌等,2005).

本文通过对2008-2014年以来发生在我国大陆地区31个5.0级以上破坏性地震的灾害规模判定过程,研究不同时段的地震快速评结果和最终调查结果的对比分析,对比内容包括评估人员死亡数量、极震区烈度、极震区影响区县、极震区影响范围等,为地震命名确定工作提供一定的参考依据.

1 震例选取方法 1.1 震级划分

根据以往地震经验来看,对于小于5.0级的地震,地震的影响范围基本上围绕着微观震中呈放射状向外发展.因此,本文选取地震震级大于5.0级的、能够造成一定破坏性的地震震例作为研究对象.

1.2 时间划分

国家地震应急指挥中心灾害评估系统是利用建筑物易损性清单法和椭圆烈度衰减模型为基本原理,在地震发生后快速评估地震的影响范围及人员、建筑物以及经济损失情况.该系统于2008年正式投入运行.因此,本文的震例数据选取的时间点为2008年以后发生的地震.

1.3 应急时段划分

《国家地震应急预案》(2012年8月修订)将我国地震灾害分为特别重大、重大、较大和一般四个级别,并将地震灾害应急响应分为Ⅰ级、Ⅱ级、Ⅲ级和Ⅳ级.对于不同的响应级别,应急响应时间也从长到短依次递减.根据近年来历次破坏性地震的应急过程来看,对于地震灾害规模的判定基本可以分为三个阶段:

(1)盲估阶段

盲估阶段主要依托应急指挥技术系统根据速报参数和经验的地震烈度衰减模型、人员伤亡和经济易损性模型进行灾害规模的自动判定,产出结果的时效性为接到地震速报参数后15分钟内.

(2)修正阶段

修正阶段主要是结合断层信息、地震破裂过程,震区历史地震的灾害情况、余震信息、地震动信息、专家经验以及汇总上来的部分灾情信息进行地震灾害规模判定结果的进行的评估修正.

(3)现场调查结果

该阶段主要是依托现场工作队的实际灾情反馈和其他已经获取的灾害信息进行地震灾害规模的逐渐修正和最终确定.

一般来说,地震灾害越大,对灾害评估的修正次数也就越多,直到最终得到地震灾害烈度分布图.

图 1 应急响应工作流程图 Figure 1 Flowchart of emergency response work
1.4 震例数据的选择

综上所述,本文震例主要选择2008年5月12日汶川地震以来至2014年2月12日期间的31个典型破坏性地震,地震震例列表如下:

表 1 31个地震震例 Table 1 Scismic catalog

典型震例震中分布如下图所示,其中28个发生在中国大陆西部地区,主要集中在南北地震带和新疆西藏等地,另外3个震例中国东北部地区.

2 震例处理与分析 2.1 数据处理方法

本文主要针对2008年以来国内5.0级以上地震快速评估系统以及震后实地烈度调查给出的地震灾害损失预测进行评估;统计不同大小地震灾害最严重区域(极震区)的范围大小;检查地震灾害最严重地区是否分布于同一县市.数据具体处理方法如下:

将31个地震震例按照应急时间段进行分段整理,分别统计地震快速评估系统计算结果和地震现场实地调查结果,利用ArcGIS软件计算极震区和影响场范围并与微观震中进行对比.经过统计计算,31个地震震例中,有9例地震进行过烈度修正工作,其中7例地震最终的烈度结果使用的是现场调查烈度修正结果,2例地震进行过两次以上的烈度修正工作.

图 2 2008-2014典型地震震例震中分布图 Figure 2 Typical earthquake epicenter distribution map(2008-2014)

图 3 地震命名处理流程图 Figure 3 Processing flowchart of naming earthquakes

表 2 9个烈度修正过的地震震例统计结果 Table 2 modified intensity statistics
2.2 结果分析

由此可见,对于没有做烈度修正工作的22例地震震例,其快速评估中的极震区影响县市与实际调查结果的极震区影响范围基本相符,因此其地震名称按照微观震中位置进行命名.对于进行烈度修正过的9例地震震例,其中7例地震的极震区影响县市与微观震中区域有出入,3例地震的极震区范围扩大,4例地震的极震区范围缩小.

3 典型地震震例分析

对于破坏性较大的地震,其极震区影响范围往往包含多个县市甚至跨省,并且经过烈度调查后的宏观震中位置及与微观震中位置有可能不一致.对于此种情况的地震命名工作,应着重进行分析研究.

3.1 四川芦山7.0级地震

中国地震台网测定,2013 年4 月20 日8 时2 分在四川省雅安市芦山县(北纬30.3,东经103.0)发生7.0 级地震,震源深度13公里.地震发生后,中国地震局立即启动地震应急Ⅰ级响应,指导并部署地震应急处置工作.

在盲估阶段,影响场的评估结果主要是依据历史震例经验模型进行评估.经验模型给出的极震区影响范围在为芦山县.在地震发生之后的一段时间内,根据专家经验和现场反馈的部分灾情信息,制图人员又对影响场进行了几次修正过程,总体上是将极震区的影响范围扩大至芦山县、宝兴县、天全县三个区县.最后根据现场考察队的灾情分析结果汇总,极震区的影响范围又缩小至芦山县(李志强等,2013).因此,笔者认为,将地震名称最终确定为“四川庐山7.0级地震”符合实际地震调查结果.

图 4 四川芦山7.0级地震影响场修正过程 (a)地震快速评估图;(b)地震影响场修正图(一); (c)地震影响场修正图(二);(d)地震烈度分布图. Figure 4 Modified intensity of Sichuan earthquake

图 5 甘肃岷县、漳县6.6级地震影响场修正过程 (a)地震快速评估图;(b)地震影响场修正图(一);(c)地震烈度分布图. Figure 5 Modified intensity of Gansu earthquake

图 6 云南省迪庆藏族自治州香格里拉县、德钦县、四川省甘孜藏族自治州得荣县交界5.9级地震影响场修正过程 (a)地震快速评估图;(b)地震烈度分布图. Figure 6 Modified intensity of Yunnan and Sichuan earthquake
3.2 甘肃岷县、漳县6.6级地震

2013年07月22日07时45分,在甘肃省定西市岷县、漳县交界(北纬34.5度,东经104.2度)发生6.6级地震,震源深度约20公里.在影响场修正的过程中,极震区的影响范围无太大变化,始终在岷县、漳县两县,且岷县极震区面积大于漳县,并且绝大部分人员伤亡都发生在岷县.因此,笔者认为将地震命名为“甘肃岷县、漳县6.6级地震”符合实际地震调查结果,且将受灾面积较大的岷县放在第一位是合适的.

3.3 云南省迪庆藏族自治州香格里拉县、德钦县、四川省甘孜藏族自治州得荣县交界5.9级地震

2013年08月31日08时04分,在云南省迪庆藏族自治州香格里拉县、德钦县、四川省甘孜藏族自治州得荣县交界(北纬28.2度,东经99.4度)发生5.9级地震,震源深度约10公里.从最终地震烈度分布图中可以看出,虽然四川省的极震区烈度面积大于云南两县,但是因为地震造成死亡的人员全在云南省境内,且云南省两县都在极震区范围内,因此,应将云南省的两县排在地震命名的前面.

4 总结 4.1  

上述分析可以看到,地震灾害评估结果对于地震命名具有一定的参考意义,其总结如下:

对于震级较小或者人迹罕至的地区,其地震名称可以按照微观震中进行命名.其地震名称的全称为:发震时间+震中地名+震级值+“级地震”,例如:2013年4月20日四川庐山7.0级地震.地震名称的简称为:震中地名+震级值+“级地震”,例如:四川庐山7.0级地震.

对于进行了烈度修正的地震,其地震名称应适当参考实际地震调查结果进行命名.地震命名应包括极震区受灾县市,当极震区域内含有两个以上县市时,应将受灾最严重的县市放在第一位.

对于人员伤亡严重的特大地震,虽然对玉树和芦山地震的震后短期内对极震区的判定是比较准确的,但并不具备普适性,需要更多震例的积累,汶川地震的情况更为复杂,当时宏观震中基本是依靠现场反馈的信息才能判定,很难依靠震后短时间的评估结果进行判定.因此,其地震命名工作应该更加全面谨慎.

4.2  

由于上述震例仅是针对近5年的震例进行分析得出的结论,其结果的准确性需要进一步积累并结合其他手段进行地震极震区的判定,为地震命名工作提供更加准确的信息.

致谢 感谢审稿专家提出的修改意见和编辑部的大力支持!
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