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【原创】《从海城唐山的成败看临震预报的瓶颈及突破方向》

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匿名  发表于 2020-7-12 21:07 |阅读模式
【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。海城预报之门也被几个地区专业学生找到

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。

三、真相二:海城地震预报之门也曾被几个专业学生打开过

1、来自海城的“大数据 ”

      “土地电”、“土地磁”、“井水/地下水”、“动物预报”、“土法上马”… ,这些词汇对于今天的很多人会很陌生,但在几十年前的那个地震活跃期却是妇孺皆知。它们都是当年震区群众用来监测/捕捉震前异常的手段。这些手段的特点是技术门槛不高,操作简便安全,当地的中学生、普通农民都能参与。不过也有一条规定:发现了异常要有专人核对并及时上报。此外,为确保信息通畅,从村里农户到公社县市乃至北京都建起了一个组织良好,诚信可靠的信息上传网。上报过的数据资料都保存在当地的“防震抗震办公室/指挥部”。

      1975年二月,海城地震发生后不久,震区来了一群学生。他们就是中国科技大学地球物理专业的在校学生。同学们走访了村、公社乃至县级的单位,认真听了有关人员的介绍和解说,并查看了现场以及当地监测获得的各类资料。同学们借着人多纸笔也多的优势,在考察时把相关报表资料抄录并带回了学校。笔者就是其中的一员。      

      这些数据可以说是全方位的,量大丰富而且种类繁多。然而,它们又都具备共同的优点:

1)明确标明了异常发生的时间、地点、主体和行为内容。

2)数据上报之前都经过了专人的检查核对。而核对者是受过专门培训的,知道如何排除各种干扰因素,如炸山施工等人为干扰、动物发情干扰等。

2、我们的科研小组

      我们的课余科研小组以自愿的形式参加,最后常在一起活动的约为四个人。因为大家都认为自己已经开始搞起科学研究了,所以都很兴奋,积极性很高。当时没有什么既定的研究方法,但是懂得首先要将手头的资料进行梳理,力图找出规律性的东西来。

      我们把各种数据按时间梳理了一遍,标在带回来的震区地图上,做到每天一图。同时,又把各种异常按门类进行了整理,又做了排序。

      由于我们带回的地图是海城及周边县的,只此一张。我们只能从教研室要来美浓纸,覆在原地图上做着不同的标记。几天过去,在我们标出的图上,各种异常与几个地震预报要素之间的关系竟然显露了出来。

3、发现(1):两条异常带,一个震中区

      这看起来怎么像是震中区? - 我们看着眼前的一幅图像发愣,觉得眼熟。它让我们想起了曾经见过的海城震中区的勾画图。对,这里就是震中区。可令人吃惊的是,这块貌似震中的区域竟然是我们凭借震前的资料自己做出来的!

      换句话说,我们发现,只要能及时处理好“群测”的宏观异常数据,我们就能在大地震发生之前预报出震中的位置!

      具体过程是这样的:在标图中,我们发现,以“天”为单位的美浓纸标图上呈现出来的宏观异常不是均匀分布,而是呈条带状。条带的走向有两种,有的和已知的断裂带重合。然而,在某些另外的时段,出现的却是另外一个走向的条带,和已知的断裂带呈X状交叉。

      我们当时没有听说过这里还有别的断裂带存在。这说明了什么?当我们不经意间把两张透明的美浓纸图叠放在那张空白的地图原版上再次审视时,目光竟然被两图叠加后的条带重合区吸引了过去:那么眼熟!于是出现了本段开头时候的情景。

      我们对此的理解是:地震是由于地质构造中应力过于集中,突破了临界点导致局部断裂造成的。在能量高度聚集到临界时会有某些信息反映到地表形成震前异常,从而暴露了危险的能量聚集。

      这些地表信息在性质各异,分属于物理学中的声、光、热、振动、电磁学等领域,或者是化学的,表现为气味等。它们刺激了动物、地下水等从而引起了人们的警觉。

      当然,这些信息具体分属于哪个领域,是什么机制使然,日后可以探究。但要紧的是,它们一旦出现,大地震将接踵而至!还有,这些异常的出现也是短暂的。它们在短时间内的宏观分布,间接告诉了我们地下深处的地质结构中危险能量的分布位置。

      根据这些异常分布,我们的判定是:海城震前的地下有两条危险的构造带,并交汇在了一起,且其中一条可能是隐性的尚不为人知。

      同时,这地下存在有两条集聚有危险能量的构造带,其交汇点往往是最脆弱的,震中非此莫属。

4、发现(2):水骡鸡鼠狗,发震倒计时

      我们发现,“群测群防”提供的信息不仅能为临震预报提供发震时间,而且是以“倒记时”的型式。

      我们把手中的监测异常分门别类地进行了梳理,比如土地磁、土地电、井水/地下水、河鱼、大牲畜、老鼠、家禽等各种门类。我们发现:

1)同一种门类的异常,其出现时间基本相同;

2)不同门类异常的时间距离发震的时间间隔不同。在此基础上,我们依据各类异常所能贡献的时间长短,把所有的门类进行了排序,于是呈现出了有意思的现象。(由于时隔久远,具体的门类对应关系记不准确了,以下只是大致的框架):

3)多数门类的异常在时间轴上分布在震前的72小时到发震时刻这一时段上;

4)井水/地下水异常出现较早,具体为发震前的72小时或更早;

5)大牲畜如骡马闹棚的时间大约在震前18(?)个小时;

6)老鼠、家禽的异常时间距离发震相对短,但也有数小时的提前;

7)人类在震前反常上最不敏感,只有大地晃动了才表现出惊慌失措。

      以上的这些发现让我们振奋。因为只要我们能对大量的“群测”信息及时处理,获得的就是发震时间这一重要的临震预报要素。

      同时,我们获得的这个时间要素还是以倒计时形式出现的。分别为:前72小时、前30多小时、前18小时、以及前数小时的多次的预报警示。

      而倒计时还有另一个重要作用,它不仅能多次提示你灾难将近,同时也起着让不同的警示彼此相互验证的作用,供决策者们下决心。
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游客 发表于 2018-6-20 23:53
四、真相三:我亲历的一次“土地电”报警

      “土地电”是当年“群测”手段中的一种,遍布在震区的村庄、工厂和学校。笔者当年并没有认真去关注过它的工作细节。从实物上看,“土地电”就像是一个从工厂仪表板上拆下来的普通表头,上面带有指针和刻度,通常被摆放在农家或学校的桌子上,由两端连线引向某处。桌上再摆放一个记录本和一支笔,就构成了观测站点。这种手段和其它的土法手段如“动物异常”和“井水/地下水”等一起,在我们眼中仅被视为一种数据处理用的类别符号,拿来用就是了。当然,有一点我还是知道的,那就是这些资料和数据都是可靠的,因为每个村每个工厂学校都有人专门在负责核实和上报传递。

      专门提到土地电,是因为它在我手上完成了一次地震报警。

      1976年笔者从唐山震区回校后不久就被派往省地震局参加短时期的地震值班工作。一天晚上,电话响了,是几个基层的土地电观测站点报告说出现了异常,是少见的指针大幅度摆动或偏离。

      我做过电话记录之后,感觉有必要通知省属的各个“洋专家”观测台站,通知他们今晚有土法异常,要格外予以重视,防范有震情发生。

      几个电话打过去,时间快指向零点了。接电话的都是专业的工作人员。有的人简单回复一句“知道了”就挂断电话。有的则不耐烦地说:就这事也用得着打电话通知?不就是一个土地电么。弄得我放下电话后也内疚了好一会儿,深感扰了老大哥们的清梦。

      不想到了凌晨三点多钟,值班室忽然电话铃声大作,一个接着一个。电话里声音急促又兴奋,说的都是同一件事:在刚刚过去的几点几分,各台站地震仪测得一次地震,震级为里氏3.X级,等等。报完震情后,有的人还不忘提及我事先的半夜打招呼电话,语气中带着惊讶,认为是一种提前预警。

      笔者当时的感觉是,这里和唐山不一样,较少有3.X级或更大的地震发生,更少出现过提前预警的情况。 这次发生于1976年9月的位于安徽省境内的地震应能在有关部门的记录中查到。

      现在,让我们再“复盘”回去,看看本实例中“土地电”的贡献:预警时间比发震时间早3个多小时。

      而我为什么会有提前打招呼的举动?那是因为在曾接触过的震区资料里,这种事经常有发生。
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6楼
游客 发表于 2018-6-20 23:58
四、真相三:我亲历的一次“土地电”报警

      “土地电”是当年“群测”手段中的一种,遍布在震区的村庄、工厂和学校。笔者当年并没有认真去关注过它的工作细节。从实物上看,“土地电”就像是一个从工厂仪表板上拆下来的普通表头,上面带有指针和刻度,通常被摆放在农家或学校的桌子上,由两端连线引向某处。桌上再摆放一个记录本和一支笔,就构成了观测站点。这种手段和其它的土法手段如“动物异常”和“井水/地下水”等一起,在我们眼中仅被视为一种数据处理用的类别符号,拿来用就是了。当然,有一点我还是知道的,那就是这些资料和数据都是可靠的,因为每个村每个工厂学校都有人专门在负责核实和上报传递。

      专门提到土地电,是因为它在我手上完成了一次地震报警。

      1976年笔者从唐山震区回校后不久就被派往省地震局参加短时期的地震值班工作。一天晚上,电话响了,是几个基层的土地电观测站点报告说出现了异常,是少见的指针大幅度摆动或偏离。

      我做过电话记录之后,感觉有必要通知省属的各个“洋专家”观测台站,通知他们今晚有土法异常,要格外予以重视,防范有震情发生。

      几个电话打过去,时间快指向零点了。接电话的都是专业的工作人员。有的人简单回复一句“知道了”就挂断电话。有的则不耐烦地说:就这事也用得着打电话通知?不就是一个土地电么。弄得我放下电话后也内疚了好一会儿,深感扰了老大哥们的清梦。

      不想到了凌晨三点多钟,值班室忽然电话铃声大作,一个接着一个。电话里声音急促又兴奋,说的都是同一件事:在刚刚过去的几点几分,各台站地震仪测得一次地震,震级为里氏3.X级,等等。报完震情后,有的人还不忘提及我事先的半夜打招呼电话,语气中带着惊讶,认为是一种提前预警。

      笔者当时的感觉是,这里和唐山不一样,较少有3.X级或更大的地震发生,更少出现过提前预警的情况。 这次发生于1976年9月的位于安徽省境内的地震应能在有关部门的记录中查到。

      现在,让我们再“复盘”回去,看看本实例中“土地电”的贡献:预警时间比发震时间早3个多小时。

      而我为什么会有提前打招呼的举动?那是因为在曾接触过的震区资料里,这种事经常有发生。
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7楼
游客 发表于 2018-6-21 16:52
五、讨论:我对临震预报的瓶颈及突破方向的看法

1、唐山地震前鉴不远

      唐山地震没有预报,令人痛心。40多年了,在学术上或宣传上,业内人要么避而不谈,为尊者讳;要么根本就不了解。

      唐山地震时笔者正值暑假在京,在被强震赶到屋外的当天,安排好家人后就赶到了国家地震局,通过师哥的帮忙,一行人乘军车于第二天日落后赶到了唐山飞机场,那里是国家地震工作队总部。

      那里的环境艰苦。笔者有幸被编入国家地震工作队,能享受到每人/天仅两个共4两的面包配给。而各省专业队伍赶来支援的人又都被请了回去加强自家的防震工作,他们离去前每人/天仅供一个2两的面包。在繁忙的飞机起降轰鸣声中,笔者被编进南线组。在启程前往震区考察前,还在第一时间给母校写了信,报告了个人目测对唐山地震的烈度评估。

      对唐山南线的宏观考察不像海城,不是专门针对地震前兆的,但仍然听到一些前兆的信息。

      时至今日,笔者仍然想知道当年唐山临震时,决策者们的状态。始终没有人透露过任何细节。其实笔者也深知几十万人的生命、上百万人的家园一震无存,不是哪个人能承担得起责任的。

      有不少传闻说,下面曾有过土法的预报,交了上去但未被重视。但这些毕竟是传闻,无从核对。而就我个人来说,我宁愿相信的是:当时是有土法进行过预报的,决策者们也会看到,且并非不受重视。我猜测,决策者们只是在急切地等待,等待海城临震时的那种情况,等待他们认为最重要的那个主角的到来。但是主角没到,人间惨剧却发生了!这个放了专家们鸽子的主角就是:海城地震前曾大量涌现的小地震。

      换句话说,决策者们可能坚持认为:海城地震预报能够成功,主要在于有“洋仪器”测得的大量先行小地震作为决策依据,也就是“以震报震”。而土法预报手段只不过是跑龙套的配角。这种认识最终被唐山地震的现实残酷地颠覆了。因为在唐山这种可怕的地震发生前,并未有过足以让人警觉的小地震!老天爷对人类如此无情,在前后相差仅一年半的时间里,它送给了你两个震前反应类型完全不同的灾难。前一个,让你心爱又最器重的地震波接收仪器收不胜收;而后一个更惨烈的灾难却让你在震前接收不到一点像样的地震波信息。

      一言以蔽之,靠科学而又灵敏的地震仪来实现“以震报震”的理念被唐山地震无情地打脸,更赔上了可怕的生命财产损失!

      笔者的上述见解至少有相当部分是有据可查的,那就是关于小地震是否事先出现过的事。京津唐的地震台网相对发达,有没有过小地震一查当年的记录便知。

      费解的是,“以震报震”的“精测”虽然不行了,但“群测”的作用却仍然存在。不知为什么,在后来的日子里,配角不但未被“扶正”,也未被用科学的方法研究和提高,反倒是从人们的视野中淡出了。

2、美国也有一次唐山式失败

     笔者在网上见到一些资料,摘要如下:

      “美国加州的帕克菲尔德由于处在断裂带之上,被认为极有可能发生地震,于是无数的监测仪器被装在这里的地上地下,科学家认为在地震发生前应该有一些征兆,好比在掰断木棍之前会有“咔咔”的响声,然而2004年这里发生地震时,监测仪器没有监测到任何征兆,地震突然就发生了。 ”(注3)

      “USGS与多家大学及科研机构合作,在帕克菲尔德布设了大量的仪器,包括地震仪、强震仪、地磁仪、大地测量台网,还有测量大地变形、地下水水位、大地电导率、地下气体(如氡气)、地震沙土液化等的仪器,有些被放置在了地下几百米的钻孔中,安置了几台摄影仪,打算拍摄地震来时地面的反应。这些设备可以用来捕捉地震前兆、记录地震破裂过程以及定量测量地震带来的破坏,为工程抗震设计提供参考。这些数据都会通过无线发射器实时传输到USGS。

      总之,帕克菲尔德拥有当时世界上最密集的地震监测网络,其影响也已超出了学术圈,从预报发出那一刻起,就有无数人开始翘首企盼这次地震的到来。…

      进入了新千年,帕克菲尔德也没有什么的变化,直到2004年9月28日。过去的几天,这里非常平静,连一个0级地震都没有,地震前24小时,也没有记录到任何可识别的前兆信息。下午5点28分,地震就这样无声无息地来了,6级。”(注4)

      注意,此文只提到了“监测仪器没有监测到任何征兆”,却没有提及宏观异常的情况。

3、临震预报的瓶颈

      唐山地震没有发出预报,表面上看是“以震报震”的问题,实质上是其所依赖的信息捕捉手段及捕捉信号都过于单一这一短板使然。当年的“以震报震”以地震仪为捕捉手段,以地震波信号为唯一的目标。其技术精度不可谓不高,仪器不可谓不灵敏,理论支持也不可谓不完备,又有海城的成功先例,但却偏偏捕捉不到唐山地下孕育的那可怕的能量聚集!一般地说 ,地下存在着恐怖的应力/能量聚集,而地表又捕捉不到任何物理力学信息异常,这似乎是个小概率事件。但就是这个小概率,却导致了整个唐山的灭城之祸!谁能保证它以后不会重演?

      笔者认为,唐山地震后,“以震报震”是不再搞了,但产生“以震报震”的思想理念温床仍在,并在多来一直成为阻碍地震预报发展的瓶颈。这个瓶颈就是:仅靠某个单一手段和单一信号的“精测”就来探索地震预报技术,而丝毫不顾大震前某种单一信号可能会缺席的真实事实。这个瓶颈不破除,唐山的惨剧就还有可能再发生。

4、全方位的信息捕捉能力

      两次的海城临震预报之门被打开和唐山的教训都聚焦在了同一点,那就是:借鉴当年“群测群防”经验,建立起对震前异常的全方位的信息捕捉能力。  为理解这一点,不妨打个比方:如果有一架隐形战机来毁灭我们的城市,我们又对其不断变化的特点一无所知。现在要你负责捕捉到这架飞机,你计划使用哪种雷达?

      答案当然是:尝试所有的信息捕捉手段直至完成任务。因为没有人会在敌情不明时,会先把自己限制住,限定只能使用某种手段而弃用别的方法。捕捉大地震信号也是如此,为保护众多无辜的生命,地震预报不能仅把自己捆绑在一两种手段上,哪怕它以前有过成功的表现。

      我们这里的“全方位信息捕捉能力”指的是:捕捉异常信息的手段越丰富越好。各手段的分布点越多越广泛越好。
     
     笔者建议有关部门查阅唐山以及之后历次大地震在震前收集到的预警资料,来探讨每一次惨剧有可能避免的问题。为以后的工作留下宝贵的参考。

5、与地震预报悲观论者讨论

      从网上下载了一段关于“临震预报是不可能的”文章如下:

      《关注芦山系列专题之三》:地震预测的难题关键就在于人们不可能以高精度测量断层及其邻区的状态,以及对于其中的物理定律仍然几乎一无所知。如果这两方面的情况能有所改善,地震预测或许能向前推进一大步。然而最大的难度恰恰就在如何获取地底下的信息,而且即便获得了足够的信息,其复杂程度也可能远超人们想象。这就是为什么说短期临震地震预报在现阶段几乎是不可能的。(注5)

      这篇文章摆出的困难是(原文):

(1)“人们不可能以高精度测量断层及其邻区的状态,以及对于其中的物理定律仍然几乎一无所知”。

(2)“最大的难度恰恰就在如何获取地底下的信息,而且即便获得了足够的信息,其复杂程度也可能远超人们想象”。

      文章提到的困难都真实存在。然而,海城的经验告诉了我们,可以另辟蹊径!

      比如,学生们再次打开海城预报之门时借助的是宏观“群测”资料,从而找到了震中区。而非依靠“高精度测量”。

      学生们的发现表明,海城震前在不同时期显示的是两条不同走向的条带。其中一条明显对应着那条著名的北东向大断裂,我们可称之为孕育该次地震的“主断裂带”。而另外的那一条与之交叉的条带代表的是什么却大有文章。

      这另一个条带才是确定震中位置的关键,它是一个应被高度重视的条形地质构造。或许,该构造是一条隐性断裂带,即使尚未断裂,但该处应力已经聚集到了高度危险的数值一触即发;或许它已经断裂过,旦因其规模太小、太次要,因而被人们所忽略。但它与主断裂相交,就为该处的“病灶”提供了爆发的机会。我们倾向于认为:一次地震的能否出现,仅有一条古老的主断裂带尚且不够,还必须有一条次要的地震构造与之共同发难。因为两个构造的交汇处其地质条件必然最为脆弱,那么对震中的提前判断就成为可能。

      换言之,在主断裂已知的前提下,震前预先捕捉到了某个次要断裂在活动,就等于预报了震中位置。因为主断裂在千百年前就已经现身了。

      其实,对“发震时间”和“震中”的判断不需要多高深、多复杂的理论或技术就可获得。而一旦知道了“时间”和“地点”,最关键的临震预报内容就已经确定了,无辜的生命就有救了。

      当然,如能有专业理论的支持,关于震级等要素或许也能解决。我们设想,如能知道此处的应力积累,估算出所含的能量来,势必就可估计出震级的大小。其实,当年的学生小组从“群测”到的异常分布区域大小就已经能估计出大致的震级规模和危险性。或者,中、长期地震预报对此也能有贡献。另外如搞清楚了这一带的地质构造,或许连震源深度也能算得出来。不过,这一点可以稍后处理,毕竟人命关天,预报要分秒必争。

6、当年的经验如今或许无法简单套用

      本话题还是从“土地电”切入。比如,在上述的1976年9月安徽省3.X级地震实例中,土地电是提前3个小时出现预警。那么问题是:

(1)换一处地方也会是3个小时吗?

(2)如果在同一位置又再次发生地震,还能同样提前3个小时吗?

(3)当年“土地电”在我国普遍存在,可曾出现过有异常却并未发生地震的实例?

      这些疑问学生小组未能深入探讨。不知国内是否有人搞过这些工作。(我们的学生课余科研小组后来被叫停了。这之后,地震的平静期一来就是几十年。而笔者也离开了原专业的工作)。

      时至今日,几十年后还出现了一个新问题:

(4)“土地电”所反映的一直被认为是相关地表位置的电磁场变化。可是现在,我们的生活空间无处不存在着各种电磁波信号,以及各种交通和生产设施产生的大电流/大磁场的变动干扰。那么,这些个当年的“土地电”、“土地磁”还能正常工作吗?退一步说,就算是你能在一些偏远的地区村落找到合适的地点来利用,但那也是局部地区收集来的信息,又怎能当作代表全局的依据?

      这些问题不仅在“土地电”身上有,在其它的土手段上也同样存在。比如“动物异常”的观测对象如家禽、家畜甚至关键时刻乱窜的老鼠,再比如水井等,都随着时代的发展大量消失了、改变了。就算局部地区有单个的存在,但因分布密度太小,其反映出来的信息在客观性上也将大打折扣。

      当然,现在的时代也存在乐观的一面:有些消失了的手段或者能有替代品,加之互联网、大数据、智能技术的发展,使我们在数据采集、传递、处理和分析上快捷了许多。

      笔者前不久就曾看到过一个有关大数据的宣传材料,提到其拥有的对于巨量数据的快速采集、处理、分析并使之在地图上标出等实时功能。这使我一下子想起了当初小组里的我们拿着一张张美浓纸覆盖在地图原版上一个个标图的情景,想起了我们面对不同时段的数据分布图,为下一步如何走费神的情景。现在这些工作有了计算机来处理,决策者们就可以在分秒中看到关键的成果,定下决策。同时,众多的“群测”志愿者们,协同身处农家、工厂、基层的前兆异常捕捉者、发现者们,都只需动动手中的手机,就可完成一级级的信息上报问题。

      说个当年思考时的脑筋急转弯:我们曾发愁,群测群防离不开人。那么,万一某地没有人烟怎么办?答案是:没有人烟的地方,再大的地震也造不成损失。

7、时间就是生命,应有管控措施

      笔者希望说明,使用宏观信息捕捉/监测的方法纵然有全方位的优势,但其对预报做出贡献的时间往往在“小时”量级,且中间环节又多,如在信息获得后还要经过核对、报送、数据处理、领导决断、警报发放等几个环节。因此对时间的管控犹为重要。依托现在的技术完成数据的快速处理和传送都已不再是问题。为了更好地强调“争分夺秒”的重要性,笔者特引用有关文字供各位参考(以下内容引自一篇网上文章《地震预报――最难是临震(二)》):

      “唐山强震不仅没有前震活动,而且动物及地下水等宏观异常的数量也比海城、松潘地震少得多。这些异常出现的时间也晚得多,少数异常在唐山震前几天出现,大量宏观异常是在震前半天出现的。在当时的通讯条件下,这些异常来不及传递到预报决策人员那里。”(注6)

      为此,在实际操作时应针对不同的环节确定必要的时间管控要求。

8、地震预报容不得半点豆腐渣工程。

      笔者还有一个特别的要求:信息捕捉及处理能力一定不能和经济效益挂钩。地震预报人命关天,容不得半点豆腐渣工程。


发表于 2018-6-22 07:17
附一、资料出处

[注1]  【地震监测预报】地震预报基本知识.阿坝州政府应急管理 (发布时间:2009-09-08)

[注2]   百度百科:2.4 海城地震 条目                                    

[注3]  《不要期待地震可以被预报 》  腾讯今日话题,2013年4月22日(通过百度获得 []https://m.baidu.com/[/] )               

[注4]  《帕克菲尔德:一次失败的地震预测实验》Olivine, 2014. 4.16 百度文库

[注5]  《不要期待地震可以被预报 》  腾讯今日话题,2013年4月22日(通过百度获得 []https://m.baidu.com/[/] )

[注6] 《地震预报――最难是临震(二)唐山地震临震失报》
songsir 12
2015-11-9

目  录  

标题:《从当年海城唐山防震的成败看临震预报的瓶颈及突破方向》  

摘要:(详见正文)

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)
  2、为什么说最关键的是“临震预报”  
  3、导致临震预报现状的历史脉络

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
  2、海城地震预报的成功在于领导策略:两种技术手段并行
  3、当年的信息捕捉手段两强:“精测”与“群测”
  4、有争议的海城地震预报经验总结

三、真相二:海城地震预报之门也曾被几个专业学生打开过
  1、来自海城的“大数据”
  2、我们的科研小组
  3、发现(1):两条异常带,一个震中区
  4、发现(2):水骡鸡鼠狗,发震倒计时

四、真相三:我亲历的一次“土地电”报警

五、讨论:我对临震预报的瓶颈及突破方向的看法  
  1、唐山地震前鉴不远
  2、美国也有一次唐山式失败
  3、临震预报的瓶颈
  4、全方位的信息捕捉能力
  5、与地震预报悲观论者讨论
  6、当年的经验如今或许愿无法简单套用
  7、时间就是生命,应有管控措施
  8、地震预报容不得半点豆腐渣工程。

附件一、资料出处
附件二、笔者简介及说明
匿名  发表于 2020-7-12 22:20
1•  2017东方马克思 “连地震理论都没搞懂,全球的笑话。" “连地震的真正原因都不懂。”
2•  唐山地震不是不可报,而是一些负有重任的官员和学者千方百计拖着不报,少数人的正确意见受到了不应有的压制。(原中国地震局地质研究所  徐好民)
                                                                仇万年  转
匿名  发表于 2020-7-12 23:21
正确意见受到了不应有的压制。说得对
匿名  发表于 2020-7-13 10:31
预测、预报、预警:预测是指地震未发生前,预先测定地震发生的时间、震中的具体地点、震级、震源深度等准确基本参数。地震发生后所测来的发生时间、震中地点、震级、震源深度等,只能称为主震前的系列前震,称为实测。预报是将预测测定的基本参数公布于众,比如天气预报,今天提前预报明天的天气情况(包括气温、晴雨阴)。何谓预警?已发现苗头,预先警觉,加强警界,严宻跟踪与监控,也是事件未发生前的行为活动,所谓‘’预‘’就是指预先、预防的行动措施。一旦事件发生了,就不能称预测。
匿名  发表于 2020-7-13 10:36
筆者再谈地震预测:所谓预测是地震发生前测定或测算出地震发生的准确时间、震中地点、震级、震源深度四要素的地震基本参数。一旦地震发生(包括前震)就不能再称预测,只能称为同步实测。这就是基本概念问题,可许多中外地震工作者(包括一些学者、专家),常把系列前震当成预测,最明显的实例是中国海城地震,把主震前24小时内发生的5O0余次前震,视为预测。那么怎样进行事先预测呢?目前所谓地震预测,大概分为三种情况:基于地震前兆现象的:(|)、经验预测法,全憑以前积累的经验,或借用别国的经验。(2)、统计预测法:是基于地球物理规律,对某一地区曾经已经发生过历史地震资料,进行全面搜集、整理、统计、分析,找出其中一些规律性的内容,摸索地下谜底。(3)、数值预测法:这是地震专家们最注重的研究方法。其中数值分析和预测,就是应用连续介质力学与热力学规律,基于岩体破裂准则或断层本构关係,来分析预测地震。筆者认为这一方法存在与实际完全脱钩的实验室方法,因为地表浅层的岩石介质力学与地下深部围岩、围压特定环境条件下的岩体力学规律完全不同,因而毛病百出,无准确度可谈,更何况中源、深源地震不发生在岩体中。
匿名  发表于 2020-7-13 13:50
1•  2017东方马克思 “连地震理论都没搞懂,全球的笑话。" “连地震的真正原因都不懂。”
2•  唐山地震不是不可报,而是一些负有重任的官员和学者千方百计拖着不报,少数人的正确意见受到了不应有的压制。(原中国地震局地质研究所  徐好民)
                                                                仇万年  转
匿名  发表于 2020-7-13 13:56
回复 [=//www.dizhentan.com/redirect.php?goto=findt&pid=373124&ptid=202301]5#[/] Guest from 58.16.88.x


    地震 “预测” 测的多数是物理力学方面的变化(也有水氡等别的量)。而地震 “预报” 依据的信息,很多却是和物理力学无关的,甚至和物理量无关。海城地震前有许多小的前震,这为后来的“以震报震”技术提供了依据,但这种技术后来却漏掉了唐山地震,以及后来在世纪之交的美国那次地震。反观海城、唐山地震有相当多的宏观震前信息却并非来自于对物理力学相关量值的测量。典型的例子就是:海城老百姓报送了大量震前信息,但他们大多数人却都不知道也不懂得力学测量。又,唐山大地震前的信息连地震学家自己都测不出来,老百姓报送的就更不是了。但无论属于何种信息,都反应了大震前震区地下的能量聚集已到达了临界点。因此,不管这些震前宏观异常是否与物理力学的量测有关,都应予以重视,因为这是人命关天的大事!我们国家的宗旨应该是:“以人为本”,而不是 “以物理力学为本”!这样的国运大事,绝不应该仅由一些有限的学科,以及其专家去掌控全部发言权。
匿名  发表于 2020-7-13 14:04
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    地震 “预测” 测的多数是物理力学方面的变化(也有水氡等别的量)。而地震 “预报” 依据的信息,很多却是和物理力学无关的,甚至和物理量无关。海城地震前有许多小的前震,这为后来的“以震报震”技术提供了依据,但这种技术后来却漏掉了唐山地震,以及后来在世纪之交的美国那次地震。反观海城、唐山地震有相当多对于预报有贡献的宏观震前信息却并非来自于对物理力学相关量值的测量。典型的例子就是:海城老百姓报送了大量震前信息,但他们大多数人却都不知道也不懂得力学测量。又,唐山大地震前的信息连地震学家自己都测不出来,老百姓报送的就更不是了。但无论属于何种信息,都反应了大震前震区地下的能量聚集已到达了临界点。因此,不管这些震前宏观异常是否与物理力学的量测有关,都应予以重视,因为这是人命关天的大事!我们国家的宗旨应该是:“以人为本”,而不是 “以物理力学为本”!这样的国运大事,绝不应该仅由一些有限的学科,以及其专家去掌控全部发言权。
匿名  发表于 2020-7-13 16:42
“对发震时间和震中的判断不需要多高深、多复杂的理论或技术就可获得。而一旦知道了时间和地点,最关键的临震预报内容就已经确定了,无辜的生命就有救了。”我赞成。  仇万年
匿名  发表于 2020-7-13 23:13
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    谢谢仇老师。英雄所见略同。
匿名  发表于 2020-7-14 13:28
我是行外人。
匿名  发表于 2020-7-14 18:11
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    谢谢关注。在人类社会分工上,确实有“行内、行外”的差别。但地震对人类的戕害却是无差别的。
匿名  发表于 2020-7-15 04:31
(前发文因有错字须勘误,只好将本文在此重新发一次,对因此带来的不便向读者致歉。)

【原创】《从海城唐山的成败看临震预报的瓶颈及突破方向》  
作者:陈汉元

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。特别说明:海城的临震预报之门在震后的总结探讨中,被在校的地球物理专业学生以新的方式发现和打开。该新的临震预报方法具有可操作性。

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、被遮盖的真相一旦获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:两种技术手段并行且不能偏废

     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、海城预报的功臣实为两个,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:两强功臣一个被错爱一个遭蔑视

      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。

三、真相二:海城地震预报之门也曾被几个专业学生打开过

1、来自海城的“大数据 ”

      “土地电”、“土地磁”、“井水/地下水”、“动物预报”、“土法上马”… ,这些词汇对于今天的很多人会很陌生,但在几十年前的那个地震活跃期却是妇孺皆知。它们都是当年震区群众用来监测/捕捉震前异常的手段。这些手段的特点是技术门槛不高,操作简便安全,当地的中学生、普通农民都能参与。不过也有一条规定:发现了异常要有专人核对并及时上报。此外,为确保信息通畅,从村里农户到公社县市乃至北京都建起了一个组织良好,诚信可靠的信息上传网。上报过的数据资料都保存在当地的“防震抗震办公室/指挥部”。

      1975年二月,海城地震发生后不久,震区来了一群学生。他们就是中国科技大学地球物理专业的在校学生。同学们走访了村、公社乃至县级的单位,认真听了有关人员的介绍和解说,并查看了现场以及当地监测获得的各类资料。同学们借着人多纸笔也多的优势,在考察时把相关报表资料抄录并带回了学校。笔者就是其中的一员。      

      这些数据可以说是全方位的,量大丰富而且种类繁多。然而,它们又都具备共同的优点:

1)明确标明了异常发生的时间、地点、主体和行为内容。

2)数据上报之前都经过了专人的检查核对。而核对者是受过专门培训的,知道如何排除各种干扰因素,如炸山施工等人为干扰、动物发情干扰等。

2、我们的科研小组

      我们的课余科研小组以自愿的形式参加,最后常在一起活动的约为四个人。因为大家都认为自己已经开始搞起科学研究了,所以都很兴奋,积极性很高。当时没有什么既定的研究方法,但是懂得首先要将手头的资料进行梳理,力图找出规律性的东西来。

      我们把各种数据按时间梳理了一遍,标在带回来的震区地图上,做到每天一图。同时,又把各种异常按门类进行了整理,又做了排序。

      由于我们带回的地图是海城及周边县的,只此一张。我们只能从教研室要来美浓纸,覆在原地图上做着不同的标记。几天过去,在我们标出的图上,各种异常与几个地震预报要素之间的关系竟然显露了出来。

3、发现(1):两条异常带,一个震中区

      这看起来怎么像是震中区? - 我们看着眼前的一幅图像发愣,觉得眼熟。它让我们想起了曾经见过的海城震中区的勾画图。对,这里就是震中区。可令人吃惊的是,这块貌似震中的区域竟然是我们凭借震前的资料自己做出来的!

      换句话说,我们发现,只要能及时处理好“群测”的宏观异常数据,我们就能在大地震发生之前预报出震中的位置!

      具体过程是这样的:在标图中,我们发现,以“天”为单位的美浓纸标图上呈现出来的宏观异常不是均匀分布,而是呈条带状。条带的走向有两种,有的和已知的断裂带重合。然而,在某些另外的时段,出现的却是另外一个走向的条带,和已知的断裂带呈X状交叉。

      我们当时没有听说过这里还有别的断裂带存在。这说明了什么?当我们不经意间把两张透明的美浓纸图叠放在那张空白的地图原版上再次审视时,目光竟然被两图叠加后的条带重合区吸引了过去:那么眼熟!于是出现了本段开头时候的情景。

      我们对此的理解是:地震是由于地质构造中应力过于集中,突破了临界点导致局部断裂造成的。在能量高度聚集到临界时会有某些信息反映到地表形成震前异常,从而暴露了危险的能量聚集。

      这些地表信息在性质各异,分属于物理学中的声、光、热、振动、电磁学等领域,或者是化学的,表现为气味等。它们刺激了动物、地下水等从而引起了人们的警觉。

      当然,这些信息具体分属于哪个领域,是什么机制使然,日后可以探究。但要紧的是,它们一旦出现,大地震将接踵而至!还有,这些异常的出现也是短暂的。它们在短时间内的宏观分布,间接告诉了我们地下深处的地质结构中危险能量的分布位置。

      根据这些异常分布,我们的判定是:海城震前的地下有两条危险的构造带,并交汇在了一起,且其中一条可能是隐性的尚不为人知。

      同时,这地下存在有两条集聚有危险能量的构造带,其交汇点往往是最脆弱的,震中非此莫属。

4、发现(2):水骡鸡鼠狗,发震倒计时

      我们发现,“群测群防”提供的信息不仅能为临震预报提供发震时间,而且是以“倒记时”的型式。

      我们把手中的监测异常分门别类地进行了梳理,比如土地磁、土地电、井水/地下水、河鱼、大牲畜、老鼠、家禽等各种门类。我们发现:

1)同一种门类的异常,其出现时间基本相同;

2)不同门类异常的时间距离发震的时间间隔不同。在此基础上,我们依据各类异常所能贡献的时间长短,把所有的门类进行了排序,于是呈现出了有意思的现象。(由于时隔久远,具体的门类对应关系记不准确了,以下只是大致的框架):

3)多数门类的异常在时间轴上分布在震前的72小时到发震时刻这一时段上;

4)井水/地下水异常出现较早,具体为发震前的72小时或更早;

5)大牲畜如骡马闹棚的时间大约在震前18(?)个小时;

6)老鼠、家禽的异常时间距离发震相对短,但也有数小时的提前;

7)人类在震前反常上最不敏感,只有大地晃动了才表现出惊慌失措。

      以上的这些发现让我们振奋。因为只要我们能对大量的“群测”信息及时处理,获得的就是发震时间这一重要的临震预报要素。

      同时,我们获得的这个时间要素还是以倒计时形式出现的。分别为:前72小时、前30多小时、前18小时、以及前数小时的多次的预报警示。

      而倒计时还有另一个重要作用,它不仅能多次提示你灾难将近,同时也起着让不同的警示彼此相互验证的作用,供决策者们下决心。

(发表于 2018-6-20 23:58)

四、真相三:我亲历的一次“土地电”报警

      “土地电”是当年“群测”手段中的一种,遍布在震区的村庄、工厂和学校。笔者当年并没有认真去关注过它的工作细节。从实物上看,“土地电”就像是一个从工厂仪表板上拆下来的普通表头,上面带有指针和刻度,通常被摆放在农家或学校的桌子上,由两端连线引向某处。桌上再摆放一个记录本和一支笔,就构成了观测站点。这种手段和其它的土法手段如“动物异常”和“井水/地下水”等一起,在我们眼中仅被视为一种数据处理用的类别符号,拿来用就是了。当然,有一点我还是知道的,那就是这些资料和数据都是可靠的,因为每个村每个工厂学校都有人专门在负责核实和上报传递。

      专门提到土地电,是因为它在我手上完成了一次地震报警。

      1976年笔者从唐山震区回校后不久就被派往省地震局参加短时期的地震值班工作。一天晚上,电话响了,是几个基层的土地电观测站点报告说出现了异常,是少见的指针大幅度摆动或偏离。

      我做过电话记录之后,感觉有必要通知省属的各个“洋专家”观测台站,通知他们今晚有土法异常,要格外予以重视,防范有震情发生。

      几个电话打过去,时间快指向零点了。接电话的都是专业的工作人员。有的人简单回复一句“知道了”就挂断电话。有的则不耐烦地说:就这事也用得着打电话通知?不就是一个土地电么。弄得我放下电话后也内疚了好一会儿,深感扰了老大哥们的清梦。

      不想到了凌晨三点多钟,值班室忽然电话铃声大作,一个接着一个。电话里声音急促又兴奋,说的都是同一件事:在刚刚过去的几点几分,各台站地震仪测得一次地震,震级为里氏3.X级,等等。报完震情后,有的人还不忘提及我事先的半夜打招呼电话,语气中带着惊讶,认为是一种提前预警。

      笔者当时的感觉是,这里和唐山不一样,较少有3.X级或更大的地震发生,更少出现过提前预警的情况。 这次发生于1976年9月的位于安徽省境内的地震应能在有关部门的记录中查到。

      现在,让我们再“复盘”回去,看看本实例中“土地电”的贡献:预警时间比发震时间早3个多小时。

      而我为什么会有提前打招呼的举动?那是因为在曾接触过的震区资料里,这种事经常有发生。


五、讨论:我对临震预报的瓶颈及突破方向的看法

1、唐山地震前鉴不远

      唐山地震没有预报,令人痛心。40多年了,在学术上或宣传上,业内人要么避而不谈,为尊者讳;要么根本就不了解。

      唐山地震时笔者正值暑假在京,在被强震赶到屋外的当天,安排好家人后就赶到了国家地震局,通过师哥的帮忙,一行人乘军车于第二天日落后赶到了唐山飞机场,那里是国家地震工作队总部。

      那里的环境艰苦。笔者有幸被编入国家地震工作队,能享受到每人/天仅两个共4两的面包配给。而各省专业队伍赶来支援的人又都被请了回去加强自家的防震工作,他们离去前每人/天仅供一个2两的面包。在繁忙的飞机起降轰鸣声中,笔者被编进南线组。在启程前往震区考察前,还在第一时间给母校写了信,报告了个人目测对唐山地震的烈度评估。

      对唐山南线的宏观考察不像海城,不是专门针对地震前兆的,但仍然听到一些前兆的信息。

      时至今日,笔者仍然想知道当年唐山临震时,决策者们的状态。始终没有人透露过任何细节。其实笔者也深知几十万人的生命、上百万人的家园一震无存,不是哪个人能承担得起责任的。

      有不少传闻说,下面曾有过土法的预报,交了上去但未被重视。但这些毕竟是传闻,无从核对。而就我个人来说,我宁愿相信的是:当时是有土法进行过预报的,决策者们也会看到,且并非不受重视。我猜测,决策者们只是在急切地等待,等待海城临震时的那种情况,等待他们认为最重要的那个主角的到来。但是主角没到,人间惨剧却发生了!这个放了专家们鸽子的主角就是:海城地震前曾大量涌现的小地震。

      换句话说,决策者们可能坚持认为:海城地震预报能够成功,主要在于有“洋仪器”测得的大量先行小地震作为决策依据,也就是“以震报震”。而土法预报手段只不过是跑龙套的配角。这种认识最终被唐山地震的现实残酷地颠覆了。因为在唐山这种可怕的地震发生前,并未有过足以让人警觉的小地震!老天爷对人类如此无情,在前后相差仅一年半的时间里,它送给了你两个震前反应类型完全不同的灾难。前一个,让你心爱又最器重的地震波接收仪器收不胜收;而后一个更惨烈的灾难却让你在震前接收不到一点像样的地震波信息。

      一言以蔽之,靠科学而又灵敏的地震仪来实现“以震报震”的理念被唐山地震无情地打脸,更赔上了可怕的生命财产损失!

      笔者的上述见解至少有相当部分是有据可查的,那就是关于小地震是否事先出现过的事。京津唐的地震台网相对发达,有没有过小地震一查当年的记录便知。

      费解的是,“以震报震”的“精测”虽然不行了,但“群测”的作用却仍然存在。不知为什么,在后来的日子里,配角不但未被“扶正”,也未被用科学的方法研究和提高,反倒是从人们的视野中淡出了。

2、美国也有一次唐山式失败

     笔者在网上见到一些资料,摘要如下:

      “美国加州的帕克菲尔德由于处在断裂带之上,被认为极有可能发生地震,于是无数的监测仪器被装在这里的地上地下,科学家认为在地震发生前应该有一些征兆,好比在掰断木棍之前会有“咔咔”的响声,然而2004年这里发生地震时,监测仪器没有监测到任何征兆,地震突然就发生了。 ”(注3)

      “USGS与多家大学及科研机构合作,在帕克菲尔德布设了大量的仪器,包括地震仪、强震仪、地磁仪、大地测量台网,还有测量大地变形、地下水水位、大地电导率、地下气体(如氡气)、地震沙土液化等的仪器,有些被放置在了地下几百米的钻孔中,安置了几台摄影仪,打算拍摄地震来时地面的反应。这些设备可以用来捕捉地震前兆、记录地震破裂过程以及定量测量地震带来的破坏,为工程抗震设计提供参考。这些数据都会通过无线发射器实时传输到USGS。(注7)

      总之,帕克菲尔德拥有当时世界上最密集的地震监测网络,其影响也已超出了学术圈,从预报发出那一刻起,就有无数人开始翘首企盼这次地震的到来。…

      进入了新千年,帕克菲尔德也没有什么的变化,直到2004年9月28日。过去的几天,这里非常平静,连一个0级地震都没有,地震前24小时,也没有记录到任何可识别的前兆信息。下午5点28分,地震就这样无声无息地来了,6级。”(注4)

      注意,此文只提到了“监测仪器没有监测到任何征兆”,却没有提及宏观异常的情况。

3、临震预报的瓶颈

      唐山地震没有发出预报,表面上看是“以震报震”的问题,实质上是其所依赖的信息捕捉手段及捕捉信号都过于单一这一短板使然。当年的“以震报震”以地震仪为捕捉手段,以地震波信号为唯一的目标。其技术精度不可谓不高,仪器不可谓不灵敏,理论支持也不可谓不完备,又有海城的成功先例,但却偏偏捕捉不到唐山地下孕育的那可怕的能量聚集!一般地说 ,地下存在着恐怖的应力/能量聚集,而地表又捕捉不到任何物理力学信息异常,这似乎是个小概率事件。但就是这个小概率,却导致了整个唐山的灭城之祸!谁能保证它以后不会重演?

      笔者认为,唐山地震后,“以震报震”是不再搞了,但产生“以震报震”的思想理念温床仍在,并在多来一直成为阻碍地震预报发展的瓶颈。这个瓶颈就是:仅靠某个单一手段和单一信号的“精测”就来探索地震预报技术,而丝毫不顾大震前某种单一信号可能会缺席的真实事实。这个瓶颈不破除,唐山的惨剧就还有可能再发生。

4、全方位的信息捕捉能力

      两次的海城临震预报之门被打开和唐山的教训都聚焦在了同一点,那就是:借鉴当年“群测群防”经验,建立起对震前异常的全方位的信息捕捉能力。  为理解这一点,不妨打个比方:如果有一架隐形战机来毁灭我们的城市,我们又对其不断变化的特点一无所知。现在要你负责捕捉到这架飞机,你计划使用哪种雷达?

      答案当然是:尝试所有的信息捕捉手段直至完成任务。因为没有人会在敌情不明时,会先把自己限制住,限定只能使用某种手段而弃用别的方法。捕捉大地震信号也是如此,为保护众多无辜的生命,地震预报不能仅把自己捆绑在一两种手段上,哪怕它以前有过成功的表现。

      我们这里的“全方位信息捕捉能力”指的是:捕捉异常信息的手段越丰富越好。各手段的分布点越多越广泛越好。
     
     笔者建议有关部门查阅唐山以及之后历次大地震在震前收集到的预警资料,来探讨每一次惨剧有可能避免的问题。为以后的工作留下宝贵的参考。

5、与地震预报悲观论者讨论

      从网上下载了一段关于“临震预报是不可能的”文章如下:

      《关注芦山系列专题之三》:地震预测的难题关键就在于人们不可能以高精度测量断层及其邻区的状态,以及对于其中的物理定律仍然几乎一无所知。如果这两方面的情况能有所改善,地震预测或许能向前推进一大步。然而最大的难度恰恰就在如何获取地底下的信息,而且即便获得了足够的信息,其复杂程度也可能远超人们想象。这就是为什么说短期临震地震预报在现阶段几乎是不可能的。(注5)

      这篇文章摆出的困难是(原文):

(1)“人们不可能以高精度测量断层及其邻区的状态,以及对于其中的物理定律仍然几乎一无所知”。

(2)“最大的难度恰恰就在如何获取地底下的信息,而且即便获得了足够的信息,其复杂程度也可能远超人们想象”。

      文章提到的困难都真实存在。然而,海城的经验告诉了我们,可以另辟蹊径!

      比如,学生们再次打开海城预报之门时借助的是宏观“群测”资料,从而找到了震中区。而非依靠“高精度测量”。

      学生们的发现表明,海城震前在不同时期显示的是两条不同走向的条带。其中一条明显对应着那条著名的北东向大断裂,我们可称之为孕育该次地震的“主断裂带”。而另外的那一条与之交叉的条带代表的是什么却大有文章。

      这另一个条带才是确定震中位置的关键,它是一个应被高度重视的条形地质构造。或许,该构造是一条隐性断裂带,即使尚未断裂,但该处应力已经聚集到了高度危险的数值一触即发;或许它已经断裂过,旦因其规模太小、太次要,因而被人们所忽略。但它与主断裂相交,就为该处的“病灶”提供了爆发的机会。我们倾向于认为:一次地震的能否出现,仅有一条古老的主断裂带尚且不够,还必须有一条次要的地震构造与之共同发难。因为两个构造的交汇处其地质条件必然最为脆弱,那么对震中的提前判断就成为可能。

      换言之,在主断裂已知的前提下,震前预先捕捉到了某个次要断裂在活动,就等于预报了震中位置。因为主断裂在千百年前就已经现身了。

      其实,对“发震时间”和“震中”的判断不需要多高深、多复杂的理论或技术就可获得。而一旦知道了“时间”和“地点”,最关键的临震预报内容就已经确定了,无辜的生命就有救了。

      当然,如能有专业理论的支持,关于震级等要素或许也能解决。我们设想,如能知道此处的应力积累,估算出所含的能量来,势必就可估计出震级的大小。其实,当年的学生小组从“群测”到的异常分布区域大小就已经能估计出大致的震级规模和危险性。或者,中、长期地震预报对此也能有贡献。另外如搞清楚了这一带的地质构造,或许连震源深度也能算得出来。不过,这一点可以稍后处理,毕竟人命关天,预报要分秒必争。

6、当年的经验如今或许无法简单套用

      本话题还是从“土地电”切入。比如,在上述的1976年9月安徽省3.X级地震实例中,土地电是提前3个小时出现预警。那么问题是:

(1)换一处地方也会是3个小时吗?

(2)如果在同一位置又再次发生地震,还能同样提前3个小时吗?

(3)当年“土地电”在我国普遍存在,可曾出现过有异常却并未发生地震的实例?

      这些疑问学生小组未能深入探讨。不知国内是否有人搞过这些工作。(我们的学生课余科研小组后来被叫停了。这之后,地震的平静期一来就是几十年。而笔者也离开了原专业的工作)。

      时至今日,几十年后还出现了一个新问题:

(4)“土地电”所反映的一直被认为是相关地表位置的电磁场变化。可是现在,我们的生活空间无处不存在着各种电磁波信号,以及各种交通和生产设施产生的大电流/大磁场的变动干扰。那么,这些个当年的“土地电”、“土地磁”还能正常工作吗?退一步说,就算是你能在一些偏远的地区村落找到合适的地点来利用,但那也是局部地区收集来的信息,又怎能当作代表全局的依据?

      这些问题不仅在“土地电”身上有,在其它的土手段上也同样存在。比如“动物异常”的观测对象如家禽、家畜甚至关键时刻乱窜的老鼠,再比如水井等,都随着时代的发展大量消失了、改变了。就算局部地区有单个的存在,但因分布密度太小,其反映出来的信息在客观性上也将大打折扣。

      当然,现在的时代也存在乐观的一面:有些消失了的手段或者能有替代品,加之互联网、大数据、智能技术的发展,使我们在数据采集、传递、处理和分析上快捷了许多。

      笔者前不久就曾看到过一个有关大数据的宣传材料,提到其拥有的对于巨量数据的快速采集、处理、分析并使之在地图上标出等实时功能。这使我一下子想起了当初小组里的我们拿着一张张美浓纸覆盖在地图原版上一个个标图的情景,想起了我们面对不同时段的数据分布图,为下一步如何走费神的情景。现在这些工作有了计算机来处理,决策者们就可以在分秒中看到关键的成果,定下决策。同时,众多的“群测”志愿者们,协同身处农家、工厂、基层的前兆异常捕捉者、发现者们,都只需动动手中的手机,就可完成一级级的信息上报问题。

      说个当年思考时的脑筋急转弯:我们曾发愁,群测群防离不开人。那么,万一某地没有人烟怎么办?答案是:没有人烟的地方,再大的地震也造不成损失。

7、时间就是生命,应有管控措施

      笔者希望说明,使用宏观信息捕捉/监测的方法纵然有全方位的优势,但其对预报做出贡献的时间往往在“小时”量级,且中间环节又多,如在信息获得后还要经过核对、报送、数据处理、领导决断、警报发放等几个环节。因此对时间的管控犹为重要。依托现在的技术完成数据的快速处理和传送都已不再是问题。为了更好地强调“争分夺秒”的重要性,笔者特引用有关文字供各位参考(以下内容引自一篇网上文章《地震预报――最难是临震(二)》):

      “唐山强震不仅没有前震活动,而且动物及地下水等宏观异常的数量也比海城、松潘地震少得多。这些异常出现的时间也晚得多,少数异常在唐山震前几天出现,大量宏观异常是在震前半天出现的。在当时的通讯条件下,这些异常来不及传递到预报决策人员那里。”(注6)

      为此,在实际操作时应针对不同的环节确定必要的时间管控要求。

8、地震预报容不得半点豆腐渣工程。

      笔者还有一个特别的要求:信息捕捉及处理能力一定不能和经济效益挂钩。地震预报人命关天,容不得半点豆腐渣工程。


附一、资料出处

[注1]  【地震监测预报】地震预报基本知识.阿坝州政府应急管理 (发布时间:2009-09-08)

[注2]   百度百科:2.4 海城地震 条目                                    

[注3]  《不要期待地震可以被预报 》  腾讯今日话题,2013年4月22日(通过百度获得 []https://m.baidu.com/[/] )               

[注4]  《帕克菲尔德:一次失败的地震预测实验》Olivine, 2014. 4.16 百度文库

[注5]  《不要期待地震可以被预报 》  腾讯今日话题,2013年4月22日(通过百度获得 []https://m.baidu.com/[/] )

[注6] 《地震预报――最难是临震(二)唐山地震临震失报》
songsir 12
2015-11-9

[注7 ] USGS为美国地质勘探局(United States Geological Survey,简称USGS),又译美国地质调查局,是美国内政部所属的科学研究机构。

目  录  

标题:《从当年海城唐山防震的成败看临震预报的瓶颈及突破方向》  

摘要:(详见正文)

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)
  2、为什么说最关键的是“临震预报”  
  3、导致临震预报现状的历史脉络

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
  2、海城地震预报的成功在于领导策略:两种技术手段并行
  3、当年的信息捕捉手段两强:“精测”与“群测”
  4、有争议的海城地震预报经验总结

三、真相二:海城地震预报之门也曾被几个专业学生打开过
  1、来自海城的“大数据”
  2、我们的科研小组
  3、发现(1):两条异常带,一个震中区
  4、发现(2):水骡鸡鼠狗,发震倒计时

四、真相三:我亲历的一次“土地电”报警

五、讨论:我对临震预报的瓶颈及突破方向的看法  
  1、唐山地震前鉴不远
  2、美国也有一次唐山式失败
  3、临震预报的瓶颈
  4、全方位的信息捕捉能力
  5、与地震预报悲观论者讨论
  6、当年的经验如今或许愿无法简单套用
  7、时间就是生命,应有管控措施
  8、地震预报容不得半点豆腐渣工程。

附件一、资料出处
附件二、笔者简介及说明
匿名  发表于 2020-7-15 22:51
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:

     当年海城的成功预报+之后的海城成功经验被偏见所误导+之后唐山的失败+之后美国的失败=现今的窘境

     今天临震预报的窘境,究其根源,就在于当年对海城成功预报的总结上出了问题,误导了后世。
匿名  发表于 2020-7-15 22:51
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:

     当年海城的成功预报+之后的海城成功经验被偏见所误导+之后唐山的失败+之后美国的失败=现今的窘境

     今天临震预报的窘境,究其根源,就在于当年对海城成功预报的总结上出了问题,误导了后世。
匿名  发表于 2020-7-16 13:14
地震预测四要素其实都是模糊概念:(作者:逺长江)2020、7、16日。
我们以四川省汶川地震为例,它被命名为汶川地震,就是指该次地震的震中位于在汶川县境内,它是四要素中的发生的地点,汶川县城在地图上是用一个点来表示,而实际上汶川是一个县区域的版图,更何况震中位置不在汶川县城,而在映秀镇(汶川县下辖镇)。所以说“地点”不是点,而是一定区域范围的地表面积。而丫汶川地震震域受灾面积涉及十多县、市(如都江堰、茂县、北川、青川、安县、江油、什邡、绵阳、德阳、绵竹、彭州、成都、……等)说明“地点”这个要素概念模糊。它不是点,而是面。
再谈地震强度(震级):震级每差一级,所释放的能量相差31.5倍。也仍以汶川地震为例,汶川地震发生后,中国地震局对汶川地震的三次定级:先定为7.6级,后改为7.8级,最后再修改为8.0级。经过两次修正,提高0.4级,请问释放能量增加多少倍?(十几倍以上)。震后定级都这么难以估算,那么震前预测又怎能准确?这是对“震级”这个要素概念也感到模糊。
再谈地震发生时间:一次强烈地震,不是仅仅震动一下子就结束了。地震有其孕育、发生和衰减的过程。地震过程一般分为前震、主震、余震三个阶段。从时间上来说,一个地震过程可以几天、十几天、几十天,甚至一年、两年、三年,决不可能在几秒、几十秒钟之内震动一次就结束了。前震、主震、余震的划分是从同一地震过程出发的。而地震预测四要素中的发生时间,是确定主震发生时间。根据现有地震资料得知,50%左右的主震型强烈地震,主震前存在前震,频繁的前震往往是大地震的前兆(比如海城地震、邢台地震、…等),所以加强前震监测,预测主震发生时间,可以获得50%的机率。还有50%左右的震群型、或孤立型强烈地震,前震稀少或根本不存在前震(比如唐山地震、汶川地震、…等),那只能从其它方面入手、进行监测。比如可以从周边地区的历史地震的发生频率的统计入手,通过对汶川周边地区的历史地震频率的统计,得知川北广大地域,每隔20~30年左右发生一次7级以上大地震。
地震预测四要素中,以时间要素最为关键。所以作者——遠长江主张《要预测地震,得先做好火山预测》,因为火山喷发预测四要素中,地点(指火山口)、強度(指喷发量)、基源深度,这三个要素基本保持不变,唯一要预测的就是喷发的发生时间(指间隔周期)。像小孩学走路开始,从最简单的做起,练好基本功,一步一个脚印,踏实前行,千万不可好高务远,自吹自擂,好大喜功!切实做好火山预测这个基本功后,对地震预测也就容易得多了。(文稿未完,后续待定)
匿名  发表于 2020-7-16 15:11
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同意关于地震要素中,发震时间是最重要要素的这个判断。但要是先从用火山爆发来练基本功的方式值得商榷。从以下几点看提出讨论:

1、火山喷发能引起地震不假,但事实上,地震经常发生的地点未必有火山构造。
2、许多地震的发生与火山爆发无关。比如水库蓄水也能引发,但未必是大地震。
3、火山爆发的周期有时很长,比如几十年或几个世纪的间隔都有。可是人的一生中有几次练手机会?
4、练手需要实践吧?海城地震、唐山地震、汶川地震不都是实践机会吗?身边的人命关天的实践不去参与而去等别处的火山练手机会?
5、海城已经有预报成功的经验,可惜之后总结时却走偏了,误导后世。唐山惨况就是一个反证。这些现有的大家参与和练手过的案子不去重核细审,有何谈练手?
6、须知人命关天。一次战争死伤多少人,比如韩战、越战?一次新冠瘟疫死伤多少人,比如武汉、国外?对这些类型的死伤,我们肯动用一国之力全力以赴地对待。那么地震呢?一次唐山大地震死伤有二十多万吧?毁掉的是一整个城市。对这类的死伤的防范不亚于大型战争和瘟疫吧?要做防范,我们不能把防范的责任只推给一个国家地震局吧?我们也不能只凭一个“不能预报”的说辞就可置之脑后吧?明明我们是有过成功预报的。明明我们海城预报成功的依据和手段不只有以前震为主的“以震报震”方法(该手段之后被唐山大地震打脸),我们还有一个宏观异常信息大数据的功劳呢!偏偏这后者在唐山大地震前也出现了!
匿名  发表于 2020-7-17 08:03
还有50%左右的震群型、或孤立型强烈地震,前震稀少或根本不存在前震(比如唐山地震、汶川地震、…等),这就如同火山喷发前,不存在前火一样,那如何进行火山喷发预测?当然得从火山喷发间隔周期入手,研究火山历史喷发频率,大概平均间隔多少年喷发一次?当然每个间歇周期也有差别,所以取平均值。这样做到心里基本有底,这个方法叫做历史地震、或历史火山喷发的统计学方法。火山分为活火山、休眠火山、死火山三种类型,当然,我们要预测的是活火山,对于死火山无需预测,对于休眠火山,有的数百年、或上千米又喷发一次,而我们人类的寿命有限,只有依靠历史记载。活火山→休眠火山→死火山,是火山发展趋势的走向。活火山的喷发由全盛期、经漫长地质年代走向衰老期,喷发间隔周期也逐步变长。作者(遠长江)在这里所说的是对全盛期活火山的预测,这类火山喷发间隔周期一般为数年、或十余年。全盛期活火山喷发前,没有前火出现,怎么监测?主要监测“异动”现象,比如火山喷发前出现地面冒气、裂隙裂缝、地温升高、…等现象发生。没有前震存在的大地震,也必然存在其它“异动”,是否存在地下潜火山?是否出现地形变化与滑坡增多?地温、地磁、地电发生变化么?
考问有无前震?前震也是能量释放,只是相对主震而言,震级较小。那么,主震前有前震发生者,说明有能量泄漏,保宻工作做得差(指地下能量封闭环境差);无前震发生者,说明无能量泄漏,保宻工作做到家(指地下能量储藏封闭环境特佳),此种情况下如何侦探敌情?只有采用先进侦探兵去了解敌方布局,依靠先进科学技术了。
匿名  发表于 2020-7-17 13:53
感谢关注。只探讨三点:
1、地震预报的真正价值:地震预报也会产生负面影响。地震预报分为长期预报、中期预报、短期预报、临震预报几种(也有把后两个区分合为短临预报的)。各所覆盖的发震时间段分别为几十年内、几年内、几周内或几天(小时)内不等。预报一旦发出,整个社会就有可能停摆,会影响当地的工农业生产和民众的日常生活。最典型的问题莫过于晚上是否在房屋内过夜的问题,以及生产公共场所能否进入营业、学生能否进教室的问题。尤其晚上过夜的问题,相比新冠疫情期间宅家不许出门要令人难以忍受多少倍。忍一天两天还勉强凑合将就,时间一长必然导致极大的社会问题。估计这也正是政府难以对地震预报下决心搞的主要原因。或者说,想要既不影响社会生产生活,又能最大限度减少地震给生命财产带来损失的预报只能是“临震预报”:把发地震预报产生的负面影响严格控制在几个小时顶多几天之内(还有一种方法就是干脆不发预报,但那绝不能代表不去研究临震预报)。这才是临震预报真正的价值所在。是大家亟待攻克的难题。
2、关于能量泄漏:地震和地壳运动有关,地壳运动是物理力学范畴。但如何理解“能量的泄漏”方式就值得讨论了。其实不如说是能量大量聚集时产生了信息有泄漏。是力学方面的信息可以用地震仪检测到,比如海城震前出现的大量前震、小震。此外,在唐山大地震前,据说也还是测到过零点几级的小震,但近乎于无。不过无论海城还是唐山大地震,在震前都有过明显的宏观异常信息出现(不过唐山异常在出现的仅几个小时后就爆发了毁灭性地大震。而且其间只有几个小时的间隔。这说明唐山大地震前的能量泄漏仍然存在,不过遗憾的是我们没有将它们视为预报依据。换句话说,我们不能说有些大地震前没有能量泄漏,顶多只能说是没有力学领域的信息泄漏。而其它领域的信息,也有泄漏却尚未被专家们所认识。但不能据此,就说成是地震不能预报。真实情况是我们自己把自己的眼光给限制窄了。
3、大数据的优势1:  随着时代的进步尤其是手机及视频的普及应用,使得任何异常信息被发现后得以被马上记录,并被传送、供专家审核和甄别。再借助大数据处理技术,可以迅速在宏观地图上标志形成整体印象,供上级判断决策之后迅速下达给最基层的每一个人。是现代的网络信息和大数据处理技术使得临震预报成为了可能。
4、大数据的优势2:  民间多年来有许多热心人,专注搞地震预报且各有特长,或观天地形貌,或个人感知敏锐,或长于统计、计算、推理,都精神可嘉。问题是手段多种,如何梳理?有一种方法可以兼顾所有人的积极性,以及所有信息的价值体现,这就是大数据。我在本文正文中已经提到过,我们当年就是把所有的异常报告都拿来标图和排序。无论是土地电、土地磁、地下水、动物异常等类别,甚至连人的感觉也考虑过(对所有的信息,我们当年均没有进行信息价值加权处理,而只是用透明纸以天为时间单位或按异常的类别来分图)。不过,最终图上显示出的总体形势却有着极大的参考价值。当然,会有个别的信息偏离总体分布太远,但不致于影响对总体的判断。
匿名  发表于 2020-7-18 06:19
美国地质调查局对美国帕克菲尔德地震预测失败的集中点也在发生时间问题上:
20世纪80年代美国地质调查局的地震学家们根据统计记录得出结论,确定帕克菲尔德地震为“特征地震”。平圴每隔22年帕克菲尔德就会发生6级以上的地震。请问何谓“特征地震”?“特征地震”是指在指定的一段断层将会准周期性地发生具有特征大小与大致平均复发的地震。那么这个结论是否正确呢?公元1812年~1966年(共154年间),先后发生6级以上的地震8次、7个地震周期。筆者按先后顺序,将7个周期(指间歇时间长度)排列于下:依次为25年、19年、11年、38年、16年、12年、32年。七个周期的时间长度都各不相同,而且相互间时差较大,因而完全不具有“准周期性”的特征,也不具有“大致平均复发”的地震之特征。但地震新派作者——遠长江通过深入分折研究,却发现该地震具有“对称性”的特征,所以仍然可称为“特征地震”。
作者(遠长江)在2019年12月1日写了一篇文稿,题为《对地震与火山预测而言,“道是无序却是有序》,发表在地震坛—《地震科技》栏目上,有兴趣者可去参阅和游览。
作者在文中指出,美国地质调查局对帕克菲尔德地震的预测结果,出现预测时间误差为12~16年之久,而地点、震级两要素基本正确。如此看來,也说明地震预测三要素,发生时间的正确与否是关乎地震预测成败的关键。
匿名  发表于 2020-7-18 08:25
帕克菲尔德地震的情况我也是后来从网上获知的。我本人的关注点主要在以下几方面:
1、美国在帕克菲尔德的那次“守株待兔”并未在预想的时间段发生;
2、因为是“有备而来”,所以美方的科学家经过充分准备,上了各种手段,应该是把世界上当时拿得出手的测量技术手段都用上了,结果直到发震前均未捕捉到可能具有临震预报价值的信息;
3、美国有精密而先进的监测手段,又是预先的“蹲守”,且是由富有科学理论与工作经验的专业工作者在参与,但仍然在眼皮子底下漏掉了一个大地震,这一点很像是唐山大地震的震前情况(唐山当时虽然不算是“蹲守”,但地处京津唐地区,又挟一年多前海城预报成功的余威),所以我在前面的正文里把美国对这次帕克菲尔德地震前所做的震前预测技术上的付出称为“唐山式的失败”。
4、关于由帕克菲尔德地震造成的损失情况不了解,有关材料也未见介绍。而我们关注和进行相互比较的也只是临震预报的技术问题。
5、我本人最为关注的是帕克菲尔德在震前是否有过宏观异常存在?但得不到有用的信息。只从别的文章了解到,在该次地震预测失败后,美国的地震科学界出现过两种观点,一种是地震是无法预报的。而另一种仍然认为是可望预报的。理由是中国利用了震前宏观异常做为依据。但有关文章还是未提到美国的震前宏观异常情况。
6、我国多年来的地震科学理论及监测方法都是从西方学的,尤其是尊重以美国为代表的理念。我们自己的东西也只是在周恩来总理的亲自过问下才慢慢形成的。才有了海城预报的成功。但在海城震后的“科学”总结之下,还是出现了误导(最终误导致了唐山的教训和至今的窘境)。而且自周恩来去世后,我国自己特色的东西又慢慢消失了,重新回到了西方理念之下。
匿名  发表于 2020-7-18 16:15
送《临震预测者》一句名言:“平时不烧香,临时抱佛脚”,菩萨会显灵嗎?平时很少去烧香,你怎么能摸清楚菩萨的所好和性格及脾气?你怎能投其他所爱好、了解他的内情呢?汶川地震发生前四年,作者(遠长江)退休后,应邀去四川省境内协助某单位从事某大型引水灌溉水利工程的地质勘察和地球物理勘测工作,故对汶川震前内情有全盘了解,有关详情请读者参阅《查看汶川地震震前内情》一文,20I9年1月18月发表于地震坛—《地震科技》栏目上,作者署名《地震地质爱好者》。
八、按地震预测方式分类:
<一>预测方式分期:
地震长期预测:预测某一地区几年至几十年内,甚至上百年内可能发生某震级地震。
地震中期预测:预测某一地区几个月至几年内可能发生某震级地震。
地震短期预测:预测某一地区几天至几十天,甚至几个月内可能发生某震级地震。
临震预测预测:预测某一地区几小时至几天内可能发生某震级地震。
中长期预测的主要目的是预测出可能发生地震的地区,时间范围和可能发生的最大地震烈度;短期预测,特别是临震预测,要求迅速、及时、准确地确定发震地点,时间和震级,以便在强震到来之前,采取必要的果断的预防措施。
必须指出一点,短期预测是以中长期预测为基础,而临震预测又是在短期预测的基础上进行的。地震预测是一环紧扣一环的。必须重视《基础》工作,万丈高从地起,基础是根本。故此,作者一再强调练好基本功,这个基本功就是指中长期预测→短期预测→临震预测,好比一个园逐渐缩小到园心为一个点。
楼主在17楼中谈到,地表水库蓄水也可引起诱发地震,引起诱发地震是有地质条件的,不是所有水库蓄水都能引发地震,水库蓄水诱发地震只佔极个别情况。那种情况下会诱发地震?楼主可能知晓。
对于主震前无前震存在的临震预测:新派作者(选长江)在18楼谈到,可采用派先进侦探兵去探究敌情,其实也非常简单和容易解决,不是什么为难事。
匿名  发表于 2020-7-18 16:28
再补充一点:
某一地区的地震预测成功的经验(或失败的教训),很难适合另一地区的地震预测。因地质情况的复杂性,各个地区的地质结构,地质背景与环境各不相同,故此难以仿照套用。没有通用公式,也不存在一劳永逸的事。例如1975年2月4日我国海城发生的7.3级地震,在主震前24小时共发生500多次前震,因而对赢得此次地震的预测成功极为有利。而对于唐山地震与汶川地震,却难以适用。所以从事地震研究的科技工作者,必需具备一定的地质基础知识才能很好地完成任务。
匿名  发表于 2020-7-18 19:14
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感谢关注。以下想法供讨论:

1、地震预报是个大事。把它当作一个事业去关注的人,恐怕没有谁是“平日不烧香临时抱佛脚”的。
2、多年关注地震的人,恐怕也没有谁不是一定程度地了解地质学或地球物理学的。平常人谁又会来这里“淌混水”?这又不当吃不当喝,不升官不发财。
3、讨论:我们避免一个灾难就必须先研究好该灾难的机理吗?一直有专家、学者强调这些,但几十年过去这条路走得如何?最后的结果还不是一个“不可预报”了事?
    反之,还有路吗?当然还有。理由如下:
    举例1、“蝴蝶效应”大家都知道吧?在亚马逊丛林中的一只蝴蝶扇动了翅膀,最终有可能发展成美国堪萨斯上空的一股强气流风暴,对吧?那么如何保护人类的生命财产不受损失?难道我们还要去搞清楚:蝴蝶最初在哪里又为什么扇翅膀?之后又怎样形成的气旋之后又怎样地越滚越大?最后又如何徇着什么路径来到了美国的堪萨斯上空?难道不研究透前面这些大家就没有资格谈预防了?其实,不用费这个事,堪萨斯搞天气预报的人自有一套方法!
    举例2、美国当年出现了疯牛病,后来在国际上曾越演越烈,使各国都产生了恐慌。但最终的自我保护方法简单又有效:隔离、限制进口、不吃牛肉就是!
    举例3、我们对抗新冠肺炎的策略:就在新冠病毒的特点和来龙去脉尚未被科学家们搞清之前,全体的国民并没有先去等待科学家们探究微生物学机理等等出了结果才行动,而是全国人民戴口罩、宅家、甚至局部地区封路、封城。还不是同样有效地对抗了毒魔吗?
    以上这些,都又如何用“平日不烧香,及时报佛脚”来解释?又如何用-必须先了解透灾难的源头机理才算有说服力,才允许进行决策的观点来解释?
匿名  发表于 2020-7-18 19:35
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“ 我国海城发生的7.3级地震,在主震前24小时共发生500多次前震,因而对赢得此次地震的预测成功极为有利。而对于唐山地震与汶川地震,却难以适用。所以从事地震研究的科技工作者,必需具备一定的地质基础知识才能很好地完成任务。”

请原谅把这段话又拷贝下来。认为有两点值得商榷:
1、海城地震刚震后的震区,贵作者去做过考察吗?后来的唐山大地震震后的震区(其时还余震不断),贵作者也去过吗?对两者之间的差异和共性做过调查和对比吗?相信没去过是吧?发言权何来?否则就不会对于“预测”和“适用”问题下这样的结论了。
2、同意“必须具备一定的地质基础知识”。但好像还不够吧?
匿名  发表于 2020-7-18 20:13
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感谢22、23楼作者的关注。想必22、23楼贵作者是不赞成地震临震预报的吧?恕我不敢苟同。以下想法供讨论:

1、地震预报是个大事。把它当作一个事业去关注的人,恐怕没有谁是“平日不烧香临时抱佛脚”的。每一个关心地震预报又积极建言的人都值得尊重。
2、多年关注地震预报的人,恐怕也没有谁不是一定程度地了解地质学或地球物理学的。平常人谁又会来这里“淌混水”?这又不当吃不当喝,不升官不发财。
3、讨论:我们避免一个灾难就必须先研究好该灾难的机理吗?一直有专家、学者强调这些,但几十年过去这条路走得如何?最后的结果还不是一个“不可预报”了事?
    反之,还有路吗?当然还有。理由如下:
    举例1、“蝴蝶效应”大家都知道吧?在亚马逊丛林中的一只蝴蝶扇动了翅膀,最终有可能发展成美国堪萨斯上空的一股强气流风暴,对吧?那么如何保护人类的生命财产不受损失?难道我们还要去搞清楚:蝴蝶最初在哪里又为什么扇翅膀?之后又怎样形成的气旋之后又怎样地越滚越大?最后又如何徇着什么路径来到了美国的堪萨斯上空?难道不研究透前面这些大家就没有资格谈预防了?其实,不用费这个事,堪萨斯搞天气预报的人自有一套方法!
    举例2、美国当年出现了疯牛病,后来在国际上曾越演越烈,使各国都产生了恐慌。但最终的自我保护方法简单又有效:隔离、限制进口、不吃牛肉就是!
    举例3、我们对抗新冠肺炎的策略:就在新冠病毒的特点和来龙去脉尚未被科学家们搞清之前,全体的国民并没有先去等待科学家们探究微生物学机理等等出了结果才行动,而是全国人民戴口罩、宅家、甚至局部地区封路、封城。还不是同样有效地对抗了毒魔吗?
    以上这些,都又如何用“平日不烧香,及时报佛脚”来解释?又如何用-必须先了解透灾难的源头机理才算有说服力,才允许进行决策的观点来解释?
匿名  发表于 2020-7-18 21:56
1&#8226;  2017东方马克思 “连地震理论都没搞懂,全球的笑话。" “连地震的真正原因都不懂。”
2&#8226;  唐山地震不是不可报,而是一些负有重任的官员和学者千方百计拖着不报,少数人的正确意见受到了不应有的压制。(原中国地震局地质研究所  徐好民)
                                                                仇万年  转
匿名  发表于 2020-7-21 08:01
动物世界和人类原始社会最精彩,他们除了寻找食物充饥外,什么也不用思考,连衣裤也不用穿,不分雌雄、男女老少都光体四躯,活蹦乱跳,其乐无穷!顽童们看电视,最喜欢看动物世界。”顽童何知愁”。“鸡犬互鸣吠,相见不相言”。因为它们不会言语,更不用思想和思维,这倒也简单省事。婴儿只会吃乳,何需思考呢?
匿名  发表于 2020-7-21 16:26
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回复28楼的作者:咱们讨论的是“人命关天”的严肃事情。阁下可以远离不参与,但若参与就应持敬畏态度。
见过灾区死人的惨状吗?当你在废墟,死人堆里勉力插足其间,冒着周围晃动的残墙落土,听着脚下不知什么地方冒出的已经不成人声的呼救声时,当你和周围立着着的几个壮汉同伴都无助地背过身去暗自流泪时,从那一刻起,每当面对防震救灾这个话题时,你就绝不会有在28楼表现的那个态度。
说实话,咱们都不算什么,但死者为大!
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