【摘 要】在回顧了地震預報歷史沿革的基礎上,認為雖然地震預報的難度比較大,但成功地預報地震不是不可能的。地震預警系統(tǒng)已被實踐證明是一套有效的避震措施,將在未來的防災減災工作中發(fā)揮巨大作用,但地震預警并不能代替地震預報。
【關鍵詞】地震;地震預報;預警
1.地震預報的歷史沿革
地震是大地構造活動的結果,地震的發(fā)生必然和一定的構造環(huán)境有關。同時,地震不是孤立發(fā)生的,它只是整個構造活動過程中的一個事件,在這個事件之前,還會發(fā)生其他事件。如果能確認地震前所發(fā)生的事件,就可以利用它作為前兆來預報地震。另外,地震的發(fā)生又帶有隨機性,在不斷積累的構造應力作用下,巖石在何時、何處發(fā)生破裂,決定于局部構造中的薄弱點及其性質,而對這些薄弱點的分布和性質常常不能清楚了解,此外,地震還可能受一些未知因素的影響。因此,預報地震有時就歸結為估計地震發(fā)生的概率問題。根據以上這些考慮,地震預報方法大致可以分為3類:地震地質、地震統(tǒng)計和地震前兆。以上3種思路都有片面性,都不能獨立地解決地震預報問題。實際采取的是綜合的辦法,把3種不同思路所得放在一起對比參照,力求對未來的地震活動做出估計。
地震預報是世界難題。第一,地球具有不可入性。我們對地下發(fā)生的變化,只能通過對地表的觀測來推測以及用地震學方法計算得到;第二,地震孕育的復雜性。通過專家多年的研究,現在逐漸認識到地震孕育、發(fā)生、發(fā)展的過程十分復雜,在不同的地理構造環(huán)境、不同的時間階段,不同震級的地震都顯示出相當復雜的孕育過程;第三,地震發(fā)生是小概率事件。全球每年都有地震發(fā)生,有些還是比較大的地震。但是,對于一個地區(qū)來說,地震發(fā)生的重復性時間是很長的,幾十年、幾百年、上千年,要獲得用于科學研究的大量信息,在有生之年非常困難。就現在來說,科研人員所做出的預報,特別是短臨預報,主要是經驗性的。美國曾經遭遇了一次地震預報滑鐵盧事件。美國從20世紀60年代開始重視地震預報研究,起初信心十足。他們注意到,在加州帕克菲爾德的圣安德烈斯斷層,大約平均每隔22年就會發(fā)生一次5~6級地震。于是,根據上一次地震發(fā)生在1966年,美國地質調查局的科學家在1985年發(fā)布預報,預報帕克菲爾德地區(qū)在1988年到1992年將會再次發(fā)生6級左右的地震。然而,預期的地震在預定時間內始終沒有發(fā)生,一直拖到了2004年才姍姍來遲。而且,在斷層附近密集的儀表網絡系統(tǒng)中,科學家也始終沒有找到這次地震的可確信前兆。盡管地震預報具有復雜性,但經過廣大地震工作者的艱苦努力,中國的地震預報已經取得了可喜的成績。1975年2月4日海城7.3級地震時,中國做出了成功的預報,這是人類歷史上的第一次成功的地震預報。在其后又成功地預報了1976年5月29日云南龍陵7.3級地震和1976年8月16日、8月29日在四川松潘、平武之間發(fā)生的兩次7.2級地震。最近十幾年又有幾次較好的地震預報實例。成功的地震預報不但極大地減輕了人員傷亡,而且具有明顯的經濟效益和社會效益。這些震例說明地震是有前兆的,是可以預報、可以預防的。
2.地震預警的發(fā)展現狀
地震預報和地震預警的區(qū)別在于:地震預報是對尚未發(fā)生、但有可能發(fā)生的地震事件事先發(fā)出通告;而地震預警是指突發(fā)性大震已發(fā)生、搶在嚴重災害尚未形成之前發(fā)出警告并采 取措施 的行動,也稱作 “震時預警”。當地震發(fā)生后,其能量會以兩種波的形式釋放出來:一種是縱波,速度快但破壞能力??;另一種是橫波,其傳播速度較慢,但破壞力巨大,是造成災難的最主要原因。縱波傳播速度約為6km/s,橫波則大約為3.3km/s,根據震源位置的不同,橫波會延后一定時間到達地表。地震探測儀器在檢測到縱波后會立即傳給計算機,再計算出震級、烈度、震源、震中位置后,地震預警系統(tǒng)將搶先在橫波到達城市前通過電視和廣播發(fā)出警報。由于電磁波比地震波傳播得更快,預警甚至可能趕在縱波到達城市之前發(fā)出??紤]到城市離震中位置的差異,預警時間通常在幾秒到十幾秒之間不等,因此,這種預警又被稱為“10秒預警”。地震預警更像是一場和地震波的橫波“賽跑”,在地震的橫波尚未到達時,提醒人們做好防護準備。在地震預警系統(tǒng)爭取來的這段時間內,人們可以通過停止高速列車、從電梯撤離、終止或保護關鍵儀器和設備、將人員撤離到安全地帶等措施,避免人員傷亡和財產損失。預警系統(tǒng)的原理決定了地震預警系統(tǒng)能夠提供的應急時間存在上限。美國一項針對地震預警系統(tǒng)的研究表明,系統(tǒng)對于不到一半的地震,能夠提供10s以上的預警時間;對于絕大多數地震,能夠提供的有效預警時間不超過30s。2008年6月14日,日本東北部的巖手縣和宮城縣等地發(fā)生了7.2級地震。日本氣象廳在此次地震中,在部分區(qū)域實現了由電視等媒體發(fā)布的地震預警。這次地震僅造成7人死亡、200多人受傷。2011年3月11日發(fā)生在日本的9.0級大地震,數百萬日本人在地震波到達前大約1min得知了地震的消息,有效地減少了人員傷亡。在美國,地震預警系統(tǒng)也已在加利福尼亞州投入使用,加州南部著名度假旅游勝地棕櫚泉附近,預計有120個地點都安裝了這種預警系統(tǒng),其目的就是監(jiān)測地震以留給人們得以躲避和逃離的機會,使消防隊員有時間將救火設施移出房外。該系統(tǒng)可與其他設施相聯,地震一旦發(fā)生,消防站大門即可自動開啟,城市的水、汽閥門將自動關閉,醫(yī)院的自動發(fā)電器開始運轉,最主要的是,能夠使學校的孩子們迅速躲避。地震預警系統(tǒng)由于整合度高,對地震臺站密度有要求且需要長期不間斷運作,其部署成本并不低廉,對當地可能有一個長期的經濟壓力。日本和臺灣地區(qū)均為整體設防,因為那里需要防御的總面積小。美國的地震預警系統(tǒng)主要也是針對舊金山周邊區(qū)域。這些防御區(qū)域經濟相對發(fā)達,高科技產業(yè)密集,人口密度大,長期預警的經濟社會價值可觀。中國大陸的地震帶分布十分廣泛,經濟發(fā)展不平衡。目前地震監(jiān)測網絡主要集中在首都圈。中國西部地區(qū)建造地震預警系統(tǒng)的經濟動力不足,但西部地區(qū)卻是地震高發(fā)區(qū),地震造成的災害也更大。
3.討論
近年來,世界范圍內發(fā)生的一系列大地震都沒有得到有效預報,使得人們對地震預報的前景產生懷疑。但地震是不是永遠不能預報,在科學上是一個沒有定論的問題。國際上對于地震預報盡管存在不同看法,但普遍承認地震長期預報還是有可行的辦法的,中期預報也有成功的例子,爭論的焦點是短(期)臨(震)預報。但我們不能因為地震預報難度很大,就放棄這方面的努力。如果我們不做地震預報研究,也就無法真正地認識地震,也就永遠預報不了地震。
我們不能把抗震設防與地震預報對立起來。提高震災防御能力既要靠抗震設防,也離不開地震預報。地震預警系統(tǒng)已被實踐證明是一套有效的避震措施,將在未來的人類防災減災工作中發(fā)揮巨大作用,但地震預警并不能代替地震預報。進一步說,房屋的抗震能力、平時自救常識的普及都會對地震的后果造成影響。同時預警系統(tǒng)也會存在一定的缺陷,越是接近震中,能提供預警的時間就越短;離震中越遠,提供的預警時間越長,但意義也隨之削弱。另外,地震預警因為求“快”,對地震大小、震源等信息的判斷不一定完全準確。 [科]
【參考文獻】
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