地震预报现状 地震预报问题一直困扰着人类。1949年,前苏联政府开始资助地震预报,于1953年在塔吉克加尔姆地区建立实验场,为国际地震预报研究奠定基础。1956年,中国在12年科技长期规划中提出地震预测研究计划。1966年3月河北邢台地震的发生揭开了我国地震预报研究工作新篇章。接着是积累了海城地震预报经验的同时却未能对唐山地震做出短临预报,使人们认识到预报经验总是有局限性的,实现地震预报有其艰苦性。从20世纪80-90年代以来,地震事业更是长足进展,建立了现代化的观测台网和数据传输系统;开展了几个地震预报实用化公关研究的5年计划;加强了前兆仪器研制和方法的计算机程式化及其它相应的抗震减灾应急和灾害评估研究。本世纪以来,观测台网的优化和数字化、地震预报基础理论的研究和GPS观测和研究的开展等都推进了地震预报事业的发展。现在,测震、形变、电磁、流体等观测24小时连续监测,数据不断由最新通讯方式传输到分析中枢,及时进行计算机处理,使全国地震动态及时掌握并在各方面力求与国际接轨,中国已成为全球地震科学研究及应用的重要力量。中国的地震预报研究经过近40年的努力取得了很大的进展,但困难仍是巨大的、主要的。 地震预报思路 1906年美国旧金山地震、1923年日本关东地震和1976年中国唐山地震使旧金山、东京和唐山瞬间夷为平地;1920年宁夏海原地震和1976年唐山地震死亡人数分别达23.4万和24.2万人,成为20世纪地震灾害之最,而21世纪一开始人们面临的是印尼地震海啸造成的更大灾难,死亡人数突破30万。 长期以来,世界范围内的地震科学家坚持不懈、孜孜不倦地记录、描述和探索着地震到底是怎么回事,但对地震的成因机理及其形成过程和影响因素等仍是知之甚少。在此期间,尽管1975年,中国对海城地震(M=7.3)、1999年海城岫岩地震(M=5.4)都有相当好的短临预报,增强了人类对预报地震的信心,但地震预报,尤其是短临预报仍然是当今人类面临的科学难题。长期找不到“必震”的信息或确定性理论、方法,长期找不到用于判定无例外会发生大地震的特定地震前兆现象或多种前兆异常组合现象。而地震灾难增加了人们对地震短临预报企求的紧迫感,目前的观测条件和地震孕育理论基础上的地震预报研究思路探讨作为十分重要的问题提了出来。 20世纪70-80年代人们模糊地认为地震发生的本质是“起因于断层运动”引起“地壳中储藏的应变能量释放”,并用板块理论进行初步解释。肖尔茨等人的膨涨模式被广泛应用。前苏联认为“地质学和固体物理学是地震的科学研究密不可分的两个基础,综合观测和综合预报应是两项基本的工作。前兆观测对预报的意义在于它要与对孕震过程的理论认识相协调,要一定程度上解决地点与强度的中期预报,重点是解决时间预报问题。”上世纪90年代日本学者浅田敏发表“推进地球科学”一文,指出“现在地球科学比以往更加需要从全球观点进行研究”。其它日本地震科学家也认为“以往那种分别在大地测量学、地震学、火山学、地球电磁学、地球化学、地形学、地质学和岩石学等领域研究各个自然现象基本过程的方法固然很重要,而阐明形成许多过程之间多层次结构的相互作用的实际状态及机制却是根本之所在。”美国国家研究理事会地震委员会主席乔丹在“地震科学的研究”一文中认为:地震的科学研究大致从两个方向,一是试图在全球的框架上考虑地震的发生,关注研究从岩石圈的脆性影响和地球深部力的作用引起地球的复杂性;其次是由学科活动的研究新发现去关注地震预报及一些地震的特殊场效应。目前这两条研究路线间的距离在缩短,那是建立在具有动态相互作用的、相互关联的断层网络基础上去寻求地震活动过程的“地震系统科学”。 综上所述,地震短临预报研究思路可概括为:在地球整体观的指导下,进行以场求源、场源结合,有物理基础的阶段性综合追踪预报。在这个思路下,以下几点要着重强调。 首先是以场求源的观点。从理论上说,源、场是建立在孤立震源体的假定之上的,即孕育过程累积的能量和地震时释放的能量都体现在震源体的形成上,于是根据地震的大小和余震的分布,反演出一个个有明确边界的震源体,并作为多种异常产生的根源。但事实上,一个孤立的震源体蓄积不了强震群所需的能量,解释不了为什么在十分短暂的时间内,很小的区域内会发生一系列的强地震。如2004年12月印尼发生引起海啸的8.7级地震后,半年左右又发生一次8.5和多次7级强震,形成连发。又例如,1975年海城地震发生前的4天,也就是还没有发生直接前震之前,人们的注意力还在辽东南,直到前震系列相当突出,即震前的一天多才正式指出了海城发生较大地震的危险性,这说明单源场的观念无法解决从多异常点中选准发震地点的问题。诸如此类的例子很多。这些都迫使我们不得不建立一种区域孕震的观念,由此自然地引伸到地震前兆场的分析?熖岢鲆猿∏笤吹墓鄣恪<丛谠けㄑ芯恐幸?以面带点,注重前兆的动态演化过程,而不能局限于前兆现象的“一孔之见”。要通过各种途径分析断层活动、固体潮动态和大地前兆场状况,最终落到构造剪应力场或地震视应变场的演化分析。这就是预报思路的基本点:场的动态监视、源的过程分析。 其次,在社会的需求和地震预报科学水平间的矛盾不能回避的情况下,必须不断创新预测方法和提高预测水平。地震异常分析要建立统计类比、层次分析、场演化的关联观、阶段观及非线性发展论。 正如著名地球物理学家,俄罗斯学者萨多夫斯基指出:“非线性研究已导出重要结果,证明了地球物理对象的非静止性——地球不断地改变着自己的性质,地球内部始终发生着大量的各种现象,这种现象既在整体上改变地球的性质,也改变地球某些部分的性质,地球在时间上处于发展中”,这可能“从根本上制约了地震预报水平,何况目前情况下无论资料、方法、技术还极不成熟”。因此我们还须不断的调整、拓展视野。非线性研究是一个很好的思路。 第三,要提高预报水平,必须做好预报理论基础的研究。在探索地震孕育、发生的机理时,如大地构造活动、地震发生的动力源及机制、地震活动的能量积累方式、地壳介质非稳态、前兆时空转移、多应力集中点等都是研究课题的范围。 地震预报实施 具体实施时,重要的一方面是形成能为预报所用的监测基础,满足获得地震前兆对观测技术基本要求,前兆观测要“长期、连续、准确、可靠”,前兆观测值要“稳定”,对出现的“干扰”要基本有底。 在较好的观测基础上,具体追踪预报做法为:渐进式、突变式阶段预报(长中短临时间预报);逼近式预报(地点预报);预报判据:异常指标、标志体系;预报方法:多学科的综合分析。这样,依据地球场、源、环境统一的整体观?煼治鲆斐H禾迨薄⒖铡⑶俊⑻卣骷把莼?过程,参考历史震例、岩石实验研究、进行动态追踪式的经验性、概率性的预报。在当前扩大数字地震观测基础上,还应努力实现数字地震预测实用化技术,提高震情分析的科技水平和地震预测预报能力。 为了达到地震预报预期目标,争取长期预报更加科学,中期预报成功率不断提高,短临预报有新的突破。地震工作者们正在为减轻诸如唐山地震那样的严重震害不懈努力着。 |