在刚刚过去的二十世纪里，数以千计的破坏性地震袭击了世界上众多的国家和地区，造成了大约 150 万人的死亡和难以计数的巨大经济损失。一份关于二十世纪全球地震活动和地震灾害的综合报告认为，二十世纪的地震灾害，包括人员伤亡和直接经济损失，比以往任何世纪都要严重得多，二十世纪地震灾害创历史之最。

从致灾的速度来讲，地震的危害无疑位于洪涝、干旱、飓风、风暴潮等各种突发性自然灾害的首位。由于成灾速度极快，地震发生时常使人猝不及防，这是地震导致人员严重伤亡的主要原因。据统计， 在二十世纪发生的灾难性地震中，死亡人数达 1 万人以上的地震有28 次，其中死亡 5 万人以上的地震 7 次，10 万人以上的地震 4 次，20 万人以上的 2 次。1902 年 8 月发生在我国新疆阿图什的 8 级地震， 是二十世纪第一个死亡人数逾万人的特大地震。1935 年 5 月巴基斯坦 7.5 级地震、1970 年 5 月秘鲁 7.7 级地震和 1990 年 6 月伊朗鲁德巴尔 7.3 级地震，死亡人数均超过 5 万人，其中秘鲁 7.7 级造成 6.68 万人丧生。1908 年 12 月意大利西西里岛 7.5 级地震和 1923 年 9 月日本关东 8.2 级地震的死亡人数分别达到 12.3 万人和 14 万人以上。1920年 12 月海原 8.5 级地震和 1976 年 7 月唐山 7.8 级地震，其死亡人数分别高达 23.4 万人和 24.2 万人，这两次地震均发生在我国大陆内部， 是二十世纪里死亡人数最多的特大地震。至于过去百年内死亡人数达数百至数千的地震更是不胜枚举。在经济损失方面，地震的危害同样令人触目惊心。1994 年 1 月美国洛杉矶 6.7 级地震，损失 170 亿美元；而 1995 年 1 月日本阪神 7.2 级地震和 1999 年 8 月土耳其伊兹米特 7.8级地震，其经济损失分别高达 1000 亿美元和 200 亿美元，创地震历史上经济损失之最。纵观二十世纪地震灾害，具有地震灾害逐年加重， 死亡人员以 10%至 30%的幅度递增，经济损失以 10 倍乃至 100 倍的幅度增长，城市地震灾害尤其是城市地震灾害中次生灾害（如火灾等）也变得格外严重起来等显著特点。这些显著特点可以给我们以下警示。

城市：防御震害的重点。城市作为国家、区域经济社会发展的中心和重点，对国家、区域政治、社会稳定和经济发展起着举足轻重的作用。震灾表明，现代城市一旦遭到大地震的突然袭击，由于城市的特点而酿成大量人员的伤亡，使城市各种生命线工程遭到致命破坏， 引发种类很多的次生灾害，使社会问题更为严重，影响到周围地区， 有时还会引发政治问题等。一般的大地震可使一个城市或国家的区域经济社会发展进程延缓 20 年，对城市社会经济产生持久的不利影响。

1923 年的日本关东地震、1976 年的中国唐山地震、1985 年的墨西哥地震和 1999 年的土耳其地震，均使这些国家的大城市遭到空前的劫难。从灾害严重性角度看，将城市作为防御的重点是理所当然的。

选址是防御震灾的前提。城市工程设施建设的抗震设防的主要三个环节，即选址、设计、施工。其中的选址是基础也是前提，首先要对城市工程设施的建设场地进行地震安全性评价即工程地震工作。

1985 年 9 月 19 日，墨西哥海岸发生 8.1 级和 7.6 级两次大震，距震中 400 公里的墨西哥城遭到严重破坏，城市人口 1800 万，遇难约 9000人，伤 3 万人，市区大部分小学校和 10 层以上楼房严重破坏，楼房倒塌上千栋。致灾的主要原因是由于墨西哥城及其周围的下面为死火山区，海拔 2220 米，雨水顺斜坡贮存在一层层沙砾粘土之间，形成古老的湖床盆地区。400 年前这里是一片湖泊，湖泊干涸后，由于建设需要不断地在其上填埋，实际上是个沼泽地，市区只要挖 2 米深就会有地下水涌出，城市地基普遍呈下沉趋势。墨西哥市地区就是在地震专家称为“一大盆肉皮冻”上建设发展为现代化城市。市中心许多建筑物造在基岩上厚 1.5 英里的高含水沉积岩上，期间不断地过量开采地下水，地面不断下沉，形成高地震烈度区，易于滑动的含水沉积层和地基极其松软，加剧了地震的破坏力。大量的事实表明，一个城市或城市的建筑物，如果场地选择不好，后患无穷。

关键在于切实做好震前设防。希腊雅典大地震，虽然只持续了10 秒种，却毁掉了 100 多幢大型建筑，而那些上千年的古代建筑却丝毫无损。我国台湾省地震后，人们发现许多受灾楼房都像骨牌一样向一侧倾倒，而不是人们想像中的瓦砾状。专家分析其原因是现在城市房屋建筑中一二层大多是商场，造成建筑整体承重头重脚轻。这些倾覆建筑在设计方面存在着严重缺陷。回顾历史，其实大自然早已给过我们警示。唐山地震给人们的惨痛教训是这个城市建设中没有抗震设防措施。前苏联亚美尼亚 1988 年 12 月 7 日发生的 7.1 级地震，使离震中 20 公里的都市夷为平地，直接经济损失超过 100 亿卢布。其原因主要是在城市建设中片面强调节约，追求建设速度而忽视抗震措施，加上建筑质量差，施工粗糙，致使 5 层以上建筑破坏严重，倒塌很多。因此，根据抗震设防要求和建设场地地震安全性评价意见，把好建筑质量关，是切实做好灾前防御工作的重中之重。

未雨绸缪，建立有效的地震应急机制。1999 年 8 月土耳其地震发生后，该国政府对灾区救灾工作做了应急措施部署，但是，在西北地震灾区震后的头两天，许多人只能依靠自己的力量自救互救，看不到政府的救援力量；震后第五天，科贾埃利省的一些村庄仍然没有看到任何援助的迹象。地震后 40 小时，许多灾区的人仍在用手挖掘， 用笨重的大铲、铁镐等农用手工工具去救人。另外，自外省市主动赶往萨卡里亚灾区参与救灾的各种工程车辆，包括大、小上百辆挖土机， 皆因各处道路遭倒塌的大楼封死，无人清障，无人出面引导车辆，2/3 的车辆  “无用武之地”，人员缺乏救灾经验，不知如何下手。灾区一片指责、咒骂和怨声。其原因是没有建立有效的、完善的地震应急体制，忽视了这一关键环节。我们应从其中总结出经验教训，不必讳疾忌医，对可能发生在我们身边的灾难要未雨绸缪，建立和完善具有现代化的预警体制和应急反应机制，并落到实处，在灾害发生前做好充分的准备。

生命呼唤现代救助技术。唐山地震时，在废墟下与死神搏斗 8 天7 夜的王树斌，眼睁睁地看着他爱人和身边的难友以及护士因被预制板等构件埋压得不到及时救出而一个个陆续死去了。士耳其地震时， 俄罗斯救援队在现场废墟中发现 17 个被压埋人员，其中 2 人已死，4人救出生还，另 11 人被压在废墟下面。因缺乏吊车等救助设备而无法施救，人们只能眼看着他们受尽折磨而离开人间。在现代社会和城市现代化的时代，我们要接受大震灾救灾的教训，依法从速从快研制开发出方便、快捷、有效的求助高新技术与装备，以抢救出更多的生命，为人类造福。

重视地震火灾等次生灾害。二十世纪全世界地震引发的重大火灾一般均在现代化大城市。1906 年旧金山地震火灾，烧毁市区总计达

10 平方公里的面积，大火持续了 4 天。1923 年日本关东地震死于地震火灾的人数占地震死亡总数的 70%-80%（地震死亡人数 14.4 万人，其中烧死者超过 10 万）。1994 年美国洛杉矶地震火灾和 1995 年日本阪神地震火灾损失堪称上世纪 90 年代世界大城市火灾损失之最。引发火灾原因是城市生命线工程的先天性脆弱，它们“不堪一击”，诸如煤气管道破裂，大型燃料、化工品被震毁，等等。为此，我们首要的还是要从城市规划入手，严格禁止在居民区生产和储存易于产生严重次生灾害的物质。二是对易于产生地震次生灾害的重要建筑物和构筑物进行地震安全性评价，确定抗震设防要求。三是推广应用新技术、新材料。如“不燃建筑材料”或建设“不燃区”。最大限度地减少地震次生灾害的隐患。
 

4 年后，中国或将实现地震预报！

撰文    李岩

十年过去了，提起那场造成近 7 万人死亡、1 万人失踪的大地震， 我们仍然深感痛心。

几天前，在汶川地震十周年之际，成都高新减灾研究所（以下简称减灾所）发布消息称，其已在四川、云南两省开始建设中国首个地下云图网。

这张云图网并非现实意义的网络，而是一整套系统。建成后一旦得到验证，将可以实现对于云图网覆盖地区的地震预报。这意味着， 地震预报这一困扰全世界的难题，有可能将被中国突破。

这套“中国造”的地震预报系统究竟是如何工作的，政知见（微信 ID：bqzhengzhiju）带着种种疑问对地下云图网带头人、减灾所所长王暾博士进行了专访。

地震预报需看图说话政知见：地震预警和预报有什么区别？

王暾：预警，意味着地震发生后被立即探测到，然后向有可能波及到的区域发出预警。预报，则是在地震发生前，预测出某一区域可能发生地震的概率。有必要的话，发出警报。

目前，我们团队研发的地震预警系统技术指标达到世界领先。而地震预报方面，全球范围内还没有一个类似于地下云图网的系统建成。

政知见：请简要介绍一下这是一个怎样的系统，如何实现地震监测和预报？

王暾：目前的规划中，川滇地下云图网拟在四川、云南建设 2000 个地下云图监测站。其中，每一个传感器监测的是在两三秒内能够反映地下 10-20 公里的应力和能量的物理量。这样我们就能够快速、实时地知道地下 10-20 公里的应力和能量的变化。传感器实时监测的数据，再通过网络传输到预报中心，预报中心汇集这些数据后可以自动的生成地下云图。通过地下云图，我们可以实现地震的预报。

政知见：地下云图怎么形象地理解？

王暾：实际上，地下云图反映的是地下 8-20 公里的应力和能量的动态演化图。在视觉表达上，你可以把它想象成天气预报中所绘制的动态云图。云图中有一些云彩在上空飘，对应到地下，也是这个意思。天气预报所用云图里，如果这个地方云彩多，那么很可能就会下雨。地下云图中，应力大的地方发生地震的可能性就高，震级呢则和应力区域的面积有关，发生的时刻和“应力云”变化的速度有关。

气象动态云图

三项创新打造中国地震预报体系政知见：监测地下应力就可以预测地震，这个原理是您的团队发现的么？

王暾：应力和地震之间是有关系的，二者之间的联系以往是已经被发现和承认的了。但是同时，也有很多学者认为，导致地震的原因要更为复杂，比如有人认为月球的运动可能导致地震、旱涝的变化可能导致地震等等。有可能的原因很多，或者说决定性因素不明朗，这也是一直以来地震预报难以突破的原因。

在这个理论层面，也就是地震预报的原理层面，我们所做的创新在于“化繁为简”。

通过一系列研究我们认为，地震只是一个力学过程，地震的发生

只与应力、能量的积累程度和断层的断裂强度有关，而与应力积累过程无关。即对临震预报而言，不需要考虑地震孕育的复杂性。举个例子，我们想看一个妊娠期女性多久后会生小孩，只需要观察其胚胎就可以，而不需要去研究受精过程。也就是说，我们将以往具有很多参数、变量的事情从理论上简化了，只聚焦在应力。因此我们得出结论， 以探测应力为核心的地下云图是地震预报的必要条件。

政知见：除了理论创新，其他方面还有什么创新？

王暾：除了确定下来原理，第二个创新是在应用方面，解决如何探测到应力的问题。

我们自主创制了更加高效的传感器，这种传感器虽然安装在地

表，却可以通过物理学方法迅速探测到地下 8-20 公里的应力，响应速度是秒级的。

而以往已有传统的探测应力手段，反映的应力、能量变化都不是实时的。比方说，通过观察水位或者通过 GPS 观察地表位移所观察到的，甚至可能是上万年前的地下应力变化，这和临震预报肯定是无关的。

第三个创新，我们解决了如何将这些参数转化为一张方便识别的地下云图。从前端的理论，到中间的探测环节，到最后转化阶段对数据的分析，我们自主研发了一整个的地震预报体系。

预报的时间、地点将是一个区间

政知见：反复提及地下 8-20 公里，为什么选择监测这样一个范围？

王暾：历史经验表明，对人类有破坏性的地震的震源深度几乎都小于 20 千米，例如海城地震、邢台地震、唐山地震、汶川地震、九

寨沟地震的震源深度都小于 20 千米。另外，震源深度小于 8 千米的地震的震级难以大，因为深度太小时，应力和能量积累难以很大，所以震源深度小于 8 千米的地震的震级一般小于 5 级。

因此，川滇地下云图网的主要科学目标是解决浅源（深度小于

20 千米的）破坏性地震的临震预报科技。

政知见：这套系统什么时候能发挥作用？

王暾：我们发布消息的时候，说的是期待着未来用 1 到 2 年建成川滇地下云图网，但目前来看很可能用不了那么久，也许今年有望建成。总之，地下云图网组建完成后，将再用 3 年左右地下云图网采集

10 个左右 5 级以上的破坏性地震的案例，进行地震预报的内部技术试验，再进行地震预报的逐步公开试验，若成功，将通过政府进行基于地下云图的地震预报的公开服务。

由于四川、云南自身的特点，其地震发生频率比较高，统计显示， 其每年发生 5 级以上地震大于 3 次。因此我们有理由相信可以在 3 年

内采集 10 个左右 5 级以上地震的案例。

政知见：如果成功，预报精度如何？

王暾：地震预报只能给出一个时间区间，不可能精确发震时刻； 只能给出震中的区域，不可能精确到一个点。

举个例子，如果系统验证成功，那么以今天为原点，预测未来三周或者三天甚至三小时，某一个区域内地震发生的概率是可能的。但无法精确到告诉你几点几分、在哪里一定会发生地震。当我们预测地震发生的概率达到一个需要警戒的值的时候，将根据规范发出提醒， 让大家提前做好准备。

政知见：如果成功，会把技术推向国外吗？

王暾：这是一定的，我们始终定位在服务全人类的角度。因为地震预报，是造福于人类的事情，不是一个用来赚钱的事情。如果成功， 会让世界看到中国的创新能力。