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对地震预报的一点看法Comments>>

发表于 2008-05-28 16:36 | Tags 标签:,

[编辑霍森布鲁斯按] 8.8,这个普通的数字用在描述地震级别的时候,意味着灾难已经到来。因为全球平均8级或8级以上的巨大地震每年才1-2次,属于巨大的地震,而且这次智利地震发生在城市的周边,因此特别受重视。灾难的发生是我们迄今也无力阻止的一个事实,在内心里,我们希望能够退而求其次预测它何时发生,以最大程度地得以规避它毁灭性的后果。但实际是,我们一次次遭受地震突如其来的洗礼,毫无预兆。年初的海地地震,刚刚发生的智利大地震,夺去了太多鲜活的生命。为什么人类一次次被自然玩弄于鼓掌,我们能做什么?空错的这篇旧闻提供的讯息或许可以帮助我们客观的看待地震预测问题。

看到吾无五物写的“从天气预报到地震预报”的文章,想起周秀骥院士5月20日在中科院地学部举行的汶川地震院士座谈会上关于天气预报的精彩分析,这段时间又恰好聆听了陈颙院士对地震预报的见解,觉得比较这两种预报非常有意义,为了更好地理解地震预报所处的阶段,我们不妨回顾一下气象预报走过的路程。(文章根据陈颙院士的分析整理和扩展而成)

天气预报

17世纪以前,天气预报(这里指短期的气象预报)主要也是停留在观察天象(例如华北地区的“旱刮东风不雨,涝刮东风不晴”这个谚语)、物象(例如蚂蚁搬家,燕子低飞)的经验性预报阶段。

17 世纪以后,温度表和气压表等气象观测仪器相继出现,气象台陆续建立(一开始是单台,后来发展为气象台网),人们开始根据气压、气温、风、云等要素的变化来预报天气。今天,天气预报已经走上了物理预报的道路,取得了很大的进步。在一些先进国家,24小时的降雨预报,可以给出某一地点降雨的时间和强度,除偶尔失误外,基本准确。这种进步,主要归功于两个方面的因素:

一,天气图。自从100多年前欧洲出现第一个气象观测台网,编制了第一张天气图开始,人类对于大气的观测就进入一个新的时代。利用天气云图,以及高压区不会下雨,低压区可能下雨等科学认识,天气预报进入了物理预报的时代。至今,全世界成千上万个气象台,每个台都可以得到实时的全球观测资料,对天气演变的分析也从二维发展到了三维;

二,数值天气预报。20世纪50年代以来,动力气象学原理、数学物理方法、统计学方法等广泛地应用于天气预报。大气运动的规律(湍流除外)已基本清楚,大型计算机可以快速求解大气运动方程,进行数值预报。

天气预报的进展就建立在这些坚实的科学基础上面,尽管如此,目前的天气预报也难做到完全准确,好的预报也只能达到70%-80%的准确率。

地震的短期预报

地震的短期预报比天气预报困难要多得多,我认为主要的原因是现阶段还无法实时得到 “地下云图”。

虽然从20世纪60年代开始,美国率先建立了世界标准地震台网WWSSN,将单独的台站发展为台网,可以让全世界在最短的时间内获取地震的发震信息。但是地震台网主要得到的是震后(而非震前)的资料,没有大的天然地震,人们很难研究清楚地震的机制和原理,这可能也是地震研究的无奈;不巧的是天然地震发生的频率低,发生的时间和震源位置不精确(定位精度存在较大误差),因此台网对地震的监测目前还属于“被动”阶段,利用天然地震很难得到精确的关于地下结构及其演化的“地下云图”。虽然石油勘探界可以利用4D地震获取地下油气的运移状态,但是探测区域及其有限,成本相当高,无法用于监测深达几十公里、上万平方公里区域的地下结构及其变化(天然地震震源深度通常为几十公里,而且和地震密切相关的活断层通常也有几百公里长)。

利用GPS或遥感得到的也只是地面(而非地下)的信息,很难据此准确推断地下结构。这也就是大家所说的“上天容易入地难”。经过长期的构造变迁,地下岩石中充满了各种尺度的断层、节理和褶皱,它的运动规律远比大气更为复杂。在不同的地理构造环境、不同的时间阶段,不同震级的地震都显示出相当复杂的孕律过程。也就是说地震预报的经验很难从这个地区“拷贝”到另一个地区。

地震的发生具有“成串性”。在一串地震中,震级最大的地震为主震,紧随主震且震级小于主震的地震都称作余震,主震之前发生的地震称为前震。对于有前震的大地震(如1975年海城地震),有一定的预报能力。而对于没有前震的大地震(如1976年的唐山地震以及这次汶川地震),预报则变得十分困难。全世界的统计资料表明,有前震的大地震占大地震总数的比例不到十分之一。

所以,目前还不能不用经验性的预报方法。经验性预报主要也是通过分析过去已发生的地震,寻找其中的统计规律,并用于预报以后的地震。但是用经验性方法预报地震比经验性预报天气还要难,主要是因为对于一个地区(特别是对于震中区域)来说,地震发生的重复性时间是很长的,几十年、几百年或者上千年都有可能,而进行科学研究的话,都有统计样本。地震的统计样本要比天气预报少得多。

正因为地震预报尚处在经验性预报这个阶段,就会伴随着两种特定的现象:

一、动物的异常行为、奇特天象等所谓地震的宏观前兆异常问题。从1966年邢台地震至今的40多年里,国内外许多人对此进行了生物学机理、生物特出感知功能、地磁场触发原理等研究。但是到目前为止,这些宏观异常都缺乏十分确凿的科学依据。从另外一个角度说,即便这些异常迹象可以作为预报地震的参数,地震监测人员也不能仅仅依靠某一个单独的异常事件做出地震预报,因为这种异常可能只对应极小的发震几率。一旦误报地震,损失往往同样惨重。

二、出现了一批基于经验性预报的业余预报员。他们的探索精神值得钦佩,他们的研究值得鼓励和支持,但是他们应该认识到经验性预报的局限性,应该认识到预报结果的社会性,肩负科学探索和社会责任,谦虚谨慎,积极加强与专业预报员的合作。

但是可以相信如果地震预报像天气预报一样,从经验性过渡到物理性预报,以上两种现象就会慢慢消失。

地震的长期预报

和短期地震预报不同,地震的长期预测是可以实现的,这主要基于地震学家对断层和地质构造的研究。地震的长期预报比气候预报(气象的长期预报)要强,这是因为大地震发生的地点一定与大的地质构造有关,一次8级大地震不会发生在像鄂尔多斯地台这样的稳定的地质单元。人类对于断层等地质构造的研究已经有几百年的历史,这些知识提供了地震长期预报的基础信息。而对于气候预报来说,明年多雨少雨,洪涝发生在何处,判断则很困难。

如果我们把地震预报分成:以预测未来大地震发生地点为目标的长期预报,和以预测未来大地震发生时间为目标的短期预报。从1956年第一个全国中长期科学技术规划开始,我们在长期预报方面取得了明显的进步,地震动参数区划图的问世就是最好的例子”

最后,以美国地震学会通报(BSSA)对海城地震预报的评价作为结束:尽管海城地震的预报集合了迷惘困惑、经验分析、直觉判断和良好运气,它毕竟是第一次在实践上没有以失败而告终的大震预报的尝试。

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15 Responses to “对地震预报的一点看法”

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  2. janvier说道:

    我比较赞同这位博主的比较客观、严谨的观点。希望博主如有时间,以后能为大家介绍一下我国其它几次临震预测成功或失败的例子。

  3. janvier说道:

    更正一下:“很赞同”。

  4. 敲石头的人说道:

    不错,支持!

  5. 桔子帮小帮主说道:

    1.防灾、预报,任重道远。
    2.还有地震美术书法摄影展!
    3.我也喜欢空错写的东西。

  6. janvier说道:

    帮博主补充一下相关的专业资料。我认为博主的一些话就是这些资料的一部分小结。
    http://club.beelink.com.cn/dispbbs.asp?boardid=168&Id=337357

  7. kongcuo说道:

    谢谢。大多数想法并不是我的,我只是想把他人一些好的想法用简单的语言表述出来,让更多的人理解。对地震预测问题的看法也只有真正作过预测的人才说得深刻。若要更深入地了解海城地震预报,可以看下面这篇文章(英文),介绍地很详细。学术期刊网上也有不少地震预测的文章:
    WANG K L, CHEN Q F, SUN S H, et al. Predicting the 1975 Haicheng Earthquake[J]. BSSA,2006,96(3):757-795

  8. nwnon说道:

    也是在这里,廖永岩先生的文章里说美国、日本这些代表先进技术的国家他们的地震是断层水平位移(有本翻译过来的讲地震的书,画的图也是农场栅栏震后变成两段,相隔十几米),而我国地震是断层垂直位移,垂直的。
    我就想了,与水平位移不同,那么大面积的土地,厚度几公里至十几公里,它要上升或下降,由此引起的地应力变化、地阻变化、水氡变化、地磁变化等等,应该监测得到吧?可不可以说有中国特色的地震不是很适应别人的先进经验呢?
    这些疑惑很希望有专业人士解惑,先谢谢了!
    另外楼主说这次汶川地震是没有前震的,各人认为这个问题也许几十年后会有分晓。

  9. liuzhaowind说道:

    敢问,你是学地学的么?敢问你看得懂那些图么?
    你知道地壳多厚?地幔多厚?岩石圈又是怎么划分的么?地震发生在哪儿?

    你又知道全球最深的井,又是多深么?中国才打多深么?告诉你,连地壳的平均厚度都没打穿呢!
    送颗卫星进太空,比起打口井到地下,不从技术、材料等角度考虑,仅仅从钱上考虑,有多么悬殊么?
    还有,顺便提一句,动物不能预测地震,它们只不过能比人类更敏锐的感觉纵波,因为破坏主要是比纵波要慢三分之一的横波带来的。
    现在全球只有日本可以做到地震预报,但时间是10秒。
    如果你有兴趣作地震预报,建议你还是从地球物理的角度着手更靠谱儿一点儿。

  10. Geo鸭子说道:

    还是楼上的,圈里有句话,上天容易,入地难。很自豪的告诉你,我父母是学航天的,我是学地球科学的,就是地质,Geosciences。所以我很清楚,地学与航天的共同与不同。太空中飞是他们的事儿,其他星球就是我们的事儿了,叫做天体地学

  11. 匿名说道:

    博主写得很精彩、很严谨,比某些自认为专业的人士们强多了!顺便说一句,本人是学地学的,从事地震工作20多年。

  12. 江湖客说道:

    生物预报地震比较准确

  13. 江湖客说道:

    生物预报地震比较准确

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