学海探游分享 http://blog.sciencenet.cn/u/熊蕾 一个不懂科学,但是尊重科学的人。

博文

中国的预报地震之战 精选

已有 8789 次阅读 2008-5-13 21:15 |个人分类:天下文章|系统分类:科研笔记

这是12年前的1996年,我们为美国《科学》杂志做的一篇报道,介绍中国为预报地震所做的30年的努力——地震预报计划的由来、产生的结果和当时的状况。报道由我当时的同事李慧执笔,《科学》的编辑补充采访了一些美国的地震学家,并且专门介绍了1976年河北青隆县“擅自”预报地震消息而避免了唐山大地震灭顶之灾的案例(报道原文见http://www.sciencemag.org/cgi/reprint/273/5281/1484.pdf)。
这篇报道中所涉及的人物,现在有的可能已经退了。但是报道的内容,似乎仍然有作为背景了解的参考作用。报道解释了中国为什么要开展地震预报研究——邢台地震灾区一位老农民的请求,世界上100年来10%的7级及以上地震发生在中国的现实,以及对预报地震之难的不了解,促成了这个计划的上马。报道也如实说明中国地震预报的局限——基于经验,甚至靠运气。经验性对预报有前震和许多前兆的地震比较有效,而这样的地震在所有地震中只占一小部分,并且不是对所有这类地震都能够做出临震预报。报道也没有隐讳地震预报工作所面临的挑战——在提高预报准确性方面取得重大的进步很难,在短时间内,我们还无法弄懂地震机理。因此,中国的地震科学工作者要学会既从成功中也从失败中学到东西,通过冷静地重新评估自己的工作“从一种以为马上就可以预报的轻率中”走出来,从过分期待实时预报转向更为现实的防震减灾。
但是,对于当时提出的防震减灾计划现在的落实情况,我后来没有机缘去追踪过。从此次汶川地震造成的灾情来看,恐怕是有些问题的。
中国的预报地震之战
 
       地震经常震撼中国。持续了30年之久的监测中国地震的巨大努力,已经导致了史无前例的──然而也是颇有争议的──成功。在这种经验性的方式背后,又是什么呢?
 
       按照流行的说法,一切都是从一位老农提出的一个朴素的要求开始的,他的生活刚刚被1966年3月发生在中国北部河北省邢台的两次地震搅得昏天黑地,那次地震使8064人丧生。这是新中国成立17年来第一次发生大规模灾难性地震,引起了国家领导人的极大关注。“我们很感激政府为我们度过灾难所做的一切,”据说这位老农这样对亲自前来指挥救灾工作并慰问灾民的周恩来总理说道。“但是下次地震来之前,政府能不能先给我们打个招呼?”他的请求也带有政治的意味:很多中国人把地震视为国内不安定的不祥之兆,指望着政府确保政治结构安然不动。
回到北京,周召集了一批中国顶尖的地球科学家,要求他们帮助避免这类灾难。1971年,创建了国家地震局,主持一项刚刚开始的全国性计划。不到5年,国家地震局回应了那位老农的要求,发布了历史上第一次成功的短临地震预报:在一次7.3级的地震于1975年2月4日袭击中国东北的辽宁海城前13小时,就发出了警报。
中国的地震预报计划由此应运而生,尽管其成功的定义难以捉摸而且很有节制,它仍是世界上有所争议的最有成效的计划。它已发展为由863个地震及前兆观测台站、6个区域性和15个地方性遥测站、10个数字化地震监测站和257个独立的强震观测台站组成的全国性网络。在这个网络工作的科技工作者约有一万人,而为他们提供数据的遍布全国的观测员则数倍于这些科技人员。中国1996年为这项计划的投入将达4500万美元,对一个数千美元就代表着一笔可观经费的国家而言,这是很有实质性的投入了。
经过几十年的保密,中国人最近开始向西方开放了这项计划,使外国科学家们得以就近看看一项许多人曾十分怀疑的努力。12月,北京将主办联合国召开的一个关于地震管理的研讨会,以改进发展中国家科学家和公共行政官员的关系,届时,中国的努力将引起更多的国际关注。
就他们目前所见到的而言,没有多少西方研究人员指望中国的计划产生马上就能用的现成的预报方法。但是,日益明显起来的是,以往地震的大量数据有可能产生一些有关地震前兆的令人感兴趣的线索。“他们的成功超过其他任何人,”在首都华盛顿的卡内基研究所的地震学家保尔·希尔沃说,他最近在《科学》探讨过这类测量的价值。“我认为,我们西方人肯定有很多东西要向他们学习。”
与此同时,希尔沃和其他西方科学家也指出中国地震预报活动的严重不足。“他们的方法严格来说是经验性的,”希尔沃说。“他们不了解基础物理学或地质学。”其他要求不透露姓名以免得罪潜在的合作者的西方地震学家则不以为然地谈到较高的误报率,和证实任何具体预报细节的难度。
国家地震局的官员们承认他们方法的局限性。但是他们认为,过去一个世纪以来,世界上所有7级或7级以上的地震有10%发生在中国,对于这样一个国家而言,预报是拯救生命和财产的最有效的办法。“我们无法持续地经受地震造成的损失和社会动荡,”国家地震局副局长葛治洲说。
 
监测热潮
 
       中国的办法基于这样一个道理,用葛的话说,就是,“在物理学解释行不通时,经验性预报却能奏效。”例如,1975年那次成功的预报,就是根据前震和大量地球化学、水文和其他异常。其准确性令地震学界目瞪口呆,引发了一场为时短暂的预报浪潮,尽管一些科学家相信,广泛的前震大大胜过其他任何前兆的价值。自那以来,国家地震局已经宣布过十多次地震预报的成功,挽救了千百万人的生命。
       例如,1995年,科学家们利用各种前兆,包括前震、地下水位和水温异常,在一场大震袭击西南的云南省之前一天向当地政府发出警报。云南地震局预报中心主任陈立德说,科学家们特别根据的是对过去42年中6级及以上的39次区域性地震的分析,以及对过去8个月中发生的级别较小的8次地震的推断。“如果中等强度地震之间的间隔短于47天,而且这样的地震连续发生5次以上,”陈说,“6个月之内就有可能发生一次7级以上的地震。”民政官员说,7月12日袭击孟连的7.3级地震,给一个60万人口的县城只造成11人死亡。如果事先不知道地震,死亡人数就会多得多。
       这些地方性警报是每年秋季开始的一个过程的最后一步,这就是国家地震局召集全国主要地震学家在北京召开的汇商会,届时会要求他们画出一张最有地震危险的区域图。一般来说,每年大约有一半的区域是从前一年的名单上沿续下来的。在中国地震学界,这个汇商会是每年最重要的事,它根据对国内最活跃的断层的地震和其他变量的监测得出的结论,要直接上报国务院。单子上所列的地区也有理由引起科学家们更多的关注。
       今年的地图上标出了12个据信最有可能遭受破坏性地震的地区。今年已经发生的3次严重地震中,有两次发生在圈定地区之内──一次是云南省2月间发生的7级地震,另一次是西北的新疆维吾尔自治区发生的6.9级地震,它们也发生在预报特地指出的时间范围之内──从几天到几个月。
       国家地震局分析预报中心副主任张国民说,这种信息会交给自治区和省里的官员,但不公布,“以免造成不必要的恐慌”。临震预报只公布给预计受到影响的区域的居民。国家地震局声称这些中、短期预报的准确率为25%,这是一个无法单独证实的数字,因为没有披露细节。
       多年来,通过冷静地重新评估工程的重要意义,中国的地震计划已经从一种以为马上就可以预报的轻率中进步起来。国家地震局地球物理所研究员张少泉说,在现阶段,目标是把“防震和抗震这两个原则”结合起来,“(从而)减轻灾害的影响”。
       为此目的,国务院于1994年发起了一个10年计划,要求大、中城市的所有新建筑都能够抵抗至少6级地震。与这项建筑计划同时进行的,还有一项密切监测21个地区和13个重点城市的10年计划,以及中国27个省份的地震应急准备的法规和条例。
 
强烈的呼声
 
       然而,发出大量有关高危地区的信息并不会保证成功;对数据也可能忽略。中国官员们承认,这项计划最大的失败,就是对1976年7月28日黎明前北京以东150公里的唐山发生的7.8级地震没有作出短期预报。这个拥有100万人口的工业城市有24万人丧生,损失超过5亿美元。
       确实有些科学家担心,过分强调预报有可能给民众造成错觉,以为政府有能力对所有地震都发出实时预报。“这是误导,很危险,”中科院院士、地球物理学家陈喁说。“事实上,中国的地震预报仍然处于依靠经验的阶段,”他说。官员们说,经验法用于有前震和许多前兆的地震最为有效,这在所有地震中只占一小部分。海城和孟连的地震这种前震和前兆就很明显。
       担任国家地震局副局长达15年之久的陈现在是国际地震学和地球内部物理学协会的预报委员会的主席。他已经把他的研究从预报转向他所说的“更加基础性”的风险评估研究上,但他认为水平还较低──用于基础研究的经费只占总预算的不到10%。
       就连中国的官员们也说不应当过分夸大成功。“这3个危险区(即现在列出来的今年已经震过的地区)几乎年年都圈出来,”在国家地震局起草政策法规的地球物理学家孙士洪说。“这多半是凭运气和意外收获,而不是靠科学意义的精确性。”就严格意义上的预报而言,地球物理学家张少泉说,“我们只能预报很小一部分地震。”
       国家地震局很想改进这一记录。葛治洲说,中国地球科学家们希望在本世纪末下世纪初“在提高预报准确性方面取得较大进展”,但他也承认,取得重大的进步很难。孙说,“在这样短的时间内,我们还无法弄懂地震机理。”
       最近才第一次看到中国人积累的一些数据的西方科学家们也持这些保留意见。但是他们相信,这些信息也会指向一些有趣的研究思路。例如,今年夏天,中美研究人员联手发表了一项电阻率信号的分析结果──这是一种同地壳中裂缝和流体的量相关的电流测量──这是根据1976年地震前2到3年唐山地区的观测记录所做的,它指出好几个可能的前兆。“这是些有趣的现象,暗含着我们可以测量的东西,”哥伦比亚大学拉蒙特-德赫蒂地球观测台的地震学家列奥纳多·锡柏说。他谈到他们发现地震前一段时间,电阻率降低,水位下降。“下一步是弄懂这一过程,看看能否从中得出一般性结论。”
       除了这些数据群的价值,论文作者们还将这次合作看成关系的进一步改善。“这是我们第一次能够接触到实实在在的数据,”麻省理工学院的地球物理学家柯利斯·马隆说。锡柏还说,“中国人过去就提出过这些结果,但是圈里的人当时都以怀疑主义的态度看待他们。”
       对一些西方科学家而言,地震预报计划也显示出在对科学的追求方式上的一种有趣的文化差异。“对待冲突和矛盾的证据,中国科学家比西方科学家要更从容,”为联合国这个新的项目起草了建议的匹兹堡大学地震政策方面的专家路易斯·康福特说。“当他们面对这一问题时,他们就拓宽探究的范围,收集更多的数据。”
       而收集更多的数据,正是中国人将继续做的。“随着我们研究的深入,我们要努力作出更准确的预报,而且我们会既从成功中也从失败中学到东西,”国家地震局的葛说。就连地球物理学家陈也相信,同这项挑战的意义和中国迄今为止的成功相比,政府对预报的过分热情算不上什么。“要不是我们能预报出某种类型的地震,”他说,“我们可能早就放弃这种努力了。但是我们现在正在半道上,除了继续往前走,别无选择。”
 
   (李慧,原载《科学》1996年9月13日一期,杰夫·莫里斯补充采访


http://blog.sciencenet.cn/blog-37901-25110.html

上一篇:西雅图的“灵魂”
下一篇:面对地震灾难,艾滋病感染者的情怀(转贴)

0

发表评论 评论 (15 个评论)

数据加载中...
扫一扫,分享此博文

Archiver|手机版|科学网 ( 京ICP备14006957 )

GMT+8, 2019-7-17 04:41

Powered by ScienceNet.cn

Copyright © 2007- 中国科学报社

返回顶部