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地震预报云翳

作者：戴维     来源：财经     更新时间：2008-5-14 10:36:48

    核心提示：整整100年前，一场8.3级的大地震造成美国旧金山6万多人死亡，同时也催生了现代地震学的萌芽；40年前的1966年，中国河北邢台相继发生6.8级、7.2级两次地震，38万人受灾，此后中国开始了大规模的地震预测研究。

　　无论对于全球还是中国的地震学界，2006年堪称一个“纪念之年”。
　　整整100年前，一场8.3级的大地震造成美国旧金山6万多人死亡，同时也催生了现代地震学的萌芽；40年前的1966年，中国河北邢台相继发生6.8级、72级两次地震，38万人受灾，此后中国开始了大规模的地震预测研究。
　　更灰暗和惨痛的一页，发生在整整30年前。1976年7月28日，河北省唐山市发生7.8级地震，超过24万人罹难，直接经济损失逾200亿元人民币。
　　但2006年也不是简单的“纪念之年”。新的地震仍在我们身边不断发生。截止到9月底，仅在中国发生的震级达到5级的地震就达到了18次。其中，7月的河北文安地震，以及一个多月后在云南盐津先后发生的两次地震，都给公众留下了深刻印象——尽管其震级难与上述大地震相提并论，但仍在提醒我们，危险并未成为过去。
　　如何应对随时可能降临的地震的威胁，仍然是一个世界性的难题。对地震预报成败的反思充斥于各种媒体，但在地震学家看来，中国面临的最迫切的任务要复杂和艰巨得多。
　　世界性难题
　　中国的陆地面积仅占全球的7％，但在过去的百年里，全球发生的三次八级以上地震有两次在中国；整个20世纪，全球七级以上的强震中国占了35％，死亡人数更占到55％。
　　来自中国地震局的统计数据也显示，上世纪50年代以来，中国死于地震的人数高达28万人，伤残76万多人，房屋倒塌600多万间，直接经济损失数百亿元；在各类自然灾害死亡人口统计中，死于地震者占54％。
　　也许全球没有任何一个国家像中国这样憧憬地震预报。1966年3月，在邢台地震现场，时任国务院总理周恩来提出了“希望在你们这一代搞出地震预报”的期盼。然而40年过去，横亘在地震预报面前的仍然是重重迷雾。
　　邢台地震之后，中国采取了“专群结合”（专业预测和群众观测相结合）、“边观测，边研究，边预报”的道路，逐步形成了一套与之相匹配的体系，比如地震预报会商机制等。1975年的辽宁海城地震预报取得了巨大的成功，但整体而言，专家普遍的看法是，中国基于“经验主义”的地震预报，成功率也仅处于略高于随机预测的水平，即比“抛硬币”略强一些。
　　这或许是一个有些残酷的结论。但如中国科学院地球科学学院史保平教授在接受《财经》记者采访时所言：“迄今为止，地震预报依然是世界性难题。”
　　上世纪60年代开始，世界上一些地震比较频繁的国家，如美国、日本、前苏联等相继开展有计划的地震预报研究。多年来的地震预报研究让科学家意识到，地震预报的科学难度，远比预料的要困难得多。
　　在国际地震学界，部分学者对地震的准确预报充满悲观情绪。1996年11月，英国皇家天文学会地球物理联合会在伦敦召开“地震预报体制评估研讨会”。会后，三位著名的科学家盖勒（GELLER）、杰克森（JAKSON）、卡甘（KAGAN）联名在美国《科学》杂志上发表论文，标题就“让人沮丧”——“地震不能预测”。他们认为，在对地震预测进行了近30年的苦心研究以及对各国地震预测考察后，结论是：目前还不可能在几小时、几天或几周前预测出地震，只能做到中长期预测。
　　“目前科学家还不能像气象学家预报天气一样，准确地预报地震的时间、地点和强度。”美国密苏里大学地球科学系刘勉教授告诉《财经》记者，“其中主要原因就是我们无法深入地下‘看清’断层如何运动，我们对地震发生的机理还没有完全理解。”
　　以中国为例，目前地震预报研究主要集中在地震前兆上。在中国地震局地质研究所李志强研究员看来，是“有地震一定会有前兆，但是有前兆不一定有地震”。“现在我们监测的前兆项目很多，但是对这些前兆和地震之间的具体关系还需要探索。”他强调。
　　30年前的唐山大地震曾被普遍批评为“漏报”的典型，但科学上对此仍存有争议；因为有着与那次大地震相同或相似的前兆、最终并未引发大地震的例子并不鲜见。最为代表性的，是1998年春天在北京周边一度沸沸扬扬的地震传言。
　　知情人士告诉《财经》记者，当时北京的所有地震监测台都测量出了包括水温、水氡（水中的氡气含量）、二氧化碳以及地磁在内的多项指标异常。当时国家地震局也有专家上书时任国务院总理的李鹏，时任国家科学技术委员会主任的宋健也参与协调此事，最终大部分专家的意见都倾向于认为地震的可能性不大。
　　后来事实证明，上述指标异常或许与气候有关；而一旦贸然下达“疏散令”，造成的经济、社会震荡是可以想像的。
　　预警先行
　　或许正因认识到地震预报的艰巨性和不确定性，迄今为止，全世界大概只有中国把地震预报作为政府的常规职责。其它国家则更多地诉诸类似地震预警系统（EEW，earthquakeearlywarningsystem），来应对地震的威胁。
　　今年8月1日，日本刚刚启用了一个新的地震预警系统。该系统能够探测到地震发生时最初的微弱震波，并在地震波传到地表以前评估地震的威力，从而在破坏性的地震来袭前提前10秒－20秒向铁路公司、发电厂和其他相关部门发出警报——就理论而言，哪怕只有几十秒的预警，也可以挽留无数的生命。
　　地震预警系统的工作原理，主要是利用地震发生时S波和P波的时间差。地震时从震源发出的地震波分为S波（横波，shearwaves）和P波（纵波，primarywaves）。前者传播速度较慢，每秒4公里；后者传播速度较快，每秒7公里。真正具有毁灭性、摧毁建筑物的是S波。因此，如果我们能准确探测到先到达的P波，并据此迅速计算出地震的最终强度，那么地震预警系统就可以迅速关闭煤气管道、向居民发布疏散警告等等，以减少地震损失。
　　预警时间的长短，依地震发生地点至预警地区的距离远近而定。地震发生地点愈靠近预警地区，则预警时间愈短。根据近年来对旧金山地震的研究，加州大学伯克利分校地学系助理教授理查德艾伦（RichardAllen）对《财经》记者指出：“预警系统在大地震到来之前提前发出预报的时间，完全可以超过20秒。”
　　艾伦是地震预警方面的专家，他设计的预警系统目前在加州接受测试。今年夏天，美国地质调查局（USGS）在加州也启动了一项为期三年的测试项目，共有三套新型地震预警系统接受监测。除了艾伦设计的一套，其他两套都来自加州理工大学。
　　在前期测试中，科研人员利用三套预警系统对历史数据分析比对，检验它们是否能够准确估算出地震量级。艾伦设计的系统在接收数据4秒后，就准确测算出地震的大小。
　　“在加州，我们有着全美最完备的地震监测台网。预警系统将嵌入台网中实地检测，让我们了解预警系统的实际益处和局限。”美国地质调查局地震学家戴维沃德（DavidWald）告诉《财经》记者。如果新型地震预警系统检测合格，美国将投入数年时间和数千万美元，用于升级地震检测网络以及建立完整的国内地震预警体系。
　　“地震预警系统确实能够有效地减轻地震灾害，但‘误报’是这项技术的主要挑战之一。”沃德说。
　　日本从2004年开始试验最新研制的地震预警系统。但该系统当年2月至次年8月一共发布的245条警报中，有10％被确定为“假情报”。
　　“减少‘误报’的办法是必须让更多的数据互相检验，需要有充分的强地动观测数据及相关研究。”艾伦说。
　　墨西哥城近年也在试验这种预警系统。根据该城市与附近主要地震海岸的距离，墨西哥城的预警系统可以提前60秒发出预警。
　　《财经》记者从中国地震局获悉，中国也准备开始研制类似的地震预警系统。但由于对预警的准确性没有确切把握，这一系统的实际运行尚没有时间表。
　　捕捉“地壳的伤口”
　　“其实，地震台网的建设是建立地震预警系统的基础。对中国来说，这项基础工作还有待完善。”中国科学院地球科学学院史保平教授告诉《财经》记者。
　　中国地震局的统计资料显示，“九五”期间，中国建立起由47个国家基本数字地震台和全国台网中心组成的国家数字地震台网，近30个区域遥测地震台网中的三分之二实施了数字化改造。
　　但与国际水平相比，中国数字台网建设依然不足。以强震台覆盖密度为例，日本为1323台/万平方公里，美国为53台/万平方公里，中国只有0.3台/万平方公里。“当务之急应该是基础资料的观测，把地下的每条断层的位置都尽量探测清楚，把每条断层历史活动资料研究清楚。”史保平教授说。
　　地震发生的时间和强度很难预测，但发生地点都无一例外地位于断层——“地壳的伤口”之上。去年11月26日，江西九江瑞昌间发生了5.7级地震。该地区地处郯庐大断裂的南段，长期以来被认为是一个相对稳定的地区。
　　这次地震让中国地震局的专家深感意外，他们不得不重新回到该地区，对地下断层资料进行细致研究。
　　普遍的看法是，对于地震断层的了解和观测，中国所做的还远远不够。一位知情人士接受《财经》记者采访时直言不讳地批评说，中国的地震学界理论风气比较浓厚，实际操作却比较弱。
　　更尖锐的批评认为，一些地震学家热衷于地震预报这样可以获得影响的项目，对于基础性的研究不够深入，使得中国的地震预报一直局限在“经验主义”范畴。
　　著名地震学家、中国科学院陈颙院士正在推进一项庞大的研究计划，其核心是利用天然地震和发展人工震源组成的系列震源，通过400个固定数字化的地震观测台站、800至1000个宽频带地震仪组成的流动地震观测台阵进行研究，从而获得地球内部不同深度不同尺度的图像。这些图像是新型的地球内部“三维地图”，它将完善和改变对大陆动力学、岩石圈结构和状态的认识。
　　迄今为止，关于地球内部的结构、组成、过程和状态等知识多来自地震波的信息，因此，这项计划被取名为“地下明灯计划”，并“正在等待中国国家自然科学基金委员会的批准”。陈颙院士对《财经》记者表示，“这个计划将明显促进地球科学的整体发展，为认识地球、环境、减灾、能源服务。”
　　更为庞大的图景，则来自“十五”规划中的“中国数字地震观测网络”的建设。这项总投资将超过25亿元的工程，被普遍认为是中国地震局成立40年来最庞大、最重要的项目。由于立项花了近两年时间，这项规划实际从2003年正式实施，截止时间也被顺延到2008年。
　　根据这一计划，中国将对包括北京、上海、成都在内的25个城市及其周边开展活跃断层探测工作，以确定其潜在的危险及危害程度。
　　实际上，如果建筑处在活断层的上方，不仅根本没有时间预警，即使再好的防震设计恐怕也难以抵挡。不少国家都规定，建筑物的规划必须远离活断层。美国在1994年出台的《地震活断层划定法案》规定，建筑物距离活断层必须在15米以上。
　　系统性工程
　　如中国地震局地质研究所李志强研究员所言，一旦“数字地震”工程整套系统得以正式投入运行，对于中国地震工作的提升将是全方面的。
　　中国幅员辽阔，但目前仅有“首都圈”的二市一省（北京、天津及河北），在“九五”期间建立了初步的地震应急指挥框架，其他地区特别是沿海地区、西部地区、地震应急工作远远无法满足需要。
　　而正在规划中的数字地震观测网络，将保证全国各省、区、市和市县的地震信息网络连通，24小时地震信息共享；在烈度四度以上地震发生后，地震局将有能力在10分钟内向政府和社会报告震动强度和地震烈度分布。破坏性地震发生后，15分钟内作出地震灾害快速评估；45分钟内做好指挥场所准备；现场指挥系统两小时内出发，两小时内获得现场初步灾情信息。
　　但是，寄希望这一项目能解决所有问题也不现实，将地震威胁减到最低，是一个无比复杂的系统工程。比如，即使建立了地震预警系统，信息该通报给谁、如何通报、民众能否及时获得并有能力及时准确作出反应，都远非中国地震局一家可以掌控。
　　在中国，最大的挑战之一仍在于建筑物的安全性。唐山大地震后，中国逐渐开始重视建筑的抗震性，但由于建筑抗震性每提高一度，建筑成本也相应增加15％，一些地方政府为刺激房地产市场，有意默许其降低抗震性方面的要求，这在建筑业内已是公开的秘密。大部分城市的建筑能否实际上达到7度设防的要求，仍然存在疑问。
　　另外，从近些年来的统计看，地震死亡人数60％左右在农村。相对于城市，农民的房子基本上没有抗震能力，遇到地震往往伤亡惨重。专家警告，无论如何，绝不应让农村成为抗震减灾战略的“盲区”，“不把广大的农村纳入考虑之内，中国和地震的斗争根本难言真正成功。”