破解地震预报难题的一条途径 陆其鹄

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(国杰老教授科技咨询开发研究院)

谢谢许多网友对我2025年12月2日“再谈地震预报”一文的关注与评论。今天继续向各位汇报一些想法和做法,主要说说如何破解地震预报这个难题。我们的办法是:地方为主,多取信息,先报无震,再报有震。不当之处,敬请赐正。

1. 地方为主,多取信息

(1)地方为主

一次大地震的主要破坏区一般几千平方公里,大体上是一个县的范围,地方为主宜责任到县。但具体的地震震中未必总在行政区划的中心,所以邻县间要信息互通,数据共享。关于灾害问题,十年前中央就提出防灾、减灾、救灾属地化管理为主。对于地震灾害,救灾工作地方为主落实得很好。中央又提出以防为主,要预防地震,就得在地震前打个招呼,就得抓地震的预测预报。防震减灾法也明确了县级政府地震预测的任务。所以,地方为主是中央早就提出来的,问题在于如何贯彻落实中央精神。

问题是,地震预报是公认的世界难题,一个县的科技力量能担得起这个重任吗?地震研究界的主流派认为这是不行的,然而,历史事实又没有支持这种观点。上世纪70年代,中国成功预报过多次大地震,都是县里面先报的。龙陵地震办就三个人,在县委的坚强领导下成功预报了两次7级地震。但地震预报仍然还是报错的多、报对的少。原因在哪里,我们认为是没有认真分析地震预报到底难在哪里。我们认为,地震预报不是难在需要很深奥的理论,而是难在每次大震的发生发展过程都不一样。每次大震发生的地点不一样,各个地方的背景情况不同,导致发生大震的因素太多太多。这恰恰说明,地震预报更需要依靠地方,需要以地方为主,各个地方分别寻找各个地方地震孕育过程的特征。

(2)多取信息

地震预报靠的就是前兆信息。上次文章里已经举过几个例子,说明了由于信息缺失而导致的遗憾。多取信息包括两个方面,一是信息的数量要多,二是信息的类别要多。数量多,就需要多设观测站点。譬如,气象预报,地面的气象站全国约10万个。对于地震预报,一般震源深度10公里左右,观测台站太密也没有必要,可与气象站分布密度相当,可暂定10公里左右间距一个测站。如有困难,一个县至少要有4个站,能把一些小震的震源位置定出来。观测台站配备的观测设备类别宜10种以上。

地震前兆信息就是地震在孕育过程中产生的各种现象。由于每次地震的孕育过程不可能完全相同,所以不同地震孕育过程中出现的前兆信息也会千变万化。我们已经认识了一些地震前兆信息,但还有很多信息我们还没有认识。震前动物行为异常到底是什么原因,至今也没有弄清楚;有人说地震前有地震云;有人说地震前人体也有反应;有人发现地震前大气电场会有变化,而且已经摸索出一些规律;有人发现了震前次声信号的变化;有人认为天气干旱与地震有关系,提出了旱震论;有人用自己提出的ATTA方法预报地震,等等。这些都还需要继续深入研究,而更需要付诸努力的是探索我们目前还不知道的地震前兆信息。有许多事情已超出了我们已有的认知,我们不能用已有的认知去判定尚未被认识的事物的是与非,更不能把现在尚未认识的事物轻易扣上一个“伪科学”的帽子。要说什么什么是伪科学,必须要有根有据。地震预报毕竟是个世界难题,要想解决,不能总是套在一个框框里,必须坚持多路探索,思维必须要创新。因为,到底哪条路走得通,仍然是一个正在探索的问题。地方为主就得地方做主,地方上要充分发挥主观能动性,用什么方法(包括“伪科学”),用什么设备(包括土设备和洋设备),布置什么样的观测系统,等等,应由地方上探索更适合、更有效的途径和方法。在这方面,实际上还没有老师,都是学生,都在摸索。中国有三千来个县,各个县都行动起来,都有自己的办法, 多路探索,百条路、千条路去探索,破解地震预报难题的成功率应该是很高的。

2. 为什么提出先报无震再报有震?

简单的回答就是,因为“有大震”报不准。从实用角度看,报不准,就很难采取相应的应对措施,地方政府难办,老百姓心里也没有底。 长期以来,一直认为地震是一种随机事件,所以只能是概率预报。于是,精力都投放在如何提高报准的概率上。半个世纪以来,许多人为此不懈努力,想了许多新方法,识别了许多新信息,地震预报水平明显有所提高;但是半个世纪以来,多次大震,人员屡次伤亡,却一次也没有向公众预报过。为什么?因为没把握,还做不到确定性预报。转来转去,这种状态一直改变不了。我们觉得应该換一个思路,不要只盯着提高报准的概率,而更应关注预报的确定性,要想办法突破确定性的地震预报。我们认为,无震预报也是地震预报,而且也是有用的,就像天气预报,刮风下雨要报,大晴天也要报。

回顾历史,中国发生过多次大地震,每一次大地震前都有前兆信息。尽管我们现在能识别的前兆信息还不太丰富,但己经能得出这个结论了,如果我们取得的信息大量增加,大震前显现的前兆信息会更多。反言之,什么前兆异常信息都没有,那就肯定不会发生大地震。只要确认什么前兆信息都没有,就可以做出无震的确定性预报。所谓无震,是指本地近期无震,简称“无震”。什么情况才能说“什么前兆异常信息也没有”?必须以了解大量前兆信息为基础,并且通过监测确认“本地近期”没有地震前兆异常信息。所以,要报准无震,也得要有大量信息。

3. 报“本地近期无大震”的实际意义

中长期预报划出了一些地震危险区或地震频发区,但到底什么时候会发生地震?不知道。地震危险区地方政府随时都要准备大震应急,广大群众心里也总有这么一个阴影,这个包袱得没完没了地背着。如果哪个县报了“本县近期肯定无大震”,这个县的老百姓心里就有底了,就可以安心地生活,工作,学习。如果各个县都这样做,全国绝大部份县的绝大部份时间都可以解脱出来。根据己有的资料,从统计的角度来看,平均一个县可以连续七、八十年报本县“近期无大于5级地震”,更大震级的地震发生概率就更低了。

报“本地近期无大震”,这个近期是多长?可以报今后三个月,预报的依据是过去的半个月、一个月、三个月的本地地壳活动情况。这些情况每天都要跟踪处理,如情况有变化,往后三个月或半年的预报意見可以修改。“近期无大震”的预报是滾动式预报,今天报今天后某一段时间,明天又报明天后的某一段时间。地震发生有一个孕育过程,不会在很平静的背景下突然发生。今天报三个月无大震,明天不会变成三天内有大震,所以对近期无大震的预报是可以放心的。

报“有震”,就是传统概念的地震预报,要把可能发生地震的时、空、强三要素都报出来,这仍然是很难的。如果全国各个县都进行近期无大震的预报,而有些县没有把握报“无震”,那这些县就“可能有震”。这就用排除法把可能发震的地点圈出来了,完成了发震地点的预报。我们的目的是要报大震,这就要进一步对无法做“无震”预报的县域进行筛选,看看有没有可能发生大震的地方。这种筛选也是比较难的,筛选的依据仍然是前兆活动情况。一般地讲,将要发生的地震震级越大,出现地震前兆信息的范围也越大。据统计,一个5级震,200公里以内有26%的地方能观测到地震前兆;6级震300公里以内有29%的地方能观测到地震前兆;7级震500公里以内有29%的地方能观测到地震前兆。如果将要发生大震,前兆信息的强度和频度也会明显增加。经验已经证明了这些定性关系,具体规律如何,各个地方得在搜集大量信息的基础上进行深入研究。报近期无地震容易,只要什么地震前兆异常都没有,就可以报。无震当然包括无大震。但如果已经出现一些前兆异常,要确定“本地近期无大震”就比较难。各地要自己摸索经验,上面说的情况可供参考。根据本地发生中小地震时前兆异常的时、空、强特征,外推无大震的判据。无大震必须是确定性预报,不敢确定就别报。这样,可能发震的区域被圈在一个很小的范围,各支地震预报力量,就可以把多年来积累的地震预报方法和经验用到这里来,大家来追踪预报地震。用不着在全国这个大海里去捞针。然而,这毕竟仍然是个难题,未必有把握报准。这时,地方政府就得本着生命至上的原则,必要的时候当机立断,启动应急预案,确保人员生命安全。

4. 地震前兆异常判定

首先要明确什么是地震前兆。前边已提及,地震前兆信息就是地震在孕育过程中产生的各种现象。地震震源处在地壳内,地壳无时无刻不在运动,地震是地壳运动的一种极端表现形式。地壳运动会产生各种各样的信息,对尚未发生的地震而言,这些信息都在震前,可称为震前信息。震前信息並不一定是地震前兆信息,只有与孕震区活动有关的震前信息才是地震前兆。地震,我们主要关心大地震,它的形成过程是需要相当一段时间的,并不是有前兆信息就马上会有地震。只有当前兆信息出现的频度和强度明显增强,出现了所谓“前兆异常”,才可能发生地震。地震前兆异常一般是一种具有某些特征的信号或不同类型信号的组合。

地震前兆信息一般有以下一些特点:

(1)多品类 地震孕育过程中会伴随多种能量转换过程,这些过程会产生多种前兆信息(譬如,声、光、电、震、大地变形、地下水质变化等信息)。多种前兆信息存在内在关联,可相互印证。

(2)时间同步性 在不同测点上,同一种前兆信息往往在同一时间段上显现,表现出了时间同步特征。地震前兆信息的时间同步性反映的是这些信号的同源性,即,它们都源于地震孕育区这个同一源头。但要注意剔除不是孕震区这个源头的同源信号。譬如,磁暴发生时许多测点都会同时观测到磁场异常,这些异常信号虽属同一源头,但这个源头不是孕震区,而是磁暴,所以不能误认为地震前兆。

(3)空间指向性 地震前兆信息的时、空、强的分布对于圈定孕震区具有指向性意义。前兆信号一般强度随离开孕震区的距离增加而衰减,利用这些信号“衰减性”可以反向圈定孕震区,同时也证明了这些信号是地震前兆信号。

另外,各地方在分析地震前兆信息时应注意以下两点:

(1)借鉴已有前兆信息特征 前人通过实践,已经了解到很多大震前兆信息特征。这些信息特征都可以作为判定所观测到的信息是否为地震前兆的依据。我们要学习前人的经验,而且自己也要努力探索积累经验。

(2)关注前兆异常信息特征 受大震孕育过程的控制,大地震前的前兆异常信息往往具有一定的时空变化规律和特征。譬如,大震前常常发生微小地震,当微小地震在空间上出现“成核”、“成带”、“围空”等现象,在时间上出现“平静-密集-平静”、“频度剧增”等现象时,则可能就是前兆异常,就要密切关注。

5. 我国在地震预报方面的优势

我国从事地震工作的人员有数万人,从中央到地方上的各区县,都有负责地震工作的部门,这是世界上任何一个国家都没有的。

坚持地方为主,各个县站好岗放好哨,报本县近期无震或可能有地震是能够做到的。把可能发生地震的地方圈出来以后,专业力量再到那里充分发挥作用,再去追踪预报有无可能发生大的地震,我们认为这条路子是能够走通的。

大家想办法,多路探索,群策群力,地震是能够预报的。地震预报的经验和水平会在实践中不断积累、不断提高。

以上各点抛砖引玉,供大家参考。不当之处请指正,谢谢。返回搜狐,查看更多

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