【原创】《从海城唐山的成败看临震预报的瓶颈及突破方向》
摘要:临震预报是最大限度降低震区居民伤亡的根本办法。笔者曾作为专业内人员考察过唐山、海城震区,对海城临震预报的成功经验和资料进行过探索并取得有价值的进展,以及通过对海城、唐山两地当年的防震经验/教训进行分析,得出“临震预报的关键在于对地表异常信息的全方位捕捉能力+快速数据处理能力” 这一结论,对临震预报的突破方向提出了建议
关键词:临震预报、海城、唐山、震前异常,信息捕捉、大数据
一、防震工作的重点应是“临震预报”
1、地震预报知识科普(注1)
地震长期预报--指对未来10年内可能发生破坏性地震的地域的预报
地震中期预报--指对未来一二年内可能发生破坏性地震的地域和强度的预报。
地震短期预报--指对3个月内将要发生地震的时间、地点、震级的预报。
地震临震预报--指对10日内将要发生地震的时间、地点、震级的预报。
震后地震趋势判定--又称震后地震趋势预报,指对社会产生影响的地震发生后,对受其影响地区近期内地震活动形势的分析结果,包括对震后不会再发生破坏性地震的无震预报,也包括对震后强余震或更大地震的预报。
人们还常常将地震长期预报和地震中期预报合称为中长期预报,将地震短期预报与地震临震预报合称为短临预报。
2、为什么说最关键的是“临震预报”。
笔者仅以亲身经历来做说明。1976年9月笔者从唐山震区返回后曾在长江南岸某市参加过该市的防震工作。一天在市政府开会,各方面的负责人都在,议题是:唐山消息引起了人心惶惶,政府应该怎么办。问题提的很关键:学校要不要停课?矿井要不要停工?居民晚上睡觉要不要离开房屋?而核心问题是:这里会不会地震?什么时候震?与会者都同意搞防范,但需要停工、停课和在屋外露宿几天?三两天还能忍受,时间长了就不好管理了。还有,在万一预计的时间不震,人们刚搬回去却震了怎么办?这些问题显然靠长期、中期、短期预报都不能解决。只能靠临震预报。
3、导致临震预报现状的历史脉络
最近10年中,以汶川5.12大地震为开端,发生了多次大地震,我国呈现了地震活跃期,人民生命财产受到了巨大损失。但“临震预报”工作却鲜有人提及。换言之,十年来,震也震了,人员伤亡、财产损失也发生了,但我们的地震预报工作却不见有效地进展。这是地震专业工作者的悲哀。
在我国多年的防震抗震史上,曾有过成功的地震预报,也有过漏报的教训。笔者认为,没有认真回过头去梳理当年地震预报的成败经验教训,是我国地震预报事业多年来止步不前的主因。其表现形式如下:
当年的成功预报+之后不成功的总结+之后唐山的失败+之后美国的失败=现今的窘境
据此,笔者认为今天临震预报窘境的根子就在于当年对海城成功预报的总结上出了问题。笔者对当时的一些临震预报活动有过了解,愿将所知所为写出来与大家分享,以期能突破地震预报的瓶颈,最大限度地降低未来地震的伤害。
二、真相一旦知晓有助于重拾地震预报信心
1、当年地震预报的成功与回顾
“海城地震是1975年2月4日发生于今天中国辽宁省海城市的大地震。1975年2月4日北京时间19点36分,在辽宁省海城、营口县一带(东经122°50',北纬40°41')发生了强度是里氏7.3级(矩震级7.0级)的强烈地震,震源深度为16-21公里。
由于中国科学家对该次地震进行了准确预测并及时发布了短临预报,全区人员伤亡共18308人,仅占总人口数的0.22%… 。
人们认为,这是人类历史上迄今为止,在正确预测地震的基础上,由官方组织民众撤离危险区域,避免了巨大损失的唯一成功案例。 ”(注2)
请注意文中的那段话,“… 中国科学家对该次地震进行了准确预测并及时发布了短临预报…”。应该说这段话没有错,但其中丰富的背景内容许多人却并不清楚。如果不梳理明白,势必无从解释:为什么在此后的短短一年半时间里,同样的还是这些科学家们竟会漏报了惨烈的唐山大地震。同时更无法解释,为什么之后的历次大地震前,都再也没有了人们规避巨大地震损失的"短临预报”。
2、海城预报的成功在于领导策略:两种技术手段并行
许多人不愿提及1975年我们曾成功预测和及时发布过临震预报。原因无非是在仅仅一年半之后,这一成果就被在唐山的失败弄得光辉尽失。
然而,这些人或许不清楚:海城的地震预报确实有其成功的价值。而唐山的失败则另有原因。且我们一直未能认真对过去的成败做出分析。
必须指出:海城地震预报的成功所展现的是两种技术手段各自的成功,而非一种。而后来唐山地震预报的失败只是其中一种手段的失败。另一手段完全不须担责。
这两种技术手段一个是以精密仪器监测为代表的“精测”,而另一个是“群测群防”的“群测”。(“群测”和“精测”两个名词是笔者为方便本文叙事而起的简称,当年不如此称呼,但所代表的内容无误)
可惜的是,历史在关键时刻出现了转折点。就在海城预报成功一年之后也就是唐山发震的半年之前,领导地震工作的那位伟人去世了。随之,随着领导策略的改变,其中的一支技术手段很快就失去了话语权。之后,就有了唐山防震工作的惨败。自此,我国的临震预报工作一撅不振。
那位在关键时刻去世的伟人是周恩来,时任中华人民共和国总理。周恩来与毛泽东以及其他新中国开国领袖一样,有着丰富的领导民众战胜敌人并创造奇迹的经验。在那一次地震活跃期里,他亲自挂帅担任国家地震领导小组组长,手下的左膀右臂就是“精测”、“群测”这两只技术力量。前者是由高校、科研院所的专业人才组成的技术队伍,当时被视为“洋专家”;而后者就是周恩来按多年的老经验、老传统组成的土法防震队伍,当时的名号也同样很响,是众所周知的“群测群防”。
于是就有了一段史实:在周恩来的领导下,两只技术力量得到了同等的信赖和尊重,双管齐下,“群测群防”,“土洋结合”,有了海城临震预报的成功。
3、当年的信息捕捉手段两强:“精测”和“群测”
地震预报的关键就是信息捕捉。即:以捕捉发震构造在震前的异常信息为手段,达到获得预报要素的目的。地震预报要素很明确:主要是发震时间、震中位置,震级等。而无论哪种捕捉活动都通过监测来完成。
“精测”的手段在当时以“高精尖”服人。由受过专业教育,掌握专业理论知识和先进科学仪器的专家技术队伍组成。其特点是依靠地震仪为主要监测手段。地震仪采集的信号单一,仅为地震波。虽然信号采集点少(做不到每县一个站点),但测量精度高、数据分析技术和理论来自西方且几近完美。通常只用三台仪器连成的网就可确定远距离的各种震动,包括零点几级小地震的发震时间、震中位置、震级大小、震源深度、地震波传播特点及相关地质构造信息等。有关内容读者若感兴趣可自行百度,本文不再赘述。
而“群测”是指“群测群防”。他们的特点是,入门门槛低,专业技术理论多属于中学理化知识,设施手法简陋、原理简单。但是,有着极大的信息采集捕捉能力,只要出现过的无不被包容。通过“群测”发现的震前异常信息种类繁多,经专家们确认分属于声、光、电磁、热、振动、化学气味、水质、水位等物理、化学等信息,又由于这些信息的刺激使得动物等受到影响从而产生宏观异常表现,并被居民发现和上报。
4、有争议的海城地震预报经验总结
海城地震之前,“精测”和“群测”都获得了大量信息。但信息内容却相当不同。其中,“精测”获得的是大量的小地震数据。这些数据精度高,分析理论完备,且大量爆发的小地震展现出了大地震即将临近的趋势。同时,又有海量的“群测”信息助威,促使人们成功的进行了预报。不过,随着事后的防震工作经验总结,一个名词诞生了,叫做“以震报震”。意即,大地震前会发生小地震,其活跃程度和即将到来的大地震呈某种关系。当然,小地震的信息捕捉任务非“精测”不能完成。
而“群测”一方捕捉到的信息量更大,种类更丰富。这些信息若被标在一张大图上,其密密麻麻的分布,显示了震前地表信息的多样性,和震区民众的集体奉献和不辞辛劳。笔者不清楚这大量的信息都经过何等样的分析和处理,但我们想像得到,海城震前那一波接一波涌来的信息是在如何压迫着决策者们的神经,警示着地表之下有一场异乎寻常的变动就要来临。
海城震后的许多报道文章都提到,基于这些有组织地报上来的大量“群测”信息,同时又有“洋专家”们用地震仪“精测”得来的越来越密集发生的小地震信息,在伟人的直接参与关注下,中国科学家们毫不犹豫地正式做出了海城地震预报。政府机构及时启动,民间力量全力配合,一场天灾被从容地避开,人们皆大欢喜。
之后就是经验总结了。笔者身为一个专业学生,对此了解的非常有限。知道的只是:这次预报中,洋专家们手中的地震仪对大量的小地震均能精确地给出地震三要素数值:发震时间,震中位置和震级,甚至还能对发震前后的相关地质构造变化过程进行描述。由此,海城地震预报被总结为“以震报震”的成功。而群测群防的贡献呢?尽管群测群防捕捉到的信息提供了同样的决策依据,但其背后的专业理论支持,以及对各类异常生成的机制解释显然不如“精测”来得完备。就这样,当年为防震而并肩冲锋的两兄弟地位有了变化:在专业理论这把尺子的测量下,“以震报震”居功至伟,而“群测群防”却只落得个“锦上添花”的尴尬位置。
当时没有人意识到,“以震报震”存在着“捕捉信号单一”这个致命短板,后来的厄运从此产生。
后来的事实证明,当年的群测群防策略是震前预报成功的重要保证,舍此就无法为正确的判断提供足量的信息。这是当年周总理密切联系群众依靠群众科学攻关在地震预报中的的伟大创举,是使用敌情不明之下搏取胜利的传统法宝对自然界做斗争的必然结果。它为我们如何以适当手段继承这项工作,做好并创新新时代的地震预报指出了方向。 |