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1 引言
世界上诸多自然和社会的事儿,在搞不明白的情况下确实很复杂,搞明白了可能很简单,复杂并不代表不存在简单的规律。我们的研究表明,强震孕育过程虽然复杂,但存在着简单的确定性规律。
创新,是科研的灵魂。原始创新一般需要较长的时间过程,所谓“十年磨一剑”是对此过程的最好诠释。因为,某一创新理论从诞生、发展完善、验证到应用,需要经历不断的纠错过程。
往往原始的科学发现包含一些细节错误与理解的偏差,解决这些问题的捷径是实践检验,在检验中纠错、在纠错中发展、在发展中完善。
科研一般分为基础研究、应用基础研究和应用研究三个阶段,即使前两个阶段都扎实了,若过渡到应用研究,仍有较长的路要走,即从理论到应用不是一蹴而就的,是需要磨砺过程的。目前,强震预测处于研究阶段,对俺们而言,处于从应用基础研究向应用研究过渡阶段。俺们明白,从预测到预报还有很长的路要走,对这一点,必须有清醒地认识。
我们在强震预测研究领域经历了长期的探索过程,经过多年在地质、力学、岩石破裂过程试验与非线性科学等方面的知识积累,终于等到了“灵光闪现”运气光顾的一刻,提出了孕震断层多锁固段脆性破裂理论及相关预测方法,对诸多强震震例的回溯性预测证实了该理论的正确性,这让俺们当时信心满满。但前瞻性预测与事后检验不同,2012~2013年4月,我们感觉对某些地震区的震情判断已经相当有把握了,但实践检验的事实让俺们大跌眼镜。问题出在哪呢?是理论错了吗?
非也!问题出在了:
(1) 对地震区边界的厘定较为粗糙;
(2) 对前人提出的不同震级标度换算公式,未加合理性分析而直接应用;
(3) 中国地震台网在不同年代给出或测定的最小事件震级不同,在数据处理时未考虑最小完整性震级;
(4) 对强震孕育周期概念认识模糊,也未给出判识主震事件的科学方法。
哎呀,原来是数据处理和预测方法不完善所致。认识到这些问题后,从2013年5月我们在地震区精细划分方面猛下功夫,到2013年8月完成了3.0版《中国及其周边地震区划分图》,2014年6月发展到了3.1版。
2013年8月改进了不同震级标度换算公式,2014年2月提出了最小完整性震级选取方法,2014年6月提出了强震孕育周期界定与主震事件判识方法。
2014年8月~今,开始研究国外板间地震区,对7个地震区的分析表明:其强、大、巨震孕育机制与规律,与板内地震区完全一致。预计到今年年底,可以完成对环太平洋地震带的地震区划分与大(巨)震预测分析。
2014年,对我们而言是极其重要的一年,是大转折的一年,是“分水岭”的一年。因为,考虑最小完整性震级可提升对发震时间窗口准确性的判断;提出强震孕育周期界定与主震事件判识方法,可提升对特定地震区“有无大事儿”的判断,即可大大减少对震情的误判。搞明白了这些,俺们清楚地知道大脑袋地震们“因事前无人能清楚知道而自鸣得意”的好日子已经到了尽头。
现在明白了,为何我们在2014年以前对某些地震区的震情判断有误呢?就是对上述科学问题未认识到或未解决“惹的祸”。如果不做实际预测检验,诸多“潜伏”的问题是难以察觉的。我们现已认识到,实践不仅是检验真理的唯一标准,也是提高对自然对象奥秘认识水平的“催化剂”。走边研究、边实践检验与边反馈总结之路,在某种程度上可大幅缩短科学探索的征程,即减少“磨剑”的时间。
抓住了问题症结,扫清了上述“拦路虎”,我们再看看新疆与中亚接壤的两个地震区目前是神马情况。
2 新源-阿拉木图地震区未来震情研判
对该地震区(图1),因当时数据处理时未考虑最小完整性震级【1-2】,当发现CBS监测值超越我们给出的临界上限值时,我们预测该区的巨震应在2014年底前发生,现在看来这种可能性不大。该考虑时不考虑会出现对震情的判断失误,如果不去做实际预测,有些“潜伏”的问题确实难以发现。
图1 新源-阿拉木图地震区地震构造图(3.1版)
根据我们提出的最小完整性震级Mc选取方法【3】,容易确定该区的Mc为Ms5.4级。截止到2014年11月14日 吉尔吉斯斯坦Ms5.7级地震(现中国地震台网已修订为Ms5.5级,震中经纬度也略有修改,参考地点为哈萨克斯坦)发生后,该区实际监测CBS值约为1.86E+09J1/2,还未到达临界值下限1.89E+09J1/2(图2),故预测发震时间窗口为中长期。对该区巨震其它要素的预测结果如下,震中位置:中吉哈边境地区(北纬43°、东经80°左右);震源深度:10-30km:震级:Ms8.3-8.7级,为Ms8.5-8.6级的可能性大。
图2 新源-阿拉木图地震区250-2014/11/14之间CBS与时间关系
(数据分析时选用MS≥5.4级地震事件,红色箭头表示CBS临界值上限,横坐标对应的时间减去3000年为实际年份,误差修正已被考虑)
(为使图件清晰,1716.1.1前的应变值作为初值)
我们将密切跟踪该区地震活动性动态,期望对震中位置和发震时间有更准确的判断。预计在向临界状态演化过程中,该地震区还将发生不超过Ms7.2级的preshock 或foreshock事件。
3 中吉边境地震区未来震情研判
对该地震区(图3)发震时间窗口的判断,俺们在研究中前后犯过两个错。第一个关于震级标度换算的关系问题,我们于2013年10月份已得以纠正【4】;第二个关于最小完整性震级Mc选取问题,已于2014年4月份得以纠正【5】。
图3 中吉边境地震区地震构造图(3.1版)
下面简单讨论Mc值选取对CBS值的影响。当Mc取Ms3.0级时(图4a),截止到2014年11月12日CBS监测值为1.46E+09J1/2;当Mc取ML4.0级时(图4b),为1.41E+09J1/2。这两种情况都距临界值1.52E+09J1/2有一定距离,故预测发震时间窗口为中长期。对该区大震其它要素的预测结果如下,震级:Ms7.5-7.9级;震中位置:北纬38.7°,东经75.8°;震源深度:7-20km。
没有较大事件发生的情况下,CBS值的增速是灰常缓慢滴。以图4b为例,从2010年1月1日至2014年11月12日,CBS值的增加量约为0.06J1/2,截止到今年11月12日,该区2014年发生的地震对CBS值增加的贡献微小,基本可以忽略。用通俗的话说,若该地震区连续发生几次较大地震事件,则能较快逼近临界值,大震就快发生了;反之,则慢慢熬吧。
(a) Mc取Ms3.0级
(b) Mc取ML4.0级
图4中吉边境地震区1853/11/1-2014/11/12之间CBS与时间关系
(横坐标对应的时间减去3000年为实际年份,误差修正已被考虑)
(为使图件清晰,1930.2.8前的应变值作为初值)
我们将密切跟踪该区地震活动性动态,期望对震中位置和发震时间有更准确的判断。预计在向临界状态演化过程中,该地震区还将发生不超过Ms6.8级的preshock 或foreshock事件。
4 感悟与建议
对大震发震时间窗口的判断,取决于诸多因素。客观上受大地震孕育过程缓慢性和剪切破裂粘滞性的影响,主观上受地震目录监测数据精度、完整性的影响。对前一个问题,我们将开展系统研究,以改进时间要素预测方法。
有些童鞋们,总盯着俺们的四要素预测结果精度,这件事儿在目前阶段并不是很重要。现阶段,重要的是看俺们对强震孕育机制和规律的认识对不对?预测理论是否正确?若理论正确,随着预测方法的完善和监测数据精度的提高,预测精度是可以提上去的。如果理论不对,强震仍然无法预测,俺们之前对某些地震区的前瞻性预测属于“猜对了”的情况,这个是木有科学意义和应用价值的。
建议中吉哈塔四国相关部门,提前做好有关防震减灾准备工作,以最大程度地减轻大震和巨震对人民生命财产的危害。
马克思说过“在科学上没有平坦的大道,只有不畏劳苦沿着陡峭山路攀登的人,才有希望达到光辉的顶点。”
本文是地震预测学术研究结果,仅为学术交流之用,不作为地震预报的依据。任何人和单位不得复制、转载与外传该博文,违者必究!
参考
【1】今天在哈萨克斯坦发生的Ms6.1级震群事件是前震事件吗?
http://blog.sciencenet.cn/home.php?mod=space&uid=575926&do=blog&id=657497
【2】哈萨克斯坦地震研究所或将为辟谣大地震的言论付出沉重代价
http://blog.sciencenet.cn/blog-575926-653681.html
【3】秦四清,李国梁,薛雷,等. 2014. 东北、华北与台湾地区某些地震区地震趋势分析. 地球物理学进展, 29(2):535-554, doi: 10.6038/pg20140210.
【4】秦四清, 李国梁, 薛雷, 等.2013.中国新疆及邻区某些地震区未来震情研判.地球物理学进展, 28(5): 2376-2391,doi:10.6038/pg20130519.
【5】最小完整性震级选取方法(以得荣和中吉边境地震区为例)
http://blog.sciencenet.cn/blog-575926-789411.html
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