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1地震预报的两项战略目标
邢台地震后,毛主席下令:“国家科委会同科学院和相关研究单位一同赶往灾区深入考察地质情况,吸取今天的惨痛教训,把世界上还没有解决的地震规律,我们解决它。不能再让我们的老百姓无辜地死去。”①
周总理在视察中科院时指出,必须加强地震预报研究,做到准确及时。接见李四光、翁文波时说:今天请你们来,就是希望你们搞好地震预报。这是我交给你们的任务。你们要对地震中的各种现象,任何微弱的变化都要记录下来,综合、辩证的分析,争取从邢台地震中找出地震预报的头绪。对地震专业学生说,希望你们这一代能解决地震预报问题。搞地震工作不能只是为了写论文,要解决现实问题,这才是有价值的。
在周总理亲自指导下,新中国地震预报科学事业,以邢台地震为起点,踏上了征程。
地震部门如何实现防震减灾?首先要明确我们的战略目标是什么?
目标:一是“救人”,二是“救物”(大城市和政治经济中心的大震减灾、防灾)。
救人、救物,都要求向震中及周围高烈度区提前发出震级、发震时间预报,行政部门才能实施。不同的是,救人,提前数十分钟预报就能做到;救物,预报时间的提前量至少需要若干天,甚至几个月。
没有找到大地震孕育、发展、发生的规律之前,我们没有能力确定哪个地方在若干个月后一定会发生大地震。这需要针对地震孕育机制研发出精密的科学观测仪器,组成相当密集的全国观测网,经长时间(有专家说要几代人)探索才可能找到答案,我们现在还不具备“救物”的能力。
但是,实现“救人”这个急迫、不能无视的目标,现有技术就能够做到-也只有首先达到“救人”的目标,科技工作者才能安心探索地震科学更深入的奥秘。
在与“震魔”这个隐蔽敌人的战斗中,首要的战略目标应该是:先解决能够“提前数十分钟”作出预报,实现“救人”。其依据是:物理世界中,事件的发生,前后之间都是有联系的。前、后之间的时间间隔越长,找到联系性的证据越困难。
体现在天气预报中,我们可以准确预报1小时后的天气,但预报1个月后的天气就非常困难了。
2地震预报的首要战略目标是“救人”
周总理对邢台地震调查研究得出“地震是有前兆,可以预测预报”,成为指导地震部门工作的指导思想。邢台地震后的十年中,地震局在新疆组建了“预报实验场”。一批地震人奔赴震区现场,使用测震、地磁、地倾斜、地应力、地形变、水化、地电等观测手段探索地震预报。上述方法中,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,实验场中发生35次4.0-6.9级地震,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。[1]
之后的海城7.3、龙陵7.4、松潘7.2、盐源6.7等多次大地震的临震预报,也得益于密集布设的微观及宏观异常群测点。上述地震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、只能低密度布设的地震监测台站,几乎没有短临预测尤其是临震预测的能力。
这是由强烈的临震异常信号局限于震源区附近,提前时间也较短的特点所决定。
以测震学见长的梅世蓉先生在唐山大地震后总结:“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”[2]
根据邢台、海城、龙陵、松潘、盐源以及新疆地震试验场发生的一系列地震的经验,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,造价低廉的自动化短临前兆信息快速传输、处理、观测系统,实现“提前数十分钟”预报,首先实现“救人”的战略目标,是有现实可能的。
唐山大地震失报后,受盖勒关于“地震无法预测”观点影响,“地震目前还不能预报”逐渐成为地震部门指导思想。地震局工作重点向以长期性科学探索、震后救援、地震预警等非预报方向转移。使用‘不科学’的土仪器和‘土方法’的“群测群防”队伍解散。结果是:地震局从此再也没有成功预报过一次大地震。
汶川大地震,没有了众多“群测群防”测点,震前的宏观、微观异常上报很少,引不起职能部门注意。主流测震台站记录到的小震活动又难判断是前震还是常有的小震群,大地震又一次在没有预报下发生,近十万人丧生,教训十分惨痛。
地震后,地震局在“反思报告”中总结了5条‘没有想到’,其中的第4条是:“震中区附近前兆异常,特别是短临异常之少没有想到”。②
在“群测群防”队伍大部解散的2008年,很多短临异常已不可能被上传到地震局。震后多个部门到震区现场调查发现,震中区出现的临震前兆异常现象并不少。如绵竹市土门镇向阳村的地震测报员雷兴和5月12日去川39井查看,发现井边鱼塘中池水翻涌,大量鱼跳出水面,凭多年测报经验,大喊“地震了,快跑啊!”80多人跑出屋外。房屋倒塌,但无人伤亡。
中国地质大学吴仲龙教授进行实地调查发现,江油武都镇白衣乡在震前一个月中,多次出现井水突升突降的情况;当地幸存者介绍地震前几小时,他们在婄江游泳感觉到江水忽冷忽热。这些都是典型的地震前兆现象。③
地震局地质所车用太等人两次现场考察,仅在绵阳、江油、广元、青川四地,就发现动物、气象、地下水、地象等100多项宏观异常。震前1天,紫坪铺库区很多鱼浮出水面且极易上钩,吸引上百人次日去库区钓鱼,地震时多被大浪卷入水库丧生。发现70多项鼠、狗、牛、鸡等动物异常与地光、地气、地声、地下水等地象异常。
参与调查的专家们确认,汶川地震前的“宏观异常是明显的”,“特别是宏观临震异常是可观的,给人以深刻的印象”。[3]
地震大,破坏性也大,前兆、尤其是临震前兆更为激烈,只要精心布设好临震异常信息观测系统,我们一定能够将“震魔”擒拿住。
牢记“不能再让我们的老百姓无辜地死去”的命令,用先进的传感、通讯技术记录、集中这些临震信息,及时发出临震预报不让地震再夺走生命,中国人是能够、且必须做到的。
与50年前社会条件不同,在社会主义市场经济条件下的“群测群防”要更多依靠自动化的传感、通讯技术实现。汶川大地震震后调查的下述记载,可能对如何建立新型“群测群防”临震预测系统有所启发。
汶川大地震临震前,北川中学初二(1)班,物理老师张家春讲“电磁”课时,老师和许多同学看到放在桌上示教的大型指南针无人拨动在乱转,上课13分钟后,汶川大地震发生,张老师最后撤出教室时遇难。
局地球物理所林云芳研究员调查了地震发生前北川中学全班学生观察到指南针不规则转圈直至地震发生的现象,并在离震中稍远的成都地磁台数据中找到震前一天磁场数据出现大幅度突变的旁证。
如果当时龙门山地区有数十个地磁群测站,配有快速通讯、报警系统,汶川大地震就可能作出临震预报!
大地震前近震源区磁场出现强烈扰动现象也出现在1979年3月15日普洱6.8级地震前。当天早上9时左右,距震中仅6.4km的磁偏角仪出现摆动,幅度达到50'。且磁变仪的磁针反光点刚对准就又偏离,总是无规则左右摆动。一直到20时52分25秒普洱6.8级地震发生。异常出现到地震发生,提前10小时。
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,蕴藏在岩样中应变能的一部分会转化成声、光、热、电、磁等能量释放出来。[4]
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。强震极震区面积若有1000平方公里,在区域中建设100个以手机为主要观测与信号传送设备、造价低廉的磁异常观测点,磁异常信息及测点位置立即被传送到“强震预防数据中心”处理。这套系统建立起来后,全国经过大震发生的经验,成功实现大地震临震预报的比例会越来越高,“救人”的战略目标就能实现。
半个世纪前,我们能对海城、龙陵、松潘、盐源等地震作出有减灾实效的临震预报,在信息采集和传输技术取得巨大进展的今天,实现“救人”的目标是完全可能的。
攻克了“救人”这个急迫、不能无视的战略目标,科技工作者才能接下来安心探索,揭开大地震孕育、发展、发生规律的奥秘。地震预报就能首先在中华大地上实现。
注释:
①电视剧“海棠依旧”第24集中,毛主席听取邢台震情汇报时对周总理的指示。
②内部资料,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
③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
参考文献
[1]孙其政、吴书贵主编,中国地震监测预报40年(下册),地震出版社,2007年
[2]梅世蓉主编,《1976年唐山地震》,地震出版社,1982年,448页
[3]车用太等,汶川8.0地震的地下流体与宏观异常及地震预测问题的思考,地震地质,2008年第4期
[4]马瑾,从“是否存在有助于预报的地震先兆”说起,科学通报,2016年,第61卷,第4-5期:409~414)
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