余豐晏
(云南省地震局,云南 昆明 650224)
在剛過去的2014年,中國云南地震頻發(fā),僅魯?shù)橐粋€6.5 級地震,就造成617 人死亡、112 人失蹤、3143 人受傷的悲劇。接踵而至的地震災(zāi)難,慘重的人員傷亡不禁讓人們屢屢追問,地震究竟能否預(yù)報?回顧半個世紀(jì)以來中國地震的預(yù)測預(yù)報歷史,了解國內(nèi)外地震預(yù)測預(yù)報發(fā)展的現(xiàn)狀,分析我們的國情乃至省情,有助于社會公眾,尤其是處于多震省份的人們,對這個問題作出清醒的思考與判斷。
早在新中國建立初期,我國就在中國科學(xué)院內(nèi)設(shè)立了地震臺站等地震工作機構(gòu),主要任務(wù)是地震觀測、現(xiàn)場考察、人才培訓(xùn),但沒有統(tǒng)一的管理機構(gòu),人員和機構(gòu)都比較分散。
真正有組織的開展地震預(yù)測預(yù)報工作是在1966年邢臺地震之后[1]。邢臺地震發(fā)生后,中國內(nèi)地地震活動頻繁,相繼發(fā)生渤海、通海、爐霍、永善等一系列強震,在周恩來總理的親自關(guān)懷下,我國逐步建立起全國性的地震工作機構(gòu),并開始大規(guī)模地開展地震觀測、研究與預(yù)報探索工作。1975年海城地震的成功預(yù)報猶如一枚催化劑,極大地鼓舞了全國上下的預(yù)報熱情,“群測群防”成為具有中國特色的地震預(yù)測預(yù)報模式。1976年唐山地震發(fā)生后,舉國反思,進入了對地震前兆觀測手段和預(yù)測方法進行清理、評價的階段。1988年瀾滄~耿馬地震后,我國加強了對地震應(yīng)急的探索。2000年,在全國防震減災(zāi)工作會議上,正式提出要建立健全防震減災(zāi)“三大工作體系”,即地震監(jiān)測預(yù)報、地震災(zāi)害預(yù)防、地震緊急救援工作,標(biāo)志著地震預(yù)測預(yù)報不再是地震部門唯一的主體工作。2008年汶川地震后,國家地震部門成立專門的總結(jié)與反思機構(gòu),開展了地震預(yù)測預(yù)報思路、方法大討論,從各方面尋找防震減災(zāi)工作有效服務(wù)社會的線索,試圖破解地震預(yù)報困局;2014年,實施政策研究重點任務(wù)“防震減災(zāi)融合式發(fā)展暨服務(wù)新型城鎮(zhèn)化建設(shè)研究”,探索防震減災(zāi)工作融入國家經(jīng)濟社會發(fā)展的新途徑。但是,無論地震工作領(lǐng)域如何拓展,到目前為止,中國仍是世界上唯一把地震預(yù)測作為專業(yè)地震部門社會責(zé)任和工作任務(wù)的國家,甚至有人比喻說,在預(yù)測地震上,美國如果是小學(xué)生的話,那么中國就是博士生。
地震預(yù)報是對未來破壞性地震發(fā)生時間、地點和震級的預(yù)測,包括長期(10年內(nèi))、中期(1~2年內(nèi))、短期(3 個月內(nèi))和臨震(10 日內(nèi))預(yù)報。該項研究起步于上世紀(jì)50年代,最早源于1948年的阿什哈巴德7.5 級地震。當(dāng)?shù)氐乃牡刭|(zhì)工程師震后在整理自來水公司的地下水化學(xué)測試數(shù)據(jù)時發(fā)現(xiàn),震前水氡濃度異常增高,震后恢復(fù)。這引起前蘇聯(lián)科學(xué)家的注意,認(rèn)為地震是有前兆的,于是開始了大量探索工作。
美國在1964年阿拉斯加地震后制定地震預(yù)報研究規(guī)劃,并于上世紀(jì)80年代在加州帕克菲爾德建立了地震預(yù)報實驗場。日本政府從1964年開始推行地震預(yù)報研究第一個5年計劃,并持續(xù)至今。前蘇聯(lián)在上世紀(jì)60年代在中亞和遠東地區(qū)建立了一系列地震預(yù)報實驗場,開展現(xiàn)場研究和基礎(chǔ)性的實驗理論研究。同期,德國、法國、英國也與土耳其合作開展了地震預(yù)報研究,希臘、意大利則相繼開展了地中海地震預(yù)報方法試驗[2]。就研究方法而言,西方國家在地震預(yù)報研究中十分重視機理研究,試圖從理論上弄清地震的整個物理力學(xué)過程[3]。中國的地震預(yù)報通過從實踐中總結(jié)經(jīng)驗,逐漸形成一套長、中、短、臨階段性、漸進式預(yù)報思路和工作程序[4],基本屬于經(jīng)驗性預(yù)報。
在地震預(yù)報方面中國曾經(jīng)取得過可喜成績,如1975年海城地震。震前3 天觀測到數(shù)以百計的小地震,震前一天(2月3 日)地震部門報告營口、海城地區(qū)可能要發(fā)生一次大地震;4 日遼寧省政府召開緊急會議并向各市、地(盟)發(fā)出電話通知。資料顯示,通知下達后,各界群眾緊急動員,積極采取措施,甚至有的電影院還貼出了“因地震改為露天放映”的布告。當(dāng)日19 時36 分,海城發(fā)生7.3級地震。震中地處人口密集地區(qū),但人員傷亡僅占人口總數(shù)的0.32%,損失降低到了最低程度。海城地震是人類歷史上第一次準(zhǔn)確預(yù)報強震,也是國際上唯一承認(rèn)的、具有科學(xué)意義和社會效益的成功預(yù)報,被中國地震界視為里程碑式的事件。的確,即便在40年后,當(dāng)我們回過頭再來看海城地震的預(yù)報過程時,心里也會不由不贊嘆這美妙的“臨門一射”。
事實上,中國成功預(yù)報的地震絕不僅是海城地震。1976年我國還成功預(yù)報了云南龍陵7.3 級地震、四川松潘—平武2 次7.2 級地震。最近十年也有幾次較好的預(yù)報,比如2007年6月3 日寧洱6.4 級地震預(yù)報,就得到了云南省人民政府和中國地震局的通報表彰與獎勵。用百度搜索“地震預(yù)報”,就可搜索到7 個成功案例。
但是,地震預(yù)報還遠未過關(guān),失敗的慘痛要遠多于成功的記憶。就在人們信心滿滿等著捕捉下一次大地震時,突如其來的唐山地震幾乎瞬間摧毀整座城市,導(dǎo)致24.2 萬人死亡;2008年的汶川地震造成8 萬多人死亡;還有近在眼前的玉樹、蘆山等7級地震。類似的情況在其他國家也比比皆是:2004年印尼蘇門答臘9.3 級地震,地震及其激發(fā)的海嘯導(dǎo)致24 萬人死亡;2010年海地太子港7.3 級地震,23 萬人死亡;2011年日本福島9.0 級地震,不僅致死近2 萬人,還損壞核電站引起嚴(yán)重核泄漏。面對這些強震,無論是西方的物理預(yù)報還是中國的經(jīng)驗預(yù)報,震前都未能奏效,都沒有作出短臨預(yù)報。接連的災(zāi)難導(dǎo)致國內(nèi)、國際地震學(xué)界對地震預(yù)報的巨大爭議以及社會公眾的廣泛質(zhì)疑,地震預(yù)報不斷遭遇“滑鐵盧”,陷入尷尬境地;而多次大震的漏報、虛報也讓地震工作者顏面盡失,信心遭受一次次重創(chuàng)。
1997年,《科學(xué)》(Science)雜志發(fā)表《地震不能預(yù)報》一文,在科學(xué)界內(nèi)外引起強烈反響,地震預(yù)測預(yù)報研究走入低谷。2008年,美國地質(zhì)勘探局曾就地震預(yù)報問題做出過一次正式回應(yīng),指出無論是美國地質(zhì)勘探局還是美國加州理工學(xué)院或者任何其他科學(xué)家都沒有預(yù)報過一次大地震。在可預(yù)見的未來他們不知道如何預(yù)報,并且也不打算知道[5]。2009年,英國BBC 地平線系列做了一期紀(jì)錄片《我們?yōu)槭裁床荒茴A(yù)報地震》,試圖說明地震是極其復(fù)雜的過程。
在國內(nèi),唐山地震的漏報使地震學(xué)界的主流專家一下子找不到了方向,5 名科學(xué)家聯(lián)名向中央寫信,建議撤銷地震局,理由是:地震預(yù)測還處于科學(xué)研究階段,遠遠沒有到可以實用的程度。巨大的壓力下,就連曾經(jīng)成功領(lǐng)導(dǎo)過四川松潘—平武地震預(yù)報的梅世蓉先生也聲稱“地震不能預(yù)測”。而汶川地震后,從事專業(yè)研究的地震部門一再檢討自己“犯的錯誤”。
人們不禁要問,地震預(yù)報究竟還有沒有必要搞?地震預(yù)報到底是一個難題,還是一個本質(zhì)上不可能的問題?如果是前者,它可能是困難的,但卻是極有價值的,這種價值未必表現(xiàn)于應(yīng)用,僅就基礎(chǔ)研究而言也是重要的;如果是后者,那就是毫無意義的了。
我們真的束手無策了嗎?事實上,地震預(yù)報難,這是全世界多數(shù)學(xué)者公認(rèn)的;但地震預(yù)報本質(zhì)上不可能,卻不是業(yè)界的共識。
那么地震預(yù)報究竟難在哪里?概括各種觀點,突出困難有3 個:一是地球的不可入性讓人們無法直接深入地球,觀測地震孕育的物理過程,只能依靠在地表設(shè)一些臺站,觀測、推測數(shù)據(jù)的變化與地底下的聯(lián)系;二是地震前兆異常難以識別,已有的絕大多數(shù)異常與地震關(guān)系并不唯一,它們可能是地震異常,也可能不是[6]。通過IASPEI(國際地震學(xué)和地球內(nèi)部物理聯(lián)合會)評定的地震前兆已經(jīng)很少,依然有人提出不但要對地震前兆進行統(tǒng)計檢驗,還有必要對統(tǒng)計檢驗標(biāo)準(zhǔn)本身也進行檢驗[7];三是如何用異常來準(zhǔn)確判斷地震發(fā)生的時間、地點和強度。地震的重復(fù)周期長、概率小、演變復(fù)雜,現(xiàn)有樣本難以總結(jié)規(guī)律。上述3 個難點,對地震預(yù)報常用的地震地質(zhì)、地震前兆和地震統(tǒng)計方法而言,每個都會造成地震預(yù)報實踐的“腸梗阻”。
但是業(yè)界的專家并沒有放棄,有數(shù)據(jù)和事實為證。2004年9月28 日,地震學(xué)家在帕克菲爾德地震試驗場守候多年的6 級地震終于發(fā)生了,雖然比預(yù)測的時間整整晚了11年。同年,《自然》(Nature)雜志刊登《思路的劇變》,指出地震預(yù)測預(yù)報研究開始出現(xiàn)升溫[8]。另外,以Earthquake prediction 或Earthquake forecast、forecasting 為主題詞,在中國科技信息研究所進行SCI 檢索,結(jié)果顯示地震預(yù)測預(yù)報研究固然稱不上是一個熱的研究領(lǐng)域,卻也在平穩(wěn)發(fā)展[2]。汶川地震發(fā)生后,《南方周末》記者再度采訪《地震不能預(yù)測》4 位作者之一Kagan,他認(rèn)為對于個別地震的預(yù)報從科學(xué)上來說是不可能,但是對于一個地震發(fā)生的可能性是可能預(yù)測或預(yù)報的。長期預(yù)報對公共設(shè)施(房屋、道路等)的建造和保險率的設(shè)定很重要,短期預(yù)報可以減輕損失。應(yīng)該說,出現(xiàn)轉(zhuǎn)折不是偶然的,新技術(shù)的應(yīng)用和堅持不懈的探索是促使這一轉(zhuǎn)折出現(xiàn)的重要原因。
國際上對于地震預(yù)測確實有不同看法,但爭論的焦點是短臨預(yù)測,中長期預(yù)測還是有辦法的。國際著名的日本地震學(xué)家安藝敬一(KeiitiAki)曾在答記者“關(guān)于地震預(yù)報問題”的提問時指出:“海城地震預(yù)報成功了,但唐山地震預(yù)報失敗了,這就是當(dāng)前的地震預(yù)報現(xiàn)狀。”這一回答非常巧妙地指出,處于開創(chuàng)期的地震預(yù)報實際上就是一個探索過程,有成有敗,并不奇怪。即便是在悲觀情緒蔓延的汶川地震后,中科院院士、地球物理學(xué)家陳運泰仍然堅持,地震是否永遠不能預(yù)測在科學(xué)上是沒有定論的,爭論雖激烈,但不是一個“少數(shù)服從多數(shù)”的問題,不能因為難度大就放棄[9]。
從上述情況可以看出,地震學(xué)家們對地震預(yù)報的研究和思考一刻也沒有停止過??梢哉f,正是這些深入、理性的思考,使得地震學(xué)家沒有因為爭論、失敗和困難而放棄努力。
更深層次的原因則來自深厚、強大的社會需求。根據(jù)20 世紀(jì)全球資料統(tǒng)計,地震所造成的死亡人數(shù)超過所有自然災(zāi)害人員死亡總數(shù)的一半,“殺傷率”居群災(zāi)之首。大陸動力環(huán)境分析顯示,2004年蘇門答臘島9.3 級地震后,全球已進入巨大地震相對活躍時段。上個世紀(jì),地震造成的死亡人數(shù)超過100萬,有人預(yù)言本世紀(jì)可能會是上個世紀(jì)的10 倍。緊迫的地震形勢、巨大的社會需求,決定了地震預(yù)報必然要進入人類科學(xué)研究的領(lǐng)域,也必然會引起政府、社會和公眾對地震預(yù)測預(yù)報和預(yù)防工作的高度重視。
中國政府高度重視防震減災(zāi)工作,在黨的“十八大”報告中首次提出加強防災(zāi)減災(zāi)體系建設(shè),提高地震災(zāi)害防御能力。因為,中國占全球陸地面積的7%,20世紀(jì)卻發(fā)生了全球大陸35%的7 級以上地震,地震死亡人數(shù)占全球49%左右,居各國之首[10]。我國50%的國土面積位于7 度以上的地震高烈度區(qū)域,包括23 個省會城市和2/3 的百萬人口以上大城市。而自2001年昆侖山口西8.1 級地震,中國內(nèi)地西部及鄰區(qū)已經(jīng)發(fā)生了多次8 級左右地震。能事先預(yù)報地震,是政府、社會和公眾最強烈的愿望,尤其是在像我國這樣人口眾多、居住環(huán)境差、震災(zāi)頻繁的欠發(fā)達國家。放棄地震預(yù)報,猶如自斷其臂。譬如醫(yī)學(xué)上許多癌癥,雖然目前辦法不多,但醫(yī)學(xué)研究依然在繼續(xù),研究機構(gòu)也并沒有被撤銷。因為人們堅信,沒有堅持的過程,就不會有攻克的結(jié)果。地震預(yù)報研究作為一門科學(xué),也理應(yīng)同樣得到人們的理解和寬容。
云南是我國地震最多、成災(zāi)率最高的省份之一,震災(zāi)頻繁、嚴(yán)重已成為云南的基本省情之一。根據(jù)國家頒布的《中國地震烈度區(qū)劃圖(1990)》,云南省國土面積全部處于6 度以上的地震烈度設(shè)防區(qū),其中7~9 度高烈度設(shè)防區(qū)的面積為84%,包括112 個縣(市)。所以云南的防震減災(zāi)工作在汶川地震后不但沒有削弱,反而更進一步強化,省政府連續(xù)開展2 個5年計劃,投資超過百億,實施全面加強預(yù)防和處置地震災(zāi)害能力建設(shè)的“十項重大措施”(2008年6月2 日《云南日報》全文刊發(fā)該決定)和“十項重大工程”,全面提升我省防震減災(zāi)能力。其中第一項措施(工程)就是進一步提高地震監(jiān)測預(yù)報能力和水平。
面對國家以人為本、經(jīng)濟社會和諧發(fā)展、人民安居樂業(yè)的需求和企盼,地震預(yù)報沒有退路,只有迎難而上。
地震監(jiān)測是地震預(yù)報的基礎(chǔ)。對國內(nèi)在一線搞預(yù)報的同志來說,最苦惱的問題是:因為儀器和環(huán)境的原因,用于支撐預(yù)報的監(jiān)測資料現(xiàn)在沒有過去可靠了。隨著經(jīng)濟社會的發(fā)展,對觀測環(huán)境的破壞日益增多,“十五”換代的數(shù)字儀器映震性、穩(wěn)定性又比模擬儀器差了很多,原來清晰可見的一些地震前兆現(xiàn)在摸不著規(guī)律了。如云南地形變觀測,曾經(jīng)較好預(yù)報過多次6 級以上地震,觀測儀器數(shù)字化改造后,每年能用的資料比以前少了很多,以前是6級地震大部分不會漏,現(xiàn)在是不知道會不會有6 級地震。針對這樣的情況,加強攻關(guān)解決儀器問題、加強執(zhí)法減少和避開環(huán)境破壞、合理規(guī)劃布設(shè)臺網(wǎng),這都是我們現(xiàn)在人力可為的,我們要盡力而為。
雖然,我們現(xiàn)在還不能判定1年、1 個月或哪一天會發(fā)生地震,但當(dāng)我們看到某些現(xiàn)象的時候,應(yīng)用已經(jīng)積累的經(jīng)驗對某些區(qū)域的地震活動水平做一些相對客觀的估計,是可以做到的。比如云南地震部門在看到東部地震危險性增加后,提出東部強震的活動趨勢,為此云南省政府每年拿出5 個億對危險區(qū)的房屋進行抗震建設(shè)。農(nóng)居抗震設(shè)防取得的顯著效果,相信大家從2014年魯?shù)?.5 級地震和盈江6.1 級地震的死亡人數(shù)(前者617 人死亡,后者零死亡)就能清楚看到。認(rèn)識到什么程度,說什么程度的話;有什么能力,發(fā)揮什么能力,可能會讓在夾縫中生存的地震部門得到更多的理解和認(rèn)可。
既然,人類要預(yù)測地震還要經(jīng)歷漫長的過程,那么在探索預(yù)報的基礎(chǔ)上,學(xué)習(xí)國外的先進經(jīng)驗和做法,加強對建筑物抗震和地震預(yù)警系統(tǒng)的研究與投入,在防御上多下工夫,這是我們能做的,也是可以直接見效和受益的。比如,2012年中國鐵路總公司和中國地震局共同推進高速鐵路地震安全戰(zhàn)略合作以來,已攻克多項關(guān)鍵技術(shù),準(zhǔn)備進行試驗驗證。這對提升高鐵應(yīng)對地震災(zāi)害能力具有非常重要的意義。而對于輸油氣管線、核電站等重大工程,地震預(yù)警同樣可以幫助提早采取應(yīng)對措施避免次生災(zāi)害。
雖然,地震研究是一項科技型、公益性事業(yè),但防震減災(zāi)卻是一項龐大的社會系統(tǒng)工程。它不僅依靠地震預(yù)測預(yù)報,更依靠全社會防震減災(zāi)綜合能力的提升。如果說實施建筑物抗震是硬實力的提高,那么宣傳普及地震知識、提高社會公眾防震減災(zāi)意識和素質(zhì),則可以說是防震減災(zāi)軟實力的提高,這是我們可以做的。
固然,地震部門服務(wù)社會經(jīng)濟發(fā)展的方式還有很多,比如減隔震技術(shù)、材料的推廣應(yīng)用,水庫誘發(fā)地震、火山地震的監(jiān)測與研究,地震保險試點及制度設(shè)計,推進城市地震安全等等,但是地震預(yù)測預(yù)報始終是地震研究的根本,增強地震預(yù)報探索的生命力、提高預(yù)報對防震減災(zāi)的貢獻率,是我們不能也不應(yīng)忘記的,必須常抓不懈。只有尚未認(rèn)識的事物,沒有不可認(rèn)識的事物,這是馬克思說的。堅定信心、振奮精神,理清思路、多措并舉,恐怕是目前我們最需要做的事情。
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[10]國家防震減災(zāi)規(guī)劃(2006-2020年).