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  书稿:《求解地震预报的制度困局》——李尚勇著
 
 

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地震预报尴尬局面的制度原因及其出路(9)>>我国地震预测预报的现实水平>>正文


李尚勇:2008年9月18日征求意见稿

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第三我国地震预测预报的现实水平

“5·12”汶川8.0级大地震发生以后,网络、电视、报纸(如人民网、CCTV、中国青年报)等主流媒体或者制作了“地震还不能预测”的节目,或者刊登了“地震本质上不能预测”的文章,并广泛宣传国际地震界的主流观点“大地震完全不可能预测”,以解释汶川大地震没有震前示警的原因,以便平息民怨。

然而,我国是世界上少数坚持地震预报的国家。尽管我国地震研究的历史较短、积累的震例资料有限,科学家对地震物理机制的认识还很肤浅,对危险断层的地质构造和地震活动特性的研究有待深入,而且地震台网的监测能力有限,但是,我国中长期预测和短临预测水平仍然居于世界领先地位——尽管目前短临预测的整体水平远远低于唐山大地震时期。

一、我国是世界上少数坚持地震预报的国家

我国是世界上唯一由国家组织并在全国范围内进行地震预测预报的国家。

自1970年代以来,中国(国家)地震局每年年初召开全国地震趋势会商会,进行年度中期预测(即预测本年度我国地震趋势及西部6级以上、东部5级以上地震的重点危险区),在此基础上,各省地震局(包括有关研究所)召开半年、月、周会商会,进行地震短临跟踪和预测。

1990年代末,中国地震局的地震监测系统有500多个使用地震、地磁、地电、重力、地形变、地应力、地下水、水化学、地热、电磁波等24种监测手段的地震监测台网,这些台网1990年以后的前兆观测数据已全部录入全国联网的专线网络。此外,在该网络中,震情信息、地震速报目录、月报目录、会商意见等信息能实时上网,“地震分析预报会商演示系统”已在全国22个地震部门的日常分析预报会商中应用。[1]

据新华网2006年7月28日报道,中国地震局高级官员向媒体介绍:我国“有着中国地震局包括12位院士在内的7000多名科技人员,加上市、县的地震工作者力量,在为老百姓站岗放哨”。目前我国防震减灾工作建立起了“监测预报、震灾预防、紧急救援”三大工作体系,其中,“监测预报”取得的成绩是,“建立了1200多个地震监测台站,布设了总长度达数万公里的流动测线,建立了近万个群众业余监测哨[2],覆盖全国、现代化的地震观测网络初具规模。”虽然,“从根本上说,中国与世界各国一样,当前的地震预报尚处于低水平的探索阶段,漏报、虚报、错报的情况远多于成功的预报”,但是海城地震后的几十年来,我国的地震监测台网仍相继“成功进行了20多次有减灾实效的地震预报,跻身世界地震预报科学领域前沿。”[3]

二、主流地震预测的困惑与优势

1、  国际“主流”预测的困惑与成就

最近几十年来,多地震国家的科学家都在从事地震预测预报研究。国际“主流”预测方法是地球物理方法,他们使用一系列高精尖仪器精确监测危险地区岩层板块的物理参数变化,期望了解地震的物理机制,从而找出地震活动规律,以预测地震。

但是,科学家们预测的一些危险区(如日本东海、美国帕克菲尔德),在他们预测的时间内并没有发生预期地震。相反,一些大地震却突然发生在他们事先没有估计到的地区(如前苏联的亚美尼亚地震、日本的阪神地震、美国的洛杉矶地震等)。这促使这些科学家反思现行地震预报体制是否有效。1996年11月,在英国伦敦由英国皇家天文学会地球物理联合会召开了 “地震预报体制评估研讨会”,有欧洲、美国、日本代表参加,中国没有人出席。会上几个主题发言都相当低调。

次年3月,美国和日本的3位科学家联名在美国《科学》杂志发表了《地震无法预测》的论文。该文的基本结论是:地震是无法预测的,应该打消可能会在几小时、几天或几个月之前预测到地震的希望。他们的主要论点有三:

其一,科学家对地震物理机制的认识还很肤浅,以此认识来实现地震预报并不现实。

其二,即使对地震物理机制有了比较完善的认识,也无法对地震进行准确预报。因为,危险地区的岩层板块处于自组织临界状态,发生地震的初始条件具有敏感的非线性特点,难以把握,同时,地震大小取决于岩层破裂的情况,但岩层破裂过程受多种因素影响,具有不稳定、不确定的特点。

其三,目前人们总结的地震前兆既缺乏严格论证,又缺乏必要的物理机制予以说明,因而大都不可靠。[4]

对于“使用地球物理方法的地震短临预测”来说,国际“主流”科学家关于“地震无法预测”的基本结论和前两个主要论点,应该是正确的。至少,在几十年,甚至几百年内可能就是这样。(当然,对于“非主流”、“非地球物理方法”的短临预测来说,国际“主流”科学家的基本结论和主要论点就值得商榷了。这将在后文讨论)

不过,国际“主流”科学家在短临预测方面的困惑,并没有影响他们在中长期预测方面的研究和成就。美国地震学家露西尔·琼斯认为,地震短临预测仍是世界性难题,但地震的长期预测则是可以实现的,这主要基于地震学家对断层历史的研究。这种长期趋势性预测主要预报一个地区在未来几年或几十年内发生地震的可能性和最大震级。[5]

2、  国内“主流”预测的长短板[6]

5·12汶川大地震后的第3天,为了向公众说明没有预报的问题,国内“主流”科学家向媒体介绍了地震预测的困难:

第一,地震过程的复杂性。科学家对地壳分布、构造活动,以及地震规律和地震机理知之甚少。

第二,地壳深部的不可入性。地震一般发生在地下10~30公里处,人类目前的钻探深度最深才达到12公里,中国只有5公里,还不能把仪器设置到地下深部去进行探测,而只能在地表面设立有限的监测台站,利用一些经验性的推测方法,去研究和预测地震过程。

第三,地震事件的小概率性。与危险地区几百年、甚至上千年的地震史相比,目前积累的地震观测历史资料非常有限。[7]

同国际“主流”预测的困惑一样,这些困难主要也是短临预测的困难,而且,主要是地球物理方法的困难,是“主流”短临预测的困难。

由于缺乏对地震物理机制的完整认识,以及发震的高敏感、非线性特点,运用地球物理方法、利用精确数学模型作地震短临预测,可能在未来几十年,甚至几百年都不会有所突破。这是最近30多年来,国内外的“主流”地震科学家在短临预测领域虽尽心竭力,却一筹莫展或者进展甚微的根本原因。显然,短临预测领域是地球物理方法和“主流”地震预测的“短板”。

然而,在地震中长期预测方面,国内外“主流”科学家都有所建树,我国“主流”科学家更是成就斐然。

1970年代中期,在本文前面提过的几个中期预测报告(1974年6月的《关于华北及渤海地区地震形势的报告》、1975年1月的《我国西部地震形势报告》和1976年1月的《关于京、津、唐、渤、张地区1976年地震趋势的报告》)中,“主流”科学家成功预测了1975年的海城7.3级地震,1976年的云南龙陵7.4级、唐山7.8级地震和松潘7.2级地震。

唐山大地震以后,我国的一系列中长期地震预测,主要由“主流”科学家提出。1990年代中后期,我国发生的有重大影响的6级以上强震,均发生在他们圈定的21个“地震重点监视防御区”内,其中一些重要地震,均发生在他们圈定的“年度预测强震危险区”之中。典型震例有,1995年7月12日云南孟连7.3级地震;1996年的2月3日云南丽江7.0级地震,3月19日新疆阿图什6.9级地震,11月9日长江口6.1级地震;1997年上半年新疆伽师强震群(共有6次6.0~6.6级强震);1998年1月10日河北张北6.2级地震等。[8]

实际上,如果人们仔细研读“主流”科学家的言论就会发现,他们关于“地震无法预测”的所有言论,都是针对地震短临预测。“主流”科学家所使用的地球物理方法,决定了他们在短临预测领域无能为力。相反,地球物理方法对于中长期预测却是有效的,而这一领域正是我国“主流”科学家的“长板”。

圈定危险区域、判断中长期趋势、确定最大震级,这是目前“主流”科学家能够做到,能够做好,而且也已经做到并做好了的。

 


[1] 丁鉴海、刘杰、余素荣:《中国地震预报探索与实践》,中国地震信息网/地震专家/专家谈地震,2007年11月5日。

[2] 这不是原来意义上的“群测群防”。唐山大地震前,仅一个唐山地区的群测群防队伍就多达1.6万余人。

[3] 新华网:《专访中国地震局局长陈建民》,2006年7月28日,转引自:搜狐/新闻中心/国内新闻/唐山大地震:纪念唐山抗震30周年/地震相关。参见:央视《面对面》,《陈建民:地震在中国》,2005年12月18日。

[4] 1990年代中期,美国地震科学家的“帕克菲尔德试验”失败(在最可能发生强震的地区却没有发生预期强震),这令科学家们非常居丧。美国地震学家从此将更多的精力转向了更为基础的地震机理研究,以及对地震灾害的评估上,而不再搞地震短临预测。受此影响,发达国家纷纷放弃地震短临预测。

[5] 新华网:《美地震专家认为短期临震预报是世界性难题》,2008年05月20日,新华网/四川汶川地震专题。

[6] 经济学有一个“木桶原理”,说的是,木桶的盛水量取决于最短的那块木板,如果要增加盛水量,就要增加那块短板的长度。

[7] 人民网:《地震预测研究所研究员张国民:地震预测难在三方面》,2008年05月14日, 人民网/科技。

[8] 丁鉴海、刘杰、余素荣:《中国地震预报探索与实践》,2007年11月5日,中国地震信息网/地震专家/专家谈地震。


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