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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(16)>>开放的地震预测制度>>正文


李尚勇:2008年9月18日征求意见稿

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三、开放的地震预测制度

在开放型地震制度条件下,地震预测预报的目的不再直接指向采取极端化措施组织居民大规模撤离,而是为公众自主的防震避险决策提供权威依据。

在这种制度条件下,地震部门将从完不成任务的窘境中解脱出来,地震预测工作将摆脱行政体制束缚,走上有利于科技发展的充满创新、允许探索、允许失败的开放式道路。

1、开放的地震工作方针

我国地震预测预报实践已经为我们指明了地震工作的正确方针,这就是“以预防为主、专群结合、土洋结合”,以及“多部门、多学科合作”。正确的地震工作方针,应该能够引导地震预测吸收新的科技成果,吸收新的预测方法,能够充分调动各部门各学科参与地震预测的积极性,能够最大限度地调动科技人员科研创新的积极性,能够充分调动民间“非主流”地震预测的积极性,能够充分调动广大群众防震抗震的积极性。

 赵文津:“地震预测研究是一项高度综合的基础性理论研究工作,靠一个单位难以胜任,应当动员相关部门投入工作,发挥各自的长处形成整合力量。这里首先是需要国家出资金的部门,如国家发改委、科技部和自然科学基金会等部门,能重视地震预测研究,给予指导和经费支持;另外如中国科学院、国土资源部和教育部等有专业基础和专业人才的部门也应该发挥自己的长处,在统一规划下对地震预测工作做出自己的贡献。”[1]

2、支持并吸收“非主流”预测

在地震部门应该设立专门的工作机构管理“非主流”预测,这包括利用现代科技手段,如专用网络和互联网,为所有“非主流”预测建立档案,并收集他们的监测数据和预测信息。

在此基础上,该工作机构可以制定“短临预测评分标准”,对“非主流”短临预测的成功率进行评估,对短临预测方法进行筛选,并根据筛选结果,对那些有一定理论基础,有稳定成功率的预测方法,给于必要的经费和技术支持。

对于那些在地震预测领域有突出成绩杰出贡献的科学家专家,应该“网开一面”,即打破“退休即离岗”的常规,为他们提供必要的工作条件,尽可能地延长他们的有效工作周期。

黄相宁曾经说过,“如果有关方面能支持我在华北地区建10~20个(地应力)群众观测站,我能做到6.0级以上临震预测不漏,但不能保证不错报和虚报”。[2]

对于那些实践效果好、成功率较高且稳定的“非主流”预测手段和方法,应该组织“主流”科学家加强其基础理论和应用理论研究,一方面可以指导预测实践,提高成功率,另一方面,可以加快“非主流”预测向“主流”的过渡和转变。

在各种“非主流”预测方法中,应该特别重视地应力预测。该方法是目前实践效果最好、基础和应用研究比较深入、国内外“主流”“非主流”科学家都比较看好的地震预测方法。

赵文津:“我认为李四光先生的地震地质—地应力研究是一条有希望的成功之路。当然,要将当年李四光的地表地质思路往深部发展,了解整个地壳甚至地幔的结构,运用系统地质学的层圈相互作用思想指导地球深部观测。还应注意地表观测结果向深部延伸的问题,再就是综合其他方法的结果作综合解释。” [3]

在国内,黄相宁和孙威对地应力预测都有非常深入的研究,并取得了令人鼓舞的实践效果。

孙威以地应力为主,同时也监测地倾斜、地磁和地电等异常,短临预测的成功率达到了75%以上。

在国外,1995年,联合国“全球计划”项目的科学家肯定了“地震地质—地应力地震预测”方法,1997年,该项目对黄相宁的地应力预测予以赞助,随后支持黄相宁“在菲律宾建立了10个压磁地应力台站”[4]。此后,国外的一些地震科学家开始研究并试验地应力预测方法。

在1999年的网上争论中,英国地震专家Stuart Crampin肯定了地应力预测的有效性(国外的地应力地震预测水平比我国低得多):地震各式各样,各有不同,无法取其平均状况。目前我们可以依赖的地震唯一特点是它们释放大量应力。由于岩石是薄弱的,这种应力积累在巨量岩石上。如果能够对这种应力的增长进行监测的话,就可以据此预测地震的时间和震级。我认为我们已经知道如何做这到这一点。这已经由世界范围内的8个震例(美国3个,中国1个,冰岛4个)予以证实,并对其中一次5级地震的时间和震级进行了成功的预测。

Stuart Crampin以冰岛西南部一次5级地震预测为例:“1998年10月27日和29日向冰岛民防委员会发布了非特定应力预测。预测的时间、震级为:若很快发生,在1998年11月10日,大于或等于5级;若应力继续增长,在1999年2月底前,将大于或等于6级。三天后〔即1998年11月13日〕,距三个监测站中心2公里处发生了一次5级地震,在此观测到剪切波爆裂(作者注:即地应力突跳)。我们认为这是一次成功的实时应力预测……看起来,对地震前增长的应力进行监测能够对临近地震发生的时间和震级进行预测。”[5]

李四光的“地震地质—地应力预测”理论和方法,理应得到推广;黄相宁小组高达30%的短临预测成功率,理应受到重视;孙威的SW系列地震前兆自动监测仪和“孕震物理模型”,理应得到支持;以黄相宁、耿庆国为代表的我国老一辈地震预测专家和以孙威为代表的民间地震预测专家几十年积累起来的地震预测经验,理应有人学习、整理、继承。

3、在重点危险区建立群测群防

根据现有科技水平和历史资料分析,群测群防在短临预测中具有不可替代的特殊作用。这一结论为众多的地震科学家所认同,也为我国短临预测的实践所证实,甚至也为国外一些“主流”科学家所接受。

第一,我国幅员辽阔,专业地震监测台网密度不大,尤其是在年度重点危险区,专业台站更显稀疏。地方台、企业台和大量群测点可以弥补专业台网的不足,提高地震监测预测能力。

第二,群测群防可以使用各种“非主流”的预测手段和土方法监测微观异常,可以广泛的、近距离的观察并发现各种宏观异常,从而可以弥补专业台站预测手段和方法的不足。

第三,对于有前兆而无前震的大地震(如唐山和汶川大地震)来说,及时发现并上报临震前兆异常至关重要。群测群防在划定的重点危险区内面广人多,完全有可能在临震前1、2天,甚至几小时,发现具有重要意义的微观和宏观异常。在现代通讯条件下(如网络),这些前兆数据和信息可以在最短的时间内传达到地震部门的相关工作机构,并通过这些机构送达短临预测决策中心。

第四,群测群防大都掌握了一定的地震知识,熟悉当地情况,与当地政府、地震部门和当地群众有着密切联系,因而能够成为当地防震减灾的骨干。平时,他们的观测活动可以提高当地群众的防震意识;在紧急情况下,他们可以就近指导群众采取适当的防震避险措施。因此,群测群防的作用是专业队伍难以替代的。

1970年代,我国的群测群防取得了很大成果,并深刻地影响了今天的“非主流”预测。当然,由于认识偏差和制度缺陷,那时的群测群防也存在一些问题,比如,投入的人力过多,管理得不好,特别是信息的收集和利用方面存在很大问题。但这些问题都是可以克服的。

梅世蓉:建立配套的前兆观测系统是取得前兆规律的重要基础。“地震前兆受地壳介质非均匀结构的影响很大,不在野外进行实际观测,想取得前兆的规律基本上是不可能的。然而,不同地区、不同类型的地震,前兆分布规律也不一样。所以,必须在不同地区的强震孕育区内,根据其类型特点,建立相应的配套前兆观测系统,在自然环境条件下取得地震前兆的真实观测资料,以此为基础,分门别类地进行详细研究,并开展相应的理论和实验研究,从中寻找地震前兆的定量判据和地震前兆时空分布规律。”[6]

要达到上述观察要求,除了建立有限的专业前兆观测系统外,还需要大量的群测群防观测点予以配合。

在现代科技和开放型地震预报制度条件下,群测群防可以发挥更大的作用。

(1)及时启用群测群防。在中期预测,特别是年度预测的背景下,由地震部门根据危险断层的特点和监测需要,确定群测群防的密度和群测点位置,通过初选培训,考核合格后任用。

(2)在地震部门设立专门的工作机构管理群测群防。第一,利用专用网络和互联网,为群测群防建立档案,有条件的可以利用网络收集他们的监测数据和预测信息。第二,利用当地地震部门和现代科技手段做好前兆异常的甄别(不需要象当年那样,由国家地震局直接派人到现场“落实”异常)。第三,有专门的工作班子对甄别后的数据和信息进行分析研究,并作出相应的判断。第四,有相应的制度保障,使群测群防的数据、信息和分析判断能够进入地震预测的决策中心。

(3)群测群防适宜“业余”形式,但也需要必要的经费和技术支持。不过,对于宏观异常的观察,比如动物异常观察,并不需要专门的经费。重要的是,普及地震预测预防知识,动员广大群众积极参与,而地震部门则能够有效的组织(包括记录、收集、整理、上报)并利用这些宏观异常信息。

(4)强震发生以后,一般会有较长的相对平静期,此时,应该撤掉绝大多数群测群防观测点,以便将有限的经费用到其它更需要的地震重点危险区。

4、开放的地震趋势会商会

地震趋势会商会由地震部门组织召开,它是中长期预测和短临预测的最高决策会议。会议作出的所有地震预测信息都应该以地震预报的形式在地震专业网站和各种地震预报“专栏”里发布。对于短临预测,应该有一套紧急启动决策会议的预案;对于圈定的重点危险区,应该组织专门的决策会议机构;在圈定的特别危险时期,应该有常设决策会议机构。

(1)开放的地震趋势会商会应该贯彻开放的地震工作方针,应该从制度上保障“多部门多学科合作”,保障“非主流”预测的观点和预测信息、群测群防的前兆异常信息和预测信息能够进入地震预测的决策程序。当然,也要打破行政封闭性所形成的“在职和职务垄断”的局面,以保障各种不同的预测观点都能够进入会商会。

(2)利用现代科技,比如网络会议技术,实现会商会在各地同步实时召开,以方便地方地震专家、“非主流”预测专家和重要的群测点工作人员能够就近参加最高决策会议。

(3)在具体制度层面上,应该有兼容学术分歧的制度安排。开放的预报制度,允许探索、允许失败的制度平台,为兼容学术分歧的制度安排提供了基本保障。当参与决策的科学家意见分歧严重,难以达成共识的时候,可以将会商会一分为二,甚至一分为三,由持有不同观点的科学家各自负责自己所主张的重点危险区。

(4)应对地方地震部门在紧急情况下发布短临预测信息作出适当的规定,以便当地民众能在地方地震部门的指导下,及时采取防震避险措施。

(5)地震部门的官员和负责短临决策的科学家应该接受“决策技能”培训,掌握科学决策的一般原理、程序和方法,学会遵循决策规律,提高决策水平,避免犯一些低级决策错误。比如,唐山大地震时期,让坚信“东部无震”的科学家掌握“东部”短临预测的决策权,就是一个低级的决策错误。

海城地震的当天,如果按照当时地震部门的提议决策,“先派人去营口—海城一带看一下再安排应急措施”[7],那海城很可能是又一个唐山。

其实,中国地震局的“专家集体”自己也不得不承认这一点:“我们地震工作者怕看不准,犹犹豫豫,反而外行更敢决策。”[8]

(6)如果说,在现有制度条件下,一般政府部门的官僚习气还难以根除,那么,在关系到亿万民众生命安全的地震部门则必须克服职业技术官僚恶习。这成为保障开放型地震预报制度正常运行的前提条件。我们社会进步到今天,应该是可以做到这一点了。

5、允许探索,允许失败,允许误报

受目前科技水平的限制,地震短临预测的成功率很低,这意味着每一次成功预测的背后,必然伴随着若干误报(包括错报和虚报)。如果不恰当地强调短临预测的准确性,那必然会错失甚至扼杀成功的预测,正象当初过分强调“首都圈”短临预测的准确性,酿成了唐山大地震悲剧一样。

与唐山的失败相反,海城地震前,客观上有一个允许失败、允许探索的地震预测环境,这使得地震专家能够放开手脚从事预测研究,能够比较客观地分析各种前兆异常信息,从而能够比较及时地提出短临预测。正是在这种背景下,海城地震的成功预报,同时也伴随着若干误报。不过,正是这些失败成为了“成功之母”,正是这些误报成为海城地震成功预报的“先导”。

海城地震前,辽南地区出现了大量的前兆异常,包括小震活动增多,地形变、地下水、水氡和土地电异常,以及动物异常(冬眠的蛇和青蛙出洞)等情况。从1974年12月23日到1975年1月中旬,辽宁省地震部门据此提出了一系列短临预测,辽宁省政府根据这些预测,以发布通告的形式,连续发布了三个短临预报。事后证实,这些预报都是误报。

从表面上看,这些误报似乎干扰了人们的正确预测预报和防震活动,但实际上,这些误报是成功预测预报的必要阶段和成功前的必要尝试。因为这些误报所形成的地理空间分布实际上代表了地震前兆异常的空间分布。

 

 

上图是海城地震误报示意图。图中圈内地区是三次误报所涉及的6个地区(误报详情见第一章第二节)。从图中可见,由“盘锦—本溪—丹东—大连”或者“盘锦—本溪—丹东—熊岳”围成了一个四边形的“误报区域”,而误报之后不到1个月,海城地震正好发生在这个“误报区域”之内。

这至少说明三点,第一,地震的临震活动客观存在,即围绕震中的临震活动通过附近的一系列前兆异常现象逐渐显示出越来越明显的临震趋势,而那些依次出现的比较明显的前兆异常自然就成为了这三次误报的依据。第二,由于这些误报客观上反应了临震活动的发展趋势,所以,在临震预测实践上,正是这些误报一步步逼近了正确的预测预报,并为最后的正确预报铺平了道路。第三,在科学研究(理论)上,逼近正确预测预报的误报,具有非常重要的科学价值。

《预报1975年海城地震》的作者承认:前兆异常的空间分布和后来海城地震的震中,甚至某种程度上它的烈度分布,明显相关。辽宁地震工作者当时不知道,我们现在仍然不知道,如何更定量地解释这些异常,但是这些异常围绕未来震中的非对称空间分布可能包含该地区活动断层系统和孕震过程的信息,这有待研究。[9]

通过尝试性的预测预报(这必然包含误报)去逼近正确的预测预报,应该是当时的地震工作者和地方高级官员短临预测预报的指导思想。当时,有地方高级官员甚至很直白地说明了这一点。

辽宁省政府高级官员尹灿贞说得直接了当:“我说,多报了比漏报的好。”[10]

因此,在开放型地震预报制度下,应该建立允许创新、允许探索、允许失败、允许误报的开放式地震预测预报制度。在这样的制度条件下,没有误报可能带来“严重后果”的约束,应该更有利于地震科学家专家客观地处理地震前兆信息,更有可能得出正确的结论。

试想一下,如果所有主流、非主流和群测群防的监测预测数据和信息都可以传入或录入专用网络,那就可以利用计算机做成地震趋势图,用不同颜色的LED(发光二极管)光亮表示主流、非主流和群测群防的预测信息,以及前兆异常,用发光强度表示危险程度。面对熠熠闪光的巨幅地震趋势图,没有误报造成严重损失的压力,也不单单以“疏散居民”为目的,我们的地震科学家也许更容易客观地对地震趋势作出正确判断。

6、开放型地震预测制度的组织保障

为了实现上述开放型地震预测制度的制度目标,有必要对现有的政府地震部门进行机构改革,以便理顺工作关系,明确职能职责,提高政府工作效率。

中国的防震减灾分解出三大体系:监测预报、应急救援、灾害防御

(1)将应急救援、灾害防御从中分离出去,与其它重大自然灾害的应急救援、灾害防御一起,组织专门的重大自然灾害(包括地震、火山爆发、恶劣气象灾害等等)的灾害防御和应急救援部门,名称比如叫“重大自然灾害防御救援局”,作为政府的重大自然灾害防御救援部门,专门负责重大自然灾害的防御和救援工作。这样有利于全国重大自然灾害防御救援力量的集中统一使用,有利于提高防御救援力量的使用效率,有利于组织各类专业的应急救援队伍,统一调配应急救援物资设备。

(2)将中国地震局中的地震基础学科研究部分(包括人员和设备)分离出去,划归中国科学院管理,让其从事更基础、更长远、更具备科学规范的地震基础理论和地震预测方法论研究。

(3)在中国地震局监测预报体系的基础上成立比如“中国地震监测预报局”,作为政府的地震监测预报部门,专门负责地震预测预报工作。并且按照周恩来挑选地震预测领导干部和技术骨干基本原则“对地震预测有信心”。

 


[1] 赵文津:《关于地震预报工作战略的几点思考》,《国际地震动态》,2005年第5期。笔者作了少许文字修订。

[2] 记者刘晶:《地震预报:科学的世界难题》,《中国国家地理》2008年第6期。括号内的文字为作者所加。

[3] 记者易蓉蓉:《人类何时才能准确预报地震?》,《科学时报》,2006年7月28日。笔者作了少许文字修订。

[4] 张庆洲:《唐山警世录——七•二八大地震漏报始末》,上海人民出版社,2006年1月第1版,第119页。

[5] 陈一文编译:《〈自然〉杂志组织关于“地震预测”的辩论》(11),2001年9月,山风工作室/陈一文专栏/地震预测研究。作者作了文字修订。其英文原文:“Earthquakes are extraordinarily varied and impossible to average. Perhaps the only feature of earthquakes that can be relied on is that they release a large amount of stress which, because rock is weak, has necessarily accumulated over a large volume of rock. If this build up of stress can be monitored then the time and magnitude of the earthquake when fracture criticality is reached can be subject to 'stress-forecast'. I suggest that we already know how to do this. The effects have been seen with hindsight for eight earthquakes worldwide, and the time and magnitude of an M=5 earthquake has been successfully stress-forecasted.”

[6] 梅世蓉:《地震预报究竟有无可能?》,中国地震信息网,转引自:营口市地震信息网/专家谈地震,2001年12月8日。

[7] 王克林(加拿大)、陈棋福、孙士宏、王安东:《预报1975年海城地震》,《美国地震学报》2006年第3期。

[8] 记者徐彬等:《国家地震局专家为唐山地震漏报辩护》,南方网,2006年8月3日。

[9] 王克林(加拿大)、陈棋福、孙士宏、王安东:《预报1975年海城地震》,《美国地震学报》2006年第3期。

[10] 王克林(加拿大)、陈棋福、孙士宏、王安东:《预报1975年海城地震》,《美国地震学报》2006年第3期。


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