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一个“主流”地震学家的预报观(转载)

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发表于 2011-2-28 20:22 | 显示全部楼层 |阅读模式
    按:汶川大地震发生后,所谓“中国主流地震学家认为地震不可预报”的说法甚嚣尘上,并将地震预报的困境归咎于西方地震理论的引进。笔者觉得很有必要让公众了解一下:中国地震局的专家们对地震预报究竟是什么态度?
    “把数字地震学引入了一个地震大国”,这是国际地震学界对陈运泰院士的评价。陈院士是国内公认数字地震领域的翘楚(称之为头号地震学家也不过分),长期担任国际最高地球科学组织(IUGG)的执委,连国际地震学与地球内部物理学协会(IASPEI)主席都是他的学生。其与傅承义等合著的《地球物理学基础》、《震源理论》等专著,长期以来被用作地震局主要官方教材。
   此处转载陈运泰院士发表于《求实》杂志上的一篇文章。笔者之所以特意要为标题“主流”二字加上引号,是因为并不清楚前面所指的“中国主流地震学家”是何许人也。笔者觉得,陈运泰院士的观点,应该有足够的资格称得上“主流”二字。



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地震预测要知难而进                          来源:《求是》2008年第15期
    
    陈 运 泰
    
    地震是一种能够给人类社会带来巨大灾难的自然现象。地震最突出的特点是它的猝不及防性和触目惊心的巨大破坏力。自现代地震学创立以来的130余年里,地震预测一直是地震学研究的主要问题之一。如果能准确地预测出未来大地震的地点、时间和强度,无疑可以拯救生活在地震危险区的人民生命。同时,如果能预先采取防范措施,就有可能最大限度地减轻地震对建筑物等设施的破坏,减少地震造成的经济损失,保障社会的稳定与和谐发展。

    一、地震预测研究的进展
    公众所需求的、地震学家所研究的地震预测(预报)不是在“某地最近要发生大地震”这类含糊的“预测”、“预报”或说法。那些不能同时指明地震发生地点、时间和震级大小并对其区间加以明确界定的“预测”、“预报”,几乎没有什么实际意义。地震预测通常分为长期(10年以上)、中期(1年至10年)、短期(1日至数百日以下)预测。有时还将短期预测细分为短期(10日至数百日)和临震(1日至10日以下)预测。在评估地震预测时,“目标震级”的大小很重要,实际上小地震要比大地震多得多,因而更容易碰巧“报对”。在给定地区和给定时间段内,要靠碰运气报对一个6.0级的地震并非易事,而靠碰运气“对应上”一个5.0级地震的“预测”还是很有可能的。上世纪60年代以来,地震预测特别是中、长期预测取得了一些有意义的进展。
    在长期预测方面,最突出的进展是板块边界大地震空区的确认。在环太平洋地震带,几乎所有的大地震都发生在运用“地震空区”方法预先确定的空区内。运用“地震空区”方法,美国地震学家正式预报了帕克菲尔德(Parkfield)6.0级地震和洛马普列塔(Loma Prieta)6.9级地震。尽管如此,日本地震学家用“地震空区”方法预报的“东海大地震”,从1978年到现在已过去了30年,仍未发生;一些专家认为,洛马普列塔地震的实际情况与前期预报并不完全相符,仍然不能排除是靠碰运气碰上的;而帕克菲尔德地震比预测的时间晚了整整11年才发生。这些情况表明,即使发生于板块边界的、看上去很有规律的地震序列,准确预报也是很困难的。
    在中期预测方面,地震学家对许多地震序列做了很有意义的回溯性研究。日本地震学家运用关于地震活动性图像的“茂木模式”成功预报了1978年墨西哥南部瓦哈卡(Oaxaca)7.7级地震;俄国地震学家提出了一种称作强震发生“增加概率的时间”的中期预测方法,对2003年发生的日本北海道8.1级大地震以及美国圣西蒙(SanSimeon)6.5级地震做了成功预报。尽管地震中期预测取得了上述进展,目前仍存在一些不容忽视的问题,如迄今尚未对“茂木模式”等方法进行全面的检验,有的专家对预报瓦哈卡地震所依据的地震活动性图像前兆的真实性仍有疑问。
    与中、长期地震预测的进展形成鲜明对照,短期与临震预测目前进展不大。在地震发生前,常常可以观测到一些异常变化,如地应变加速、重力场变化、地下水位变化、大气化学成分变化等,这些异常变化称作地震前兆。多年来,地震学家一直致力于探索“确定性的地震前兆”,即任何一种可以在地震之前被无一例外地观测到,并且一旦出现必将发生大地震的异常变化,但至今仍未取得突破性的进展。从1989年开始,国际地震学和地球内部物理学协会下属的地震预测分委员会对世界各国专家提名的37项“有意义的地震前兆”进行评审,其中只有5项被认定。然而即使被确认为“有意义的地震前兆”,也并不意味着就可以用来预报地震。例如,前震无疑是地震的前兆,但是如何识别前震仍是一个有待解决的难题。


    二、地震预测的困难
    1.地震预测为什么这么难
    地震预测是公认的世界性科学难题。那么,它究竟难在哪里?归纳起来,主要有如下三点:
    一是地球内部的“不可入性”。人类目前还不能深入到处在高温高压状态的地球内部设置台站、安装观测仪器,对震源直接进行观测。地震学家只能在地球表面和很浅的地层中(至多是几千米深的井下),用相当稀疏、很不均匀的观测台网进行观测,利用由此获取的很不完整、有时甚至还很不精确的资料来反推地球内部的情况。地球内部是很不均匀的,也不怎么“透明”,地震学家在地球表面“看”地球内部连“雾里看花”都不及,他们好比是透过浓雾去看被哈哈镜扭曲了的地球内部的影像。凡此种种都极大地限制了人类对震源所在环境以及震源本身的了解。
    二是大地震的“非频发性”。大地震是一种稀少的“非频发”事件,大地震的复发时间比人的寿命、比有现代仪器观测以来的时间长得多,这就限制了作为一门观测科学的地震学在对现象的观测和对经验规律的认知上的进展。迄今对大地震之前的前兆现象研究仍处于对各个震例进行总结研究阶段,缺乏建立地震发生理论所必需的切实可靠的经验规律,而经验规律的总结概括以及理论的建立验证都由于大地震是一种稀少的“非频发”事件而受到限制。
    三是地震物理过程的复杂性。地震是发生于极为复杂的地质环境中的一种自然现象,地震过程是高度非线性的、极为复杂的物理过程。宏观上,在同一断层上两次地震破裂之间的时间间隔长短不一,差别很大,地震的发生是非周期性的;大地震通常伴随着大量的余震,而且大的余震还有自己的余震。微观上,地震的起始也是很复杂的,先是在“成核区”内缓慢地演化,然后突然快速地动态破裂,骤然演变成一个大地震。这些复杂性是否彼此有关联,是非常值得深究的。
    2.关于地震预测的论争
    一个多世纪以来,对地震预测从十分乐观到极度悲观,什么观点都有,不同的观点一直争论不息。上世纪70年代,地震学家发现了震前地震波波速异常、波速比(纵波速度与横波速度的比值)异常等前兆现象,提出了有关地震前兆的物理机制,紧接着1975年中国海城地震的成功预报,使得国际地震学界对地震预测一度弥漫了相当乐观的情绪,一些学者甚至认为“即使对地震发生的物理机制了解得不是很透彻,也可能对地震做出某种程度的预报”。当时,许多著名的地球物理学家都深信,系统地进行短期、临震预测是可行的,关键是布设足够的仪器以便发现和测量地震前兆。然而,地震预测的观测基础和理论基础很快被发现存在问题。例如,运用经验性的地震预报方法未能对1976年唐山大地震做出短期、临震预报,日本地震学家预报的日本东海大地震迄今还没有发生,这又使许多人感到悲观失望。国际上,有一些专家认为,地震是一种自组织临界现象,由于在物理学中自组织临界现象具有不可预测性,因而他们便断言地震是不可预测的。既然地震预测很困难,甚至是不可预测的,那么就应当放弃它,不再去研究它。可是,地震是不是一种自组织临界现象,这不是一个靠“民主表决”、“少数服从多数”就可以解决的问题。这种严重脱离社会需求和逃避困难的做法与追求真理、勇于探索的科学精神是相背离的。


    三、实现地震预测的科学途径
    一部地震科学的发展历史实际上就是地震学家不断克服困难、不断有所前进的历史。我们讨论地震预测的困难就是为了搞清楚问题所在,以便对症下药,努力战胜困难。困难不能作为放松或放弃地震预测研究的借口。面对地震灾害,地震工作者要勇于迎接挑战,知难而进。
    1.依靠科技进步、依靠科学家群体。地震预测与纯基础研究不完全一样。一是时间上的“紧迫性”,即必须在第一时间回答问题,不容犹豫,无可推诿;二是对“震情”信息掌握的“不完全性”;三是决策的“高风险性”,一个决策动辄涉及成千上万甚至是几十万人的生命。地震预测的上述特点既不意味着可以降低地震预测的科学标准,也不意味着可以以此为借口而放弃对地震的预测。目前地震预测尚处于初期的科学探索阶段,地震预测的能力特别是短期、临震预测的能力还很低。解决这一地球科学难题,唯有依靠科技进步、依靠科学家群体。
    2.强化对地震及其前兆的观测。为了克服地震预测面临的观测上的困难,在地震观测与研究方面,应努力变“被动观测”为“主动观测”,流动地震台网(台阵)与固定式的地震台网相配合以加密观测。既要利用天然地震震源,同时也要运用人工震源对地球内部进行探测。在地震前兆的观测与研究方面,应继续强化对地震前兆现象的监测,拓宽对地震前兆的探索范围。地震前兆涉及地球物理、大地测量、地球化学等众多的学科和广阔的领域。一方面,可沿着已有的方向继续努力寻找地震前兆;另一方面,应另辟蹊径,提出新的思路、采用新的方法、探索新的前兆。
    3.坚持地震预测科学试验。地震既发生在板块边界,也发生在板块内部。在不同地震危险区采取不同的“战略”,各有侧重地检验与探索不同的预测方法,不但科学合理,而且经济有效。应汲取世界各国地震预测试验场的经验教训,特别要注意在一个地区成功的经验不一定适用于其他地区,就像1975年我国海城地震预报成功的经验并不适用于1976年唐山大地震一样。应充分利用我国的地域优势,选准地区,通过地震预测试验场这样一种行之有效的方式,开展在严格的可控制条件下进行并能予以检验的地震预测科学试验研究,获得在不同构造环境下的断层活动、地震前兆、地震活动性等有价值的资料,从而有助于增进对地震的了解,攻克地震预测难关。
    4.实施具有基础性、综合性特点的对地球内部及地震的观测、探测与研究计划。在地震活动地区进行以探测震源区为目的的科学钻探,对震源区直接观测。科学钻探因代价昂贵常常只能是“一孔”,至多是若干个“孔”。尽管是“一孔之见”,还是十分宝贵的,所得的结果对于克服地球内部“不可入性”带来的困难是很有意义的。在断层带开挖探槽研究古地震,延伸对地震“观测”的时间窗长度,以克服大地震“非频发性”所带来的困难。进行岩石样品在高温高压下的破裂实验,模拟单个地震的孕育、发生、扩展过程,通过对微小破裂事件的实验研究,了解作为大的破裂事件的天然地震的发生规律。利用计算机对地震过程进行数值模拟,再现天然地震的孕育与发生过程。
    5.加强国内外合作。目前在刊登有关地震预测研究论文的绝大多数学术刊物中,几乎都不提供相关的原始资料,致使其他研究人员无法进行独立的检验与评估。因此,我们应改变地震预测研究的封闭状况,广泛深入地开展国内外学术交流与合作,加强地震信息基础设施建设,通过建立虚拟的、分布式的联合研究中心,使从事地震预测的研究人员能够获取和共享观测资料。


    地震预测是一个既迫切要求予以回答、又需要通过长期探索方能解决的地球科学难题。特别需要指出的是,与40年前相比,我们今天面临的科学难题依旧,然而它们却比先前暴露得更加清楚。地震观测技术的进步、高新技术的发展与应用为地震预测研究带来了历史性的机遇。只要我们坚持不懈,实现地震预测的前景是可以审慎乐观的。正如著名科学家、液态燃料火箭发明人戈达德(Robert H. Goddard)所说:“慎言不可能,昨日之梦想,今日有希望,明日变现实。”
    
    
匿名  发表于 2011-3-6 00:45
国内的地震预测受政 治影响太大,特别是官方背景的地震预测机构,超出科学的因素太多结果搞得整天只会“辟谣”了。所以在中国搞地震预测,不光要与天斗,更大程度上还要与人斗。
发表于 2011-3-6 01:23 | 显示全部楼层
回复 2# Guest from 182.242.95.x
说的好!!!!!!!!任何事情前怕狼后怕虎将会一事无成,预测预报地震只有排除一切干扰才能避免人员伤亡和财产重大损失。.................
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 楼主| 发表于 2011-3-6 09:55 | 显示全部楼层
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   国内的地震预测受政 治影响太大,特别是官方背景的地震预测机构,超出科学的因素太多结果搞得整天只会“辟谣”了。所以在中国搞地震预测,不光要与天斗,更大程度上还要与人斗。

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   没法不受政治影响,谁让我们把预测作为政府部门职能呢?目前的科学预测水平能否扛得住政府的需要?这才是问题的源头。
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匿名  发表于 2011-3-6 11:42
季东先生认为:这些地震学家的地震理论错了,所以不能搞好地震预报。他们不去研究和认识地球电磁场,片面的认为地震是地壳的应力破裂现象;连地震的物理机制都搞不明白,怎么能搞好地震预报呢?
    地震学必须革命再认识!人类在五年之内就将实现准确地震预报!
匿名  发表于 2011-3-6 11:49
推荐大家看看“百家争鸣”理的论文 《地震的实质和预报》。人类必须重新认识大自然!欢迎访问网站:
http://sea3000.net/jidong
 楼主| 发表于 2011-3-10 11:56 | 显示全部楼层
回复 6# Guest from 61.158.124.x


   请介绍一下您的“自然规律研究所”的情况好吗
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 楼主| 发表于 2011-3-10 14:36 | 显示全部楼层
陈运泰委员:取消地震预测提法不妥
http://www.sina.com.cn  2011年03月10日04:48  中国青年报
  著名地球物理学家、全国政协委员陈运泰院士在接受中国青年报记者采访时说,目前社会上流行的一种“地震不能预测”的说法在科学上并无定论。他还说,我们不能因为地震预测难度很大,就放弃这方面的努力。

  2008年汶川地震和2010年玉树地震,使我国广大公众更为关注地震预测问题。一种流行的说法是,地震是不能预测的。对此,曾经长期担任中国地震局地球物理研究所所长的北京大学地球与空间科学学院名誉院长、中国科学院院士陈运泰表示,这是从一个极端走到了另外一个极端。在上世纪70年代,经历过几次成功的地震预测预报,国内外不少地震学家、包括一些顶级的地震学家认为地震预测已经“过关”,像气象预报那样进行常规的地震预报已指日可待,十分乐观。后来经历一次又一次大的地震没有预测出来,相当一部分地震学家又走到了另外一个极端,认为地震是永远不能预测的,十分悲观。

  “地震是不是永远不能预测,在科学上是一个没有定论的问题,是不能靠‘少数服从多数’就可以解决的问题。”陈运泰说,国际上对于地震预测尽管存在不同看法,但普遍还是承认,地震长期预测还是有可行的办法的,中期预测也有成功的例子,争论的焦点是短(期)临(震)预测。

  陈运泰说,2009年4月6日,意大利拉奎拉市发生6.3级地震,这次地震造成了308人死亡。由于意大利科学家没有预测出这次地震,便被告上法庭,至今官司未了。汶川地震和玉树地震发生后,有人把地震短临预测没有过关简单地说成是地震不能预测,把科学上现在还不能预测说成是地震永远不能预测,甚至把地震预测与抗震设防人为地割裂开或对立起来,造成不要搞地震预测、只要把房子盖得好一点就可达到防震减灾的目的。实际上,造成地震灾害的因素很多,地震的大小、震源的深度、震源破裂的特性、土层条件、地形地貌、地震发生的时间、当然还有建筑物的质量,等等,都是影响地震灾害的因素。地震灾害并不与震级简单地成正比。再富裕的国家如美国、日本,也不会把所有的房子盖成能抗12度(烈度的最大值)。要因地制宜,要考虑到建筑物的使用期限内可能会发生多大的地震,这就离不开地震的中长期预测。

  针对这种说法,他举了最近的一个例子:当地时间2010年9月5日,新西兰克赖斯特彻奇市附近发生7.1级地震,主要是由于地震震源深度较深(33公里),使得人员伤亡大大减少。当时网上议论很多,说是这是因为西方先进国家房子抗震性能好,所以不搞地震预报,只要把房子盖好就行了。这听起来好像很有道理。结果今年2月22日当地又发生了6.3级地震,震级比前一次低得多,房子还是那些房子,但是因为这次地震的震源深度较上一次浅得多(5公里),房屋倒塌和人员伤亡比上次多得多。

  “不能把抗震设防与地震预测割裂开或对立起来。提高震灾防御能力既要靠抗震设防,也离不开地震预测,当然更不等于简单地把房子盖好一点。”陈运泰说。

  在全国政协会议上审读我国“十二五”规划纲要草案时,陈运泰委员注意到,草案里在谈到防灾减灾体系建设问题上,是这样表述的:“提高地震监测分析与震灾防御能力。”他指出,按照我国的《防震减灾法》,“预测”不应被“分析”所取代。

  这位地球物理学家建议,把“十二五”规划纲要草案中的“提高地震监测分析与震灾防御能力”,改为“提高地震监测、预报、预警与震灾防御能力”。因为防灾减灾能力的提高离不开地震预测预报。

  陈运泰对记者说,地震预测的确是个科学难题,不能奢望在三年五年之内取得突破性进展,不能苛求科学家在短时期内实现地震预测的目标。他说:“有一点是现在就可以预测的:这就是如果不做地震预测研究,那就永远预测不了地震;如果因为地震预测很难就放弃,在国家规划里也放弃,从长远看,损失将会是非常大的。”

  本报北京3月9日电
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发表于 2011-3-10 14:44 | 显示全部楼层
如果他本人来预测地震,结果会怎么样吗?
太长了!先关注,慢慢看.
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发表于 2011-3-10 14:58 | 显示全部楼层
回复 2# Guest from 182.242.95.x


    这位游客说得很对.
要恢复科学的本来面貌,还地震研究的科学本性.
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 楼主| 发表于 2011-3-10 15:05 | 显示全部楼层
回复 9# lanxin5


   笛卡尔说过“永远不接受任何我自己不清楚的真理”,这一思想对后世的科学发展影响巨大。对于严谨的地震学家来说,他们并不愿意跳过地球结构、孕震机理、物理模型等基本问题而直接跳到预报的领域。这一点有点像西医,正如一个外科医生应该搞清楚人体结构才能开刀动手术一样。当然有人认为不了解人体内部的五脏六腑照样可以给人治病,正如有人认为凭简单仪器足以准确预测地震。

   一句话,路数不一样。
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发表于 2011-3-10 15:18 | 显示全部楼层
看完了!他本人我见过,在会上,当时是说汶川地震.
从文章看,我同意他本人关于地震预测预报的观点,他并没有说地震不可预测,是外国专家说的吧!
"地震长期预测还是有可行的办法的,中期预测也有成功的例子,争论的焦点是短(期)临(震)预测。"
看来,我的研究切中了要害
我也为临震前兆信息感到奇怪,有愿意帮忙的吗?
地磁、地电、地震云、无线电我已经知道你们了,有的是我的博友。
还有其它方法吗?
山水,你最拿手的是什么?
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发表于 2011-3-10 15:34 | 显示全部楼层
回复 11# 山水如屏
"一句话,路数不一样。"
是的,同意你的看法.只是有的不愿意说出自己的路数.
不管什么办法,只要管用就行.
民间也有高手,这一点大家都清楚.
只是怕民科来争饭碗.
饭碗这个词也能用在科学研究上,真是科学的耻辱.
为了饭碗就可以不管人民的死活.
吃的不是饭,是人民的肉和骨头;
渴的不是水,是受害者的鲜血和眼泪.
我只见过一个这样的人对我说过这样的话,不是在网上,别喷我.
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 楼主| 发表于 2011-3-10 16:50 | 显示全部楼层
回复 12# lanxin5

惭愧,原来搞深部构造的,现在早就不做具体业务了。 如果是十年前,拿手的是地震层析成像和有限元,现在啥也谈不上“拿手”了,惭愧!
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 楼主| 发表于 2011-3-10 16:55 | 显示全部楼层
回复 12# lanxin5

以前总结过,造成所谓“主流地震学家认为地震不可预测”说法的原因主要有三个:

1.曲解原义:对地震专家的原意进行了扭曲、放大,譬如把“很难预测”曲解为“不能预测”,把“入地无门”曲解为“预报无门”,把“prediction”曲解为“Forcast”;

2.张冠李戴:把嵇少丞、方舟子、夏新宇等第三方人士的观点认为是中国主流地震学家的观点;

3.以偏概全:把对“非主流”地震预测方法的否定视同为对地震预测的全面否定,这一现象在“天灾委员会”成员对地震部门的指责中尤为突出。
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