人民網北京6月6日電 (王洋 黃玉琦)6月2日,臺灣南投縣發生6.7級地震,福建廣東江西普遍有感。這次地震再次引發網友對地震預報問題的關注。「政在回應」欄目記者就此聯繫了中國地震局,對「地震監測預報」工作給予詳解。
此前,蘆山發生「4.20」強烈地震曾引發網友關於地震「預警」的討論;5月中旬,「南昌防震減災局養狗預測地震」和「合肥市地震局在市野生動物園建觀測站,請動物做預報員」等報導更引發網友對地震監測預報的質疑與提問:地震真的是一種「只能預警不能預報」的自然災害嗎?「使用動物預測地震」已經成為我國地震工作部門預測地震方法了嗎?
帶著這些質疑與提問,「政在回應」欄目記者聯繫了中國地震局,書面採訪了中國地震臺網中心地震預報部副主任蔣海昆,中國地震局工程力學研究所副所長、研究員李山有,中國地震局工程力學研究所強震動觀測研究室副主任、副研究員馬強。他們分別根據自己所負責的工作,在本人專業研究範圍內對網友的質疑與提問進行了回應。
問:中國地震局及各地方地震工作部門的工作人員日常都在做哪些「地震監測預報」工作?
答:在地震監測方面,多在做地震活動及地震前兆的監測;在地震預報方面,有嚴格的周、月、半年、年度及臨時會商制度,依據各類觀測資料對未來不同時間尺度、不同區域的地震危險性進行分析。
中國地震臺網中心地震預報部副主任蔣海昆表示,從國家地震局到省、市、縣級地方地震工作部門在「地震監測預報」方面的日常工作可分為兩大部分。
第一部分為地震監測。中國地震局相關直屬單位及各省地震局下屬地震臺站,大部分力量用於地震活動及地震前兆的監測。全國有眾多的地震臺站用於地震活動的實時監測,其中僅觀測數據實時匯總到中國地震臺網中心的國家基本測震臺網就包括1000多個地震臺,每天數據量約30GB。地震前兆監測又分為定點觀測及流動觀測兩部分,定點觀測在學科上主要包括地殼形變、重力、地震電磁、地下流體、水化學等觀測量,這些數據也是24小時連續觀測,採樣頻率大部分為分鐘採樣,部分達到秒採樣,其中匯總到中國地震臺網中心的約有720多個臺、2350多套儀器的數據,每天數據量約3GB。除定點連續觀測外,還有GPS、流動重力、流動形變、流動地磁等野外流動測量,測量周期根據不同觀測量從半個月1次到1年1次不等,測線總長數萬公裡。
第二部分為地震預報。中國地震局相關直屬單位及各省地震局下屬地震預測部門,有嚴格的周、月、半年、年度及臨時會商制度,主要依據各類觀測資料對未來不同時間尺度、不同區域的地震危險性進行分析。其中年度會商主要給出中國大陸及各構造區域未來1年的地震活動趨勢判定及地震活動水平估計,並劃分下一年度的地震重點危險區及注意地區;半年會商主要對年度會商意見進行跟蹤、修改;日常周、月會商主要對年度危險區及注意地區進行短期及短臨跟蹤。臨時會商主要在中強地震發生後進行,目的是快速判定震後餘震發展趨勢,為抗震救災、災後重建提供決策參考。
問:地震預測、地震預報、地震預警之間有區別嗎?
答:「預測」與「預報」在實際應用中含義略有不同,「預測」指科研人員的一種研究活動,而「預報」則是由政府發布對未來地震活動趨勢的判定信息;「預警」則指在地震發生後但破壞性地震波到來前發出警報,完全不同於「預報」「預測」是在破壞性地震發生前對地震發生的信息進行判定。
蔣海昆副主任解答了網友關於地震預測與地震預報區別的問題:地震預測及地震預報在科學意義上並無本質區別,都是指在地震發生前,基於觀測資料及相關理論,對未來可能發生地震的時、空、強三要素的一種定量估計和判斷。但在實際應用中,「預測」與「預報」有不同的含義,地震「預測」主要指科研人員關於未來地震活動趨勢的科學研究活動,地震「預報」則主要指在科研人員預測研究的基礎上,由相關政府部門正式對外發布的、關於未來地震活動趨勢的判定信息。
同時,中國地震局工程力學研究所副所長、研究員李山有,強震動觀測研究室副主任、副研究員馬強則向「政在回應」欄目記者詳細介紹了何為「地震預警」。他們表示,地震預警是在地震發生後,根據震中附近地震臺站記錄到的地震波初期信息,快速估計地震參數並預測對周邊地區的影響,搶在破壞性地震波到達預警目標地之前,發布地震動強度和到達時間的預警信息,使企業和公眾能夠及時採取應急處置措施,減輕地震人員傷亡和災害損失。換句話說,地震預警的發布時機非常特別,其是在地震發生後、破壞性地震波到來前發布預警信息。
地震發生後,產生的縱波(P波,約6.5公裡/秒)和橫波(S波,約3.5公裡/秒)同時由震源向外傳播。縱波傳播速度較快,但能量相對較小,通常不會造成破壞;緊隨而來能量巨大的橫波,卻是造成危害性破壞的「元兇」。地震預警是要搶出兩個『時間差』,一個是縱波和橫波傳播的時間差,一個是地震波和地震信息以電磁波形式傳播(每秒30萬公裡)的時間差。時間差在震中外圍一定區域內會形成幾秒到幾十秒的預警時間,距震中越遠預警時間越長;地震級別越大,預警範圍就越大,減災效果越明顯。
地震預警是防震減災體系中的一個手段,但並不是能夠完全避免人員傷亡和震災損失的「靈丹妙藥」。因為地震預警技術具有一定的局限性,如存在預警盲區、對中小地震減災效果不顯著、估算的地震參數和預測烈度可能存在偏差等。
關於地震預警與地震預報之間有何區別,李山有副所長和馬強副主任都表示,地震預警與地震預報雖然只有一字之差,但含義卻截然不同。地震預警是在地震發生後但破壞性地震波到來前發出警報,其實質是一種超快地震速報。而地震預報是在破壞性地震發生前,對地震發生的時間、地點和震級等進行判定。
問:我國的地震工作部門使用什麼方法,根據哪些信息進行地震預測、地震預警?
答:地震預測主要力圖通過對大範圍地球物理場和化學場的監測,找到某區域地應力(地下介質所受壓力)持續增強的蛛絲馬跡,從而預測未來的地震。地震預警則在地震發生後,利用震中附近臺站記錄到的地震波形記錄,快速估計地震基本參數(震源位置和震級大小)並預測對周邊地區的影響程度,發布地震動強度和到達時間的預警信息。
蔣副主任向「政在回應」欄目記者表示,地震預測現階段尚有無法逾越的難點。根據現有研究,地震是地下巖石或斷層的突然失穩,失穩的原因是地下介質或斷層強度不足以抵抗周邊區域載荷作用時突然發生的破裂或滑動。因而,發生地震的一個最重要的必要條件是,震中附近區域要有高的應力背景。科學家設想,在震源地區所受壓力不斷增大的過程中,地下介質必然會發生變化,從而導致該區域及附近地球物理場及化學場也隨之發生改變,現有的地震監測、預測思路即主要基於此。
研究人員力圖通過對大範圍地球物理場和化學場的監測,找到某區域地應力持續增強的蛛絲馬跡,從而預測未來的地震。但遺憾的是,由於天然地震大多發生在地下10到20公裡深度,那裡具有極高的溫度和壓力環境。到目前為止沒有任何辦法能夠直接測量震源地方的應力狀況,通過震源機制等間接方法,可以粗略地得到應力場的作用方向,但絕對應力值的大小到目前為止始終無法得知。而上述地球物理場及化學場的觀測都是在地表進行,一方面,地表觀測在多大程度上能夠真正反映地下10公裡以下震源地方的孕震信息尚未有定論,另一方面,地表觀測存在諸多的幹擾因素(例如氣壓、溫度、降水、人類活動等),甄別地震前兆與幹擾非常困難。近幾十年發展起來的GPS、InSar等空-地觀測,也僅是對地表(而非震源地方!)變形的反映。換言之,一方面目前所有用於地震預測的觀測都是非直接的,另一方面到目前為止,尚未有完備的地震孕育及地震預測理論模式,這是當前地震預測困難之根源所在。
而關於地震預警,李山有副所長和馬強副主任解釋,其測定方法為依託實時傳輸的測震臺網或強震動觀測臺網,在地震發生後,利用震中附近臺站記錄到的地震波形記錄,快速估計地震基本參數(震源位置和震級大小)並預測對周邊地區的影響程度,在破壞性地震波尚未傳到某地前,發布地震動強度和到達時間的預警信息,使企業和公眾能夠及時採取應急處置措施。公眾可以採取避震措施減少人員傷亡,重大基礎設施和生命線工程可以實施緊急處置措施避免次生災害,如緊急制動高速列車、及時關閉燃氣管線、關閉核反應堆、停止精密儀器運行等。
問:地震不能預測,只能預警?
答:如若假定地震預測必須是精確到時分秒,則當前確實不可能做到;但若是對某區域未來長時間地震危險性的概率估計,則是一個「長時期、持續不斷的量的積累」的探索過程。同時,我國已經掌握了地震預警關鍵技術,初步研發了預警系統軟體,地震預警示範系統試點正在逐步建設中。
蔣海昆副主任向「政在回應」欄目記者表示,關於地震能否預測的問題,國內外始終爭議不斷。持「地震可以預測」觀點的科學家是從觀測事實的角度進行分析,認為地震雖然具有自組織特性(SO),但並不是時時處於臨界狀態(C),這就為地震預測提供了可能。他們期望在地震孕育趨於臨界失穩的過程中,地震預測會有所反映。
蔣副主任說,如果要求地震預測精確到時分秒,當前確實不可能做到。但若是對某區域未來長時間地震危險性的概率估計,則目前國內外都在持續探索。李山有副所長和馬強副主任也在這個問題上持同樣觀點。他們說,「在現階段,我們能夠對某些類型的地震做出一定程度的預測(預報),但還不能預測(預報)所有的地震,我們做出的較大時間尺度的中長期預報已有一定的可信度,但短臨預報的成功率還仍然較低。」
同時,李山有副所長和馬強副主任向「政在回應」欄目記者透露,中國地震局對地震預警技術十分重視,在「十五」期間便開展了前期探索,特別是在國家科技支撐計劃項目支持下全面開展地震預警技術研究與示範應用。現已經掌握地震預警關鍵技術,初步研發了預警系統軟體,為地震預警在全國範圍推廣提供了技術支撐。目前,福建地區已初步建成由125個臺站組成的地震預警示範系統,2012年9月開始試運行;首都圈和蘭州地區地震預警示範系統正在實施。
2010年初開始申報的國家建設項目「國家地震烈度速報與預警工程」已經進入了國家發改委的立項評審階段,工程擬利用5年左右時間建成由5000餘個地震臺站組成的地震烈度速報與預警系統,實現全國範圍地震烈度速報和覆蓋華北地區、南北地震帶(涉及川滇甘寧等省區)地區、東南沿海地區和新疆西北部地區的地震預警,同時顯著提高我國的地震監測能力並為地震科學研究提供豐富的高質量觀測數據。
問:「使用動物預測地震」已經成為我國地震工作部門預測地震的方法了嗎?
答:我國專業地震監測、預測部門,並未把動物「異常」列為觀測手段。
前段時間,「南昌防震減災局養狗預測地震」、「合肥市地震局在市野生動物園建觀測站,請動物做預報員」等新聞受到網友關注。甚至有地震方面的專家表示「利用動物對地震進行宏觀觀測是從歷次大地震中總結挖掘出來的經驗,也是對地震群測群防的一種」。「政在回應」欄目記者就此提問蔣海昆副主任,類似新聞和觀點的出現是否代表「動物預測地震」已成為我國地震工作部門預測地震的方法?蔣副主任表示,我國專業地震監測預測部門,並未把動物「異常」列為觀測手段。
蔣副主任說,「有些動物確實能夠感知到一些人類自身無法感知的東西,例如已有實驗證明蝙蝠對超音頻振動、狗對超低頻振動的感知靈敏性強於人類。但關鍵的問題是,地震前是否會輻射出這些頻段的信息尚未得到科學證明。同時,許多因素都會導致動物情緒不穩定。所以,我國專業地震監測、預測部門,並未把動物「異常」列為觀測手段之一,但對群眾上報的類似現象,我們會高度關注。」
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