精确预测暂做不到 观测动物“异常”也非预测手段 - 中国地震局回应监测预报质疑

去年の3月11日なにしてた VICTIMS MAY BE LESS

  人民网北京6月6日电 （王洋 黄玉琦）6月2日，台湾南投县发生6.7级地震，福建广东江西普遍有感。这次地震再次引发网友对地震预报问题的关注。“政在回应”栏目记者就此联系了中国地震局，对“地震监测预报”工作给予详解。

    此前，芦山发生“4.20”强烈地震曾引发网友关于地震“预警”的讨论；5月中旬，“南昌防震减灾局养狗预测地震”和“合肥市地震局在市野生动物园建观测站，请动物做预报员”等报道更引发网友对地震监测预报的质疑与提问：地震真的是一种“只能预警不能预报”的自然灾害吗？“使用动物预测地震”已经成为我国地震工作部门预测地震方法了吗？

    带着这些质疑与提问，“政在回应”栏目记者联系了中国地震局，书面采访了中国地震台网中心地震预报部副主任蒋海昆，中国地震局工程力学研究所副所长、研究员李山有，中国地震局工程力学研究所强震动观测研究室副主任、副研究员马强。他们分别根据自己所负责的工作，在本人专业研究范围内对网友的质疑与提问进行了回应。

    问：中国地震局及各地方地震工作部门的工作人员日常都在做哪些“地震监测预报”工作？

    答：在地震监测方面，多在做地震活动及地震前兆的监测；在地震预报方面，有严格的周、月、半年、年度及临时会商制度，依据各类观测资料对未来不同时间尺度、不同区域的地震危险性进行分析。

    中国地震台网中心地震预报部副主任蒋海昆表示，从国家地震局到省、市、县级地方地震工作部门在“地震监测预报”方面的日常工作可分为两大部分。

    第一部分为地震监测。中国地震局相关直属单位及各省地震局下属地震台站，大部分力量用于地震活动及地震前兆的监测。全国有众多的地震台站用于地震活动的实时监测，其中仅观测数据实时汇总到中国地震台网中心的国家基本测震台网就包括1000多个地震台，每天数据量约30GB。地震前兆监测又分为定点观测及流动观测两部分，定点观测在学科上主要包括地壳形变、重力、地震电磁、地下流体、水化学等观测量，这些数据也是24小时连续观测，采样频率大部分为分钟采样，部分达到秒采样，其中汇总到中国地震台网中心的约有720多个台、2350多套仪器的数据，每天数据量约3GB。除定点连续观测外，还有GPS、流动重力、流动形变、流动地磁等野外流动测量，测量周期根据不同观测量从半个月1次到1年1次不等，测线总长数万公里。

    第二部分为地震预报。中国地震局相关直属单位及各省地震局下属地震预测部门，有严格的周、月、半年、年度及临时会商制度，主要依据各类观测资料对未来不同时间尺度、不同区域的地震危险性进行分析。其中年度会商主要给出中国大陆及各构造区域未来1年的地震活动趋势判定及地震活动水平估计，并划分下一年度的地震重点危险区及注意地区；半年会商主要对年度会商意见进行跟踪、修改；日常周、月会商主要对年度危险区及注意地区进行短期及短临跟踪。临时会商主要在中强地震发生后进行，目的是快速判定震后余震发展趋势，为抗震救灾、灾后重建提供决策参考。

    问：地震预测、地震预报、地震预警之间有区别吗？

    答：“预测”与“预报”在实际应用中含义略有不同，“预测”指科研人员的一种研究活动，而“预报”则是由政府发布对未来地震活动趋势的判定信息；“预警”则指在地震发生后但破坏性地震波到来前发出警报，完全不同于“预报”“预测”是在破坏性地震发生前对地震发生的信息进行判定。

    蒋海昆副主任解答了网友关于地震预测与地震预报区别的问题：地震预测及地震预报在科学意义上并无本质区别，都是指在地震发生前，基于观测资料及相关理论，对未来可能发生地震的时、空、强三要素的一种定量估计和判断。但在实际应用中，“预测”与“预报”有不同的含义，地震“预测”主要指科研人员关于未来地震活动趋势的科学研究活动，地震“预报”则主要指在科研人员预测研究的基础上，由相关政府部门正式对外发布的、关于未来地震活动趋势的判定信息。

    同时，中国地震局工程力学研究所副所长、研究员李山有，强震动观测研究室副主任、副研究员马强则向“政在回应”栏目记者详细介绍了何为“地震预警”。他们表示，地震预警是在地震发生后，根据震中附近地震台站记录到的地震波初期信息，快速估计地震参数并预测对周边地区的影响，抢在破坏性地震波到达预警目标地之前，发布地震动强度和到达时间的预警信息，使企业和公众能够及时采取应急处置措施，减轻地震人员伤亡和灾害损失。换句话说，地震预警的发布时机非常特别，其是在地震发生后、破坏性地震波到来前发布预警信息。

    地震发生后，产生的纵波（P波，约6.5公里/秒）和横波（S波，约3.5公里/秒）同时由震源向外传播。纵波传播速度较快，但能量相对较小，通常不会造成破坏；紧随而来能量巨大的横波，却是造成危害性破坏的“元凶”。地震预警是要抢出两个‘时间差’，一个是纵波和横波传播的时间差，一个是地震波和地震信息以电磁波形式传播（每秒30万公里）的时间差。时间差在震中外围一定区域内会形成几秒到几十秒的预警时间，距震中越远预警时间越长；地震级别越大，预警范围就越大，减灾效果越明显。

    地震预警是防震减灾体系中的一个手段，但并不是能够完全避免人员伤亡和震灾损失的“灵丹妙药”。因为地震预警技术具有一定的局限性，如存在预警盲区、对中小地震减灾效果不显著、估算的地震参数和预测烈度可能存在偏差等。

    关于地震预警与地震预报之间有何区别，李山有副所长和马强副主任都表示，地震预警与地震预报虽然只有一字之差，但含义却截然不同。地震预警是在地震发生后但破坏性地震波到来前发出警报，其实质是一种超快地震速报。而地震预报是在破坏性地震发生前，对地震发生的时间、地点和震级等进行判定。

    问：我国的地震工作部门使用什么方法，根据哪些信息进行地震预测、地震预警？

    答：地震预测主要力图通过对大范围地球物理场和化学场的监测，找到某区域地应力（地下介质所受压力）持续增强的蛛丝马迹，从而预测未来的地震。地震预警则在地震发生后，利用震中附近台站记录到的地震波形记录，快速估计地震基本参数（震源位置和震级大小）并预测对周边地区的影响程度，发布地震动强度和到达时间的预警信息。

    蒋副主任向“政在回应”栏目记者表示，地震预测现阶段尚有无法逾越的难点。根据现有研究，地震是地下岩石或断层的突然失稳，失稳的原因是地下介质或断层强度不足以抵抗周边区域载荷作用时突然发生的破裂或滑动。因而，发生地震的一个最重要的必要条件是，震中附近区域要有高的应力背景。科学家设想，在震源地区所受压力不断增大的过程中，地下介质必然会发生变化，从而导致该区域及附近地球物理场及化学场也随之发生改变，现有的地震监测、预测思路即主要基于此。

    研究人员力图通过对大范围地球物理场和化学场的监测，找到某区域地应力持续增强的蛛丝马迹，从而预测未来的地震。但遗憾的是，由于天然地震大多发生在地下10到20公里深度，那里具有极高的温度和压力环境。到目前为止没有任何办法能够直接测量震源地方的应力状况，通过震源机制等间接方法，可以粗略地得到应力场的作用方向，但绝对应力值的大小到目前为止始终无法得知。而上述地球物理场及化学场的观测都是在地表进行，一方面，地表观测在多大程度上能够真正反映地下10公里以下震源地方的孕震信息尚未有定论，另一方面，地表观测存在诸多的干扰因素（例如气压、温度、降水、人类活动等），甄别地震前兆与干扰非常困难。近几十年发展起来的GPS、InSar等空-地观测，也仅是对地表（而非震源地方！）变形的反映。换言之，一方面目前所有用于地震预测的观测都是非直接的，另一方面到目前为止，尚未有完备的地震孕育及地震预测理论模式，这是当前地震预测困难之根源所在。

    而关于地震预警，李山有副所长和马强副主任解释，其测定方法为依托实时传输的测震台网或强震动观测台网，在地震发生后，利用震中附近台站记录到的地震波形记录，快速估计地震基本参数（震源位置和震级大小）并预测对周边地区的影响程度，在破坏性地震波尚未传到某地前，发布地震动强度和到达时间的预警信息，使企业和公众能够及时采取应急处置措施。公众可以采取避震措施减少人员伤亡，重大基础设施和生命线工程可以实施紧急处置措施避免次生灾害，如紧急制动高速列车、及时关闭燃气管线、关闭核反应堆、停止精密仪器运行等。

    问：地震不能预测，只能预警？

    答：如若假定地震预测必须是精确到时分秒，则当前确实不可能做到；但若是对某区域未来长时间地震危险性的概率估计，则是一个“长时期、持续不断的量的积累”的探索过程。同时，我国已经掌握了地震预警关键技术，初步研发了预警系统软件，地震预警示范系统试点正在逐步建设中。

    蒋海昆副主任向“政在回应”栏目记者表示，关于地震能否预测的问题，国内外始终争议不断。持“地震可以预测”观点的科学家是从观测事实的角度进行分析，认为地震虽然具有自组织特性（SO），但并不是时时处于临界状态（C），这就为地震预测提供了可能。他们期望在地震孕育趋于临界失稳的过程中，地震预测会有所反映。

    蒋副主任说，如果要求地震预测精确到时分秒，当前确实不可能做到。但若是对某区域未来长时间地震危险性的概率估计，则目前国内外都在持续探索。李山有副所长和马强副主任也在这个问题上持同样观点。他们说，“在现阶段，我们能够对某些类型的地震做出一定程度的预测（预报），但还不能预测（预报）所有的地震，我们做出的较大时间尺度的中长期预报已有一定的可信度，但短临预报的成功率还仍然较低。”

    同时，李山有副所长和马强副主任向“政在回应”栏目记者透露，中国地震局对地震预警技术十分重视，在“十五”期间便开展了前期探索，特别是在国家科技支撑计划项目支持下全面开展地震预警技术研究与示范应用。现已经掌握地震预警关键技术，初步研发了预警系统软件，为地震预警在全国范围推广提供了技术支撑。目前，福建地区已初步建成由125个台站组成的地震预警示范系统，2012年9月开始试运行；首都圈和兰州地区地震预警示范系统正在实施。

    2010年初开始申报的国家建设项目“国家地震烈度速报与预警工程”已经进入了国家发改委的立项评审阶段，工程拟利用5年左右时间建成由5000余个地震台站组成的地震烈度速报与预警系统，实现全国范围地震烈度速报和覆盖华北地区、南北地震带（涉及川滇甘宁等省区）地区、东南沿海地区和新疆西北部地区的地震预警，同时显著提高我国的地震监测能力并为地震科学研究提供丰富的高质量观测数据。

    问：“使用动物预测地震”已经成为我国地震工作部门预测地震的方法了吗？

    答：我国专业地震监测、预测部门，并未把动物“异常”列为观测手段。

    前段时间，“南昌防震减灾局养狗预测地震”、“合肥市地震局在市野生动物园建观测站，请动物做预报员”等新闻受到网友关注。甚至有地震方面的专家表示“利用动物对地震进行宏观观测是从历次大地震中总结挖掘出来的经验，也是对地震群测群防的一种”。“政在回应”栏目记者就此提问蒋海昆副主任，类似新闻和观点的出现是否代表“动物预测地震”已成为我国地震工作部门预测地震的方法？蒋副主任表示，我国专业地震监测预测部门，并未把动物“异常”列为观测手段。

    蒋副主任说，“有些动物确实能够感知到一些人类自身无法感知的东西，例如已有实验证明蝙蝠对超音频振动、狗对超低频振动的感知灵敏性强于人类。但关键的问题是，地震前是否会辐射出这些频段的信息尚未得到科学证明。同时，许多因素都会导致动物情绪不稳定。所以，我国专业地震监测、预测部门，并未把动物“异常”列为观测手段之一，但对群众上报的类似现象，我们会高度关注。”