来源:地震知识网|编辑日期:2010-02-20 22:38:50|点击数: |发布:45
唐山之后,我们没能避免汶川之难,汶川之后,我们有没有能力规避下一次地震巨灾的降临?这需要我们对地震灾害的防御进行反思。这些年来,我国的地震预测预报工作处于什么状态?我们有没有能力预测地震?地震预报为什么这么难?这次采访就是围绕这些主题展开,希望能逐渐呈现国内地震领域的纷杂状况,从历史中汲取经验,为未来找寻道路。
背景知识
地震预报的“土办法”与“洋办法”
1966年邢台地震之后,周总理在中南海请李四光和翁文波来谈话,说:“我请你们来是要你们做地震预报,这是我给你们的任务。”李四光和翁文波接受了地震预测的任务,并为此耗尽了毕生的心血。中国也从此拉开了地震预测预报工作的大幕。
地质部的李四光研究的是地质力学,即用测量地应力变化的方法来研究地壳运动规律。这是他自己创立的学术主张。一大批以地质力学为学术方向的科学家们,运用地应力的观测和分析,解读着地震来临的信息。
石油部的翁文波研究的是信息预测,例如充分利用历史文献记载和“取象比类”的方法来预测天灾。由翁文波生前创立的天灾预测专业委员会吸收了许多目前中国自然灾害预测造诣高深的人,这些人来自气象部门、水利部门、地震部门,有的甚至只是社会志愿者。
国家地震局组建时共包括三方面的科学家力量:以地质力学方法为主的地质部专家、以预测理论为主的石油部专家和以地球物理方法为主的中科院专家。由于地球物理方法是由留学西方的学者们带回来的,代表着发达国家的高科技成果,在国内学术界的地位相对较高,所以成为了国家地震局的主要研究力量。
目前国内的地震预测存在着四种方法。
第一种方法是地球物理学家从西方引进的地球物理方法,简单说来就是用地震报地震。这种方法对于有前震的地震还是有用的,在大震前有一系列的小震,而且小震的频度越来越高,这就预示大震的来临,如海城地震。这种方法使用从西方进口的高精尖仪器,俗称“洋办法”。
第二种方法是利用地应力的方法来预测地震。这是李四光先生创立的方法。所谓地应力,就是指存在于地壳中的应力,它包括由地热、重力、地球自转速度变化及其他因素产生的应力。由于地震是地球的内力冲破岩石圈造成的,所以在岩石圈遭受内力挤压的时候,原来的地应力平衡就被打破了,产生了地应力的变化。地应力台就建立在对岩石圈地应力变化反应最敏感的地方,岩石从受力开始直至破碎,地应力的变化都能被感知。地震学家从地应力变化的曲线上就可以预测出地震发生的时间。如果地应力台分布足够多,中国大地上的地应力变化就能被充分感知了。地应力台也可以制成简易的便于群众观测的仪器,从而也是“群测群防”的手段之一。
第三种方法是观察地球物理场代用指标的变化,如次声波、土地电、地磁异常、大地微动等,这些都可以通过简单原始的观测手段进行监测。还有一类属于肉眼可见的宏观前兆现象,如地下水的水位、水质、微量元素含量、氡含量、天气中的异常现象、动物异常行为、地声、地光等异常现象,也都是群众可以直接观测到的。这些方法是上面两种方法的辅助手段。
第四种方法是利用预测学的理论来研究地震发生的规律,从而预测地震。这种方法也可借用简易自制的仪器来观测。
所有那些可以被公众直接参与的监测活动,被当今主流地震学界称为“土办法”。它们就是30多年前中国进行地震预测时“群测群防”策略的基础。1975年海城地震之前,国内活跃着各路预测地震的方法派别,海城地震预报成功之后,以前震—主震的方法预测地震的那个学派就脱颖而出,群测群防就开始不太受重视了。唐山地震以后,国家支持地震局的专家们继续地震观测,而对方法不太关注,地应力台站也相继取消了,取而代之的是用高精尖仪器布设的国家地震台网。
由是,国内地震界分出了使用洋办法的“正规军”,和使用土办法的“游击队”。
2008年5月12日14时28分,四川汶川地区发生8级地震。中国地震台网中心副主任、研究员张晓东在回答记者提问时说:“三大因素决定地震预测是世界性难题,第一、地球的不可入性;第二、地震孕律的复杂性;第三、地震发生的小概率性。”
国家地震局的专家们认为,破坏性地震(5级以上)的预报,特别是临震预报是不可能的。从这个角度看,1976 年的唐山7.8地震和今年的汶川8级地震都是不能准确预报的。
随后有消息称,2008年4月26日、27日,中国地球物理学会下属的“天灾预测专业委员会”集体讨论,作出 “在一年内 (2008.5—2009.4)仍应注意兰州以南,川、甘、青交界附近可能发生6-7级地震”的预测。而2007年3月19日,黄相宁等提交给该专业委员会的预测意见中提到, 2007年5月-2008年4月,西藏雅鲁藏布江大拐弯-四川雅江-云南剑川-印度东北端很可能发生8.3级地震(文字报告于4月30日以密件形式发报中国地震局等国家机关)。
消息传出之后,人们纷纷质疑国家地震局“破坏性地震的临震预报是不可能的”说法。认为既然已经有人把大地震的大概方位圈住了,为什么政府不让民众知情?我们有没有能力预测地震?为了呈现中国地震预测和预报的复杂处境,记者专门走访了地学界乃至哲学界的诸多学者。
地震到底能不能预测?
记者:在大灾难面前,民众最需要科学家们做的事是及时提供信息。为什么我们在汶川地震之前毫无预报?我们有没有能力预测地震呢?
陈运泰:公众经常是把科学意义上的能够收到防震减灾效应的、国际上公认的地震预测的界定,跟一般的含糊的说法相混淆。
地震预测和地震预报是两个概念。简单地说,预测是科学家的个人行为,而预报则应该是政府行为。地震预报又包括发震时间、震中位置和震级大小三个要素。预报所依据的,就是科学家们对地震的预测。
显然,对于人类防灾备灾来说,只有地震的三要素预测比较有把握时,发布预报才能有效。但比较准确的地震短临预报能不能实现?这个问题全世界的科学家都没有解决。
这次地震之前大地有没有前兆?地震之前到底有没有预报?无论是官方还是民间的说法,都有很多,但是对待这些说法要特别慎重。
我听人说,去年有个女孩预报了这个地方2008年要发生6.7级地震,我特别找到了这篇论文。实际上她运用了翁老院士多年来使用的预测方法,预测2008年在川滇地区要发生大震。川滇地区有多大?这么大范围要发生6.7级以上地震,上不封顶,这就是她的研究结论。我觉得这样一个结果应用了翁老的办法,还是应该引起注意的。但是如果简单地说,这个地震已经有预报了,或者预报出来了,我认为无论是从政府的规定还是从科学的角度去认识,都是不对的。
记者:天气预报可以天天报,地震预报为什么不能报?
周秀骥:其实,今天地震预报的水平和100年前天气预报的水平差不多,那时候,天气预报也是看到蚂蚁搬家就说要下雨了。地球科学无非是“上天入地下海”,我们现在的确上了天,但是入地下海确实非常之困难。因为大气密度没有那么大,好上,所以飞机也有了,卫星也有了。实现了信息三维化。此外,大气的物理规律基本上是清楚的,流体力学发展得非常成熟,比固体力学相对来说成熟一点。我们可以把完全定量化的方程在计算机上进行计算,把数据一输入就可以算出结论。
而地震学家们并不知道地下那些个板块是怎么在碰撞的,GPS测量的地表形变也无法推知地底下的情况。整个固体地学没有一个像气象这样稠密的观测网,天天准时地提供你的动力方程所需要的参数资料。
所以在这件事情上,我的看法是科学上急不得,你不发展到那一步,你说一定让他做出准确的预报,是办不到的。
记者:这么说来,地震能不能预报和地震能不能预测直接相关。我们的地震预测水平是怎样的?
何永年:据我所知,地震预报在全世界都没有得到解决。虽然有报道说,中国在短临预报方面是世界领先的,但是我认为,这是因为中国是地震多发的国家,我们对某些类型的地震已经摸到了规律,如前震—主震型地震,迄今为止我们预报最准确的一次地震——海城地震就属于这类地震。而唐山地震和这次的汶川地震,国家地震局的确没有事先发出预警,那是因为这两次地震都没有前震,因此,作为地震预报的主要指标拿不着,当然就不可能预报了。
人类对地球的了解是很少的,人类有记录的地震次数与地球本身的年龄不成比例;地球的半径有6000多公里,人类目前向地下打钻最深才达到12公里。因此说,所有地震的过程都是科学家们推测出来的,真正是怎么样的谁也不知道。往往用某种手段预测地震,这次灵,下次就不灵了。
周秀骥:地震研究、地震台站肯定都要搞下去,但是根据气象预报发展的经验来看,那是一年两年不能解决的。下地没那么容易,因为它太艰苦了,地底下怎么去搞台站?卫星遥感也只能看到地表一层,看不到地底下,所以提供不了三维资料。数字模拟吧,计算机再大,你没有基础资料,依然没有办法做预报。
黄相宁:目前多数人都说地震是不可能预测的,但是我和另外少数人却认为可以预测,只不过准确率不高,我们所做的临震预测的准确率平均为30%左右,年度预测准确率平均为40%—50%。因而大地震最好报3次以提高准确率。此外,我们预测的准确率不高也有数据来源太少的原因,由于上世纪70年代以来,地应力台站相继撤销,我们借以收集地震信息的手段就大受限制。如果有关方面能支持我在华北地区建10—20个群众观测站,我能做到6.0级以上临震预测不漏,但不能保证错报和虚报。
记者:
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