赵文津院士：地震测报需“双管齐下”

王兴

作者：于思齐 来源：中国科学报

发布时间：2012-6-1 8:31:00

赵文津院士：地震测报需“双管齐下”

■本报实习生 于思齐

自12-4月以来，全球范围地震频发。数据显示，仅4月的上半月（截至4月18日凌晨两点），记录到的地震数量就有352个之多。

如此频发的地震难免让人有些担忧和顾虑，对此，中国工程院院士赵文津日前在北京地质学会组织的“院士讲地灾”高峰论坛上表示：地震频发的事实无法回避，当务之急是：一方面加强对地质测报研究，提高对观测资料分析和应用的能力；另一方面，认真总结过去测报的经验教训，加强地方在地震预报和防震减灾中所发挥的作用，正所谓“双管齐下”。

据自1900年以来的资料显示，100多年间，全球平均每年发生1次8级以上地震、15次7级（7～7.9）以上地震，而6级以上（6～6.9）地震更是高达每年134次之多。

但“这些大地震的分布具有规律，如智利9.5级地震、日本9级地震、印尼8.6级地震都是沿着太平洋板块或印度洋板块的边缘发生的”。

这是大洋岩石圈向大陆岩石圈下面俯冲的结果，震源多位于俯冲带的大洋一侧，一般来说，大洋岩石圈比大陆岩石圈厚度薄、温度低、刚性大、积累的能量也大；在俯冲带，大洋板块插入到大陆板块的下面，由于相互发生挤压磨擦，形成能量的积累；这种挤压就很可能使海底地形发生较大变化，变化达到一定程度，将致使地震发生。

也正是由于这个原因，全长4万公里的环太平洋地震带成为地球上最主要的地震带，集中了全世界80%以上的浅源地震、几乎全部的中源和深源地震。

“不过，中国的地震多属于大陆板块内部地震，是由于太平洋板块和印度洋板块向北向西推挤作用下，在欧亚大陆内部薄弱地带产生的地震。”赵文津说。

“所以，研究地震发生机制最本质的问题，是要研究板块是怎样运动的，研究位移的多少和力的大小。这是我们分析板块运动和地震发生机制的一个基础，是李四光多次强调的，我们不能丢弃。”赵文津强调。

作为一个多地震国家，如何做好地震预报和防震减灾工作显得尤为重要。

对此，赵文津提出，在中国当前科学预报还没有取得突破性进展的情况下，采取专群结合、土洋结合、多学科结合、多部门合作等措施非常重要，特别是地方相关部门领导的风险决策作用非常关键。

比如1975年海城地震的短临预报、1976年青龙县全县防震等。在赵文津看来，这些都说明了地方群众的测报和防震减灾经验十分重要。

“地震有很大地区性差别，所以地震发生的情况有可能不同，但是地方预报是有可能取得好成绩的，而且已取得了很好的成绩。”他说。

“数字预报应该开展，它是地震科学预报的最高点。”赵文津肯定道，“但那不容易，还需要奋斗几十年再看。”

然而，“当务之急，是要提高对观测资料分析应用的能力。”赵文津强烈呼吁要重视这一问题。

“因为现在的地震局观测项目很多，如何总结这些观测项目，通过这些现象认识地壳运动的规律，从这些规律进一步发现其与地震间的关系，才是根本的途径和最核心的问题。”

王兴

作者：戴昌达 来源：科学时报 发布时间：2008-7-28 2:1:56

戴昌达：摈弃地震不可预测预报论 开拓地震测报研究新思路

“5·12”汶川大地震后，报刊、网站上发表了不少针锋相对的文章，引发了一场颇为剧烈的争论。争论焦点实质上集中在“地震能否预报”、“地震预报应不应该研究”和“如何应对地震灾害”等问题。这场自发的争论可能有助于政府有关部门集思广益，制定出切实有效的防震减灾对策。本人不是地震专业出身，在岗时曾涉及应用遥感等新技术进行灾害监测研究，至今仍然关注着蓬勃发展的高新科学技术能否为人类解决面临的挑战提供契机。看了一些争论文章，联系过去的思考，拟就争论的热点问题谈些个人看法，与大家探讨。

首先，应承认准确预报地震，至今仍是个有待突破的世界科技难题，但不能苟同某些学者权威的断言“地震不可预测”，也不赞成据此引申出“现代科学做不到的事，伪科学就会趁虚而入”的说法，轻率地把过去从某些震例中探索、研究得到的认识不加分析、区别，统统斥之为“伪科学”的态度。“现代科学”是个相对的、泛化的术语，其内涵与时俱进、不断扩展延伸，目前做不到的，不等于今后甚至永远都做不到。计算机、手机问世不过数十年，陆续开发出的新功能层出不穷，远远超过早期设想。一部科学发展史便充分展示了人们对当时条件下做不到的事情，敢于探索、开拓、奋进取得的辉煌成果。应该摒弃虚无主义的不可知论，坚信如能充分发挥社会主义制度优越性，合理运用政府和社会各方面资源，精心组织好地震测报研究大协作，坚持下去，发达国家未解决的问题，中华儿女未必就不能有所作为。我们不应被目前面临的困境和某些国际权威的断言唬住而放弃努力。

不少人说，1975年海城地震的成功预报是“运气好蒙到的”。的确，运气不错。海城地震出现了许多与9年前邢台地震相似的前兆。可是假如邢台震后没有组织大规模的“马后炮”式的调查研究，广泛收集到大量震前信息，联系古籍记载进行认真分析，梳理出“小震闹，大震到”以及动物行为异常、地下水动态变化等经验性认识，海城地震能够凭空蒙到吗？另据中国地震局地质研究所研究员车用太文章：1976年云南龙陵地震前，该县地震部门观测到土地电与井泉水温度异常等现象，发出“5月31日至6月上旬在100km范围内可能发生5.0或6.0级地震”的预测意见，接着于5月29日20时拉响了防震警报。25分钟后，7.3级强震爆发，赢得了人员疏散时间，大大减少伤亡损失。李杨等人文章中提到：1976年唐山地震前也不是没有异常，只是和邢台、海城不同，未出现明显的“小震闹”等状况，导致看法分歧。是年7月中于唐山市召开全国地震群测群防工作经验交流会，主持会议的国家地震局领导不安排时任地震分析预报京津组组长汪成民作震情发言，只同意他在晚上座谈时，不代表地震局通报“7月22日～8月5日唐山、滦县一带可能发生5级以上地震”的个人看法。随后应北京地震队要求召开的震情紧急预报会上，传达了当时主持地震预报工作的梅副主任指示：四川北部为防震已闹得不可收拾，再乱下去怎么得了！（注：此后不到一个月，即8月16日和23日，在川北的松潘、平武相继发生7.2级地震，可见那次预报时间偏早，但不全是空穴来风）就这样一场大灾难在唐山人民毫无防备的情况下降临了。值得一提的是，青龙县领导对汪成民的震情通报没有掉以轻心，结合县内2个群测点的数据分析，从多渠道收集震兆信息进行相互佐证，提高了防震警觉性，于7月25日县三级干部会上作了震情报告，要求会后立即通知到家家户户，从而出现了“青龙奇迹”。

毋庸置疑，“群测”年代发生的错报、漏报导致严重后果和重大损失的教训也确实很多。

不少人就据此对带有中国特色的地震预报实践一概嗤之以鼻、不屑一顾，转而关注美日等发达国家奉行的经典测震学路线。然而花高昂代价引进精密仪器建立的现代化地震观测台网，和美、日等国的遭遇一样，漏报、错报接连不断，于是顺理成章地堕进了“地震不可预测论”的行列也就不足为奇了。

如果换一种思维，把失败的或比较成功的（哪怕只有某些成功因素）案例统统看作分析、研究的珍贵素材，从中加深理解不同地域孕震、发震过程与前兆的多样性和不确定性，积累正反两方面的有益认识。与此同时，积极探索正在蓬勃发展的高新科学技术，包括以物体电磁辐射理论为基础的遥感技术等，应用于及时捕获和准确识别震兆信息的可行性，开拓研究思路，调整研究方法，摆脱完全依赖经典测震学路线的束缚，建立起宏观与微观、地面与空中有机结合，多种信息源数据同化处理的综合观测与分析技术体系，也许有可能帮助人们对地震孕育爆发过程及其伴随的震兆特征的认识由浅入深、由局部到全面逐渐推进，最终实现准确预报地震的奋斗目标。

实际上，自从上世纪80年代苏联学者从卫星图像上观测到中亚地震区热红外异常，随后又发现电离层电子浓度变化等现象，即引起包括我国在内的不少科技工作者的关注，相继开展了一些试验研究，虽然尚不能说已突破地震预报的瓶颈，但初步结果显示的前景还是令人鼓舞的。这次汶川强震在几种热红外图像上都观测到热异常，并如徐秀登所分析的，似有初增温——快速增温——高峰——短暂衰减——再增温——发震的演化轨迹。吴立新等还观测到在增温的同时伴有异常云的出现，印证了我国民间早有的“地震云”的说法。目前，我国拥有自主产权的减灾小卫星星座即将陆续升空，研制发射地震电磁卫星的计划也在积极准备中。可以说，研究地震测报的硬件正日趋提高，但成功的关键还在于软件建设，开拓研究思路、改进研究方法，包括健全协作组织等工作都必须切实抓好；否则，巨额投入的硬件不能发挥应有作用将是极大浪费。

争论中有种较普遍的看法，认为搞地震监测预报投入大、成本高、效果还不理想，不如学习日本经验，把主要财力、物力转向抓减灾措施、提高建筑质量。这种看法有一定道理，但不够全面。据田毅文：四川省地震局负责建设三河一山地表形变监测点网，安置了多种精密仪器，一支专业队伍定期往返于各点获取供分析预测地震的有关数据。在龙门山断裂带设有5个点，其中3个就在这次震中的汶川县境。今年1月19日观测未发现异常。不料距下个观测日5月19日（周期4个月）仅剩下一周就爆发了8级强震。这种在时间、空间上都留下很大空白，而投入不菲的经典观测网是否值得大搞，确实应该反思总结。但如果改用近年蓬勃发展的D-INSAR（差分干涉雷达测量技术），可以获取短周期、全覆盖、精度达毫米级的地表形变数据，再配合热异常、云异常、电子浓度异常、动物行为异常等监测手段相互补充、印证，效果如何，是否值得实验研究？

至于抓减灾措施，提高建筑质量，无疑是十分重要的。血的教训说明，在地震危险带搞建筑，特别是公共场所建筑，必须从选址、设计、选材、施工全方位把好质量关，提高抗震性能。不过不能因此就不搞地震预报。确定一个地区建筑物的抗震等级、储备抗灾救灾物资规模等都有赖于地震预测意见，否则盲目决策，效果堪虑。其实，地震不可预测论发源地的美、日两国并没有真正、全面停止地震预测实践。东京近年开始的加固建筑物、储备抗灾救灾物资等行动，就是根据专家预测——东京未来30年发生大震的概率达75%而安排的。著名的美国地质调查局（USGS）近年启动了一项有关地震灾害的科技项目EHP，其中一项重要内容，就是根据目前掌握的知识建立地震预测模型，算出几个地震多发地区发生各级地震的概率，在USGS网站上公布，供人们查阅。

美、日对地震预测不采用“震”与“不震”的二值判断法，而改用概率分布的盖然判断，符合目前地震预测尚未完全突破、预测结果存在不确定性的实情。这种既积极又求实的做法值得我们借鉴。

（作者单位：中国科学院对地观测与数字地球科学中心）

王兴

作者：池顺良 来源：科学时报 发布时间：2008-7-14 2:33:28

地震预报，路在脚下

池顺良：“地震不能预测论”既错误又有害

汶川大地震在没有预报的情况下发生，6万多人丧生。国家领导人震后两小时急赴震区组织救灾，十数万军人和志愿者急速前往灾区抢救生命。唐山大地震悲壮的惨剧再次在华夏大地发生，“地震究竟能否预测”再次引起公众和科技界关注和讨论。



地震仪记录地震波行

“地震不能预测论”既错误又有害

从20世纪60年代起，随着地球科学及精密仪器技术的发展，中、日、美等国开始地震预报探索。

1966年邢台地震后，我国组织攻关研究地震预测。1975年，海城地震成功预报，引起国际上很大反响。以致中美建交之初，地震预报被美方列为可以从中方得到裨益的少数科学领域之一。

上世纪90年代，美国帕克菲尔德地震预报试验场在预测时间里没有发生预期的地震，而在洛杉矶北岭发生了没有预测的强震。日本阪神、土耳其北安纳托利亚试验场相继发生没有预测的强震。中国地震科学家在成功预报海城地震之后才一年多，一次没有预报的招致数十万人伤亡的强震在唐山发生。

人们开始怀疑地震究竟能不能预报。一些知名科学家甚至讥笑从事地震预报的人“不是傻子、疯子就是骗子！”

1996年，盖勒等几位科学家在《自然》和《科学》杂志上联合撰文，断言地震根本不能预报。盖勒认为，“处于自组织临界状态的大地，任何一次小地震都有可能灾变为一次大地震”。而“小地震发展成为大地震将决定于不仅是其断层附近，而且是整个震源体空间物理状态的无数细结构”。因为人们根本无法掌握深部无数细结构的临界状态，因之地震根本不能预报！

盖勒的说法并不正确，中国地震局地震研究所的研究员周硕愚和吴云研的研究，证实了“地壳动力学的常态是‘SO’（自组织），而非‘SOC’（自组织临界），地震的孕育和发生仅是偏离动平衡稳定态的局部暂时过程”。

盖勒以断裂扩展的不稳定性为由，否定地震准确预报的可能。其实稳定与不稳定、确定与不确定、必然性与偶然性，在各种自然和社会现象中都是普遍存在的。气象学中所谓的“蝴蝶效应”说的就是大气运动的不稳定性。但不恰当地夸大这一效应，气象预报也就不可能了。“蝴蝶效应”并没有阻止气象科学的发展。气象预报也没有靠穷尽细节来提高预报成功率，更多的是靠寻找和发现各子系统的联系和相互影响来把握天气系统的演变。

从有地震记录以来，全世界曾发生4次死亡人口超过20万的灾难性地震，中国就占了3次。1966年，周总理在邢台地震现场指出：“地震是能够预报的……必须加强预测研究，做到准确及时。”著名地质学家李四光也认为地震是可以预报的，他在接受地震预报任务后，提出“测量地应力变化……是观测预报的关键”，亲自组建了第一个地应力观测站开展试验研究。中国的一代地震工作者就是在地震灾难的刺激和周总理的鼓励下，取得了初步成绩。

中国地震科技工作者为实现准确预测破坏性地震的科学目标，有成功、有失败，经过40年奋斗，取得了不少进展，这一基本事实不应被无端抹杀。

曾在营口地震台工作十余年，后又担任中国地震局副局长的岳明生，在《地震预测研究发展战略几点思考》一文中谈道：“40年来，我国成功地预报了海城7.3级地震，挽救了10万人生命。对20多次6级以上地震作出成功或一定程度的、有减灾实效的地震预报。”

50多年来，在时起时伏的“地震可不可以预测”的争论声中，各国政府和地震科学家制定并实施地震预测研究计划，建立地震预测实验场的行动从来没有中断。每一次成功的预报都是地震工作者大量观测、分析和综合工作及同政府决策部门共同工作的成果。

“地震不可预测”这种错误观点若为公众和从事地震预报事业的人们接受，地震预报的突破将遥遥无期，实际上是有害而无益的，是倒退而不是进步。目前地震预报的成功率还很低，大约只有10%～20%。现在的问题是如何能够将成功率进一步提高，预测的准确度又能逐步达到社会和公众能够大体满意和接受的程度。

就像气象预报也曾经历过“看云彩，养鳝鱼，测气温、气压”发展到用气象卫星预测天气的发展历程，地震预测也必须发展、建立起能把握住地震的孕育、发展、发生全过程的观测技术系统，逐步搞清地震的成因及力源，人类一定能进入地震预报的自由王国。

测震、前兆观测系统的完善是打开地震预测科学城堡大门的钥匙

要实现科学的地震预报，一是必须建立起能把握地震孕育、发展、发生全过程的观测技术系统；二是要逐步搞清地震的成因和机制。观测与理论两者缺一不可，观测系统的建设必须先行。

我国第一个测震台网是在邢台地震发生后架设起来的“北京八条线”，即北京遥测地震台网前身。到“十五”期间，大陆地区测震网已经形成，测震定位、速报等基本功能均得到大幅提升。

现在的地震学方法，从地震波记录中除了可确定震级、震中位置外，还可以提取断层破裂、地层应力降、环境剪应力等诸多参数。用中科院力学研究所研究员尹祥础提出的加卸载响应比方法，甚至可以判断地层是否已进入大破裂前的临界状态。但地震学方法只记录不连续事件，对了解地震的孕育、发展、发生全过程仍嫌不足。

在测震方法之外寻找有效的前兆观测手段成为突破地震预报的关键。

地震学方法只记录不连续事件即各个地震，前兆方法则要记录观测量的连续变化过程。邢台、海城、唐山地震后，众多科技人员参与前兆观测方法探索，30年间，各种前兆方法都实现了从模拟向数字、人工向自动和遥测的转变。但仍存在一系列技术问题未很好解决，比如雷击、停电、仪器故障等，造成前兆数据中断，以致许多分析预报人员对多数前兆方法提供的观测资料的评价是“不可靠”。因为不连续数据的价值会大打折，前兆观测仪器必须解决不间断连续工作、数据天然检验、同场地多台仪器记录一致、数据自检等关键技术问题才能给地震分析预报人员提供有价值的观测数据。

这里就作者亲历的钻孔应力、应变前兆观测技术的研发作一介绍。

当时负责地震预报工作的李四光主张直接观测地应力变化预测地震。李四光认为，既然地震是地应力变化造成的，我们就必须“对地应力进行观测，找出地应力有关的性质、特点以及作用方式和变化规律……看出这种变化与地震之间的内在联系……才有可能对地震发生的地点、时间、频度和强度作出科学的判断”。李四光同技术人员讨论钻孔应力、应变测量仪器总体技术方案，采用何种传感技术，探头安装等技术细节，并在广东新丰江和邢台尧山建立了第一批地应力观测站，开展以地震预报为目标的钻孔应力应变连续观测。李四光的地应力观测地震预报科学思路是正确的、超前的，这可从30多年后美国庞大的“板块边界观测计划”（PBO）中大量采用钻孔应力应变观测技术证明。但有了正确、超前的科学思想，还要有相应性能的观测仪器，科学思想才能付诸实施。在李四光生前，地应力观测仪器的灵敏度、稳定性、通频带、抗干扰能力、动态范围等诸方面性能都远不能满足要求。仪器记录不到被称为“地球脉搏”的固体潮。国家地震局当时大力组织了对钻孔应力应变测量仪器的技术攻关。到1985年，有四种钻孔应变仪通过国家鉴定。这些独立研发的仪器都已能清晰地记录到应变固体潮。初步有了观测地层应力、应变变化的能力。

1975年我进入鹤壁市地震局工作，设计出与美国教授Sacks发明的单分量的“体积式钻孔应变仪”不同原理的多分量的“压容式钻孔应变仪”，并做出了原始试验样机。在河南省地震局推荐下，得到傅承义、秦馨菱、王仁等老一辈科学家支持，压容应力—应变地震仪列入国家科委（78-002）和国家地震局（82-220）重点研究项目。我就这样参与了我国钻孔应力应变仪器的研发、改进工作。压容多分量钻孔应变仪在1984年通过国家鉴定，之后扩大试验并不断改进。国家地震局工作简报曾报道：“压容式钻孔应变仪可以探测地球‘脉搏’，是一种研究应变固体潮、地壳结构、地震理论和地震预报的重要观测仪器。这种仪器可望在地震重点监视区开展密集化观测，有助于获得较为可靠的地震前兆信息。”

我们自己开发研制的国产仪器性能能否满足地震预报研究的高要求呢？现任PBO项目常设委员Agnew看到我们的记录资料后，在1983年5月给我的信中表示，“您的仪器的高频性能比我们台站上任一台仪器的性能都要好得多。”Sacks访华期间，在地壳应力研究所趴在地毯上仔细观看我们仪器模拟记录的情景，我至今还有印象。

仪器通过了国家鉴定，却没有在全国布网，李四光的去世应该是重要因素。

2003年美国庞大的PBO计划中广泛采用钻孔应变仪的消息传到中国，中国地震局于2004年底决定将压容分量钻孔应变仪列入“数字地震观测网络”前兆分项，在全国布设40套YRY型压容分量钻孔应变仪。美国PBO计划中布设的分量钻孔应变仪是澳大利亚Gladwin制造的，美国人自己还生产不了，因为“在世界范围内，只有2～3个研究小组能提供符合大地测量标准的、满足PBO科学研究需要的应变仪”（PBO计划建议书）。而我们中国人自己能够生产分量钻孔应变仪！

下表是美国PBO项目使用的GTSM三分量钻孔应变仪与我国的YRY-4型四分量钻孔应变仪的比较。



在各方面支持下，从2006年4月到2007年底，40套仪器布置在东到上海，西到玉树、格尔木，北到丰满、敦化，南到攀枝花、腾冲的广大国土上。中国数字地震观测网络采用了先进的网络技术，可以随时读取需要的观测数据。这些台站大部分都能记录到清晰的应变固体潮，小部分台站因为选点时未避开抽水机井，固体潮被抽水干扰掩盖。此外，由于数据采集设备的限制，“十五”布设的40套仪器，采样速率只有1分钟1次，限制了仪器高频优势的发挥，这一问题将在今后得到解决。

应变固体潮是日、月天体引力变化引起地球有规律的形变所致。是地球科学中唯一可以预先计算出以后变化的现象，可形象地比喻为地球的“脉搏”或“心电图”。地球科学家通过固体潮现象可以了解地球结构的多方面信息。仪器能记录到清晰的应变固体潮，表明仪器传感探头与岩石地层已连成一体，同时表明安装仪器的岩层与深部地层也有良好连接。记录数据能反映地层真实应变变化。

一定数量的高性能观测仪器布设下去后，从取得的近一年观测数据中，我们发现在地震活动平静地区，记录的固体潮非常清晰、光滑，潮汐因子相对精度能达到0.001的高精度。但在地震相对活动地区，固体潮上就不时会出现一些台阶、脉冲或固体潮图形畸变。在极少数台站上，这种现象还比较严重。在40个台中最接近汶川的姑咱台上，2007年2月前的固体潮记录很光滑，4月中旬后固体潮记录上不断出现“压性脉冲”。YRY型仪器有4个分量，比观测对象平面应变3分量多一路数据，因而具有数据自检功能。如果应变数据满足自检方程，就可确定仪器探头记录的是地层的真实应变变化。姑咱台的数据满足自检条件的相关系数高达0.996。其他记录到台阶、脉冲或固体潮图形畸变的台站，自检相关系数也都在0.99以上。

王兴

池顺良：“地震不能预测论”既错误又有害2

由此我们对中国大陆地震活动的整体情况就有了一些根据实际观测数据得出的认识，写在了2007年7月20日呈送给中国地震局的《分量钻孔应变仪项目实施情况报告》中：

1.支持中国大陆地块从2007年上半年开始了新的活动的判断，活动区域以南—北带及其延伸地区为主。

2. 指出了3个需要特别注意并加强监视的地点。其中第一个就在距汶川最近的姑咱台附近，第二个在南—北带的中偏南段。

3.指出了一大批没有异常的地点，如佘山、营口、临沂、襄樊、格尔木、江宁、双阳、门源等台处于应变平稳变化阶段，因而是无强震危险的地区。

我们按照李四光地应力监测地震预报思路，还只迈出了第一步就看到了希望的曙光。根据初步的观测数据，分出了稳定地区和有异常的地点，这正是对抗破坏性地震突然袭击最需要的警号。

2007年底，我们完成了网络项目40套仪器的安装任务。2008年2月27日，在离姑咱台仅26公里远的康定发生4.7级地震，姑咱台的情况更不让人放心了。在向中国地震局监测预报处汇报后，于2008年3月16日我们带了测试设备专程前往姑咱台检查仪器，结论是仪器工作正常。又返回成都与四川局同志商讨安装第二套仪器的方案，但为时已晚！

“十五”数字地震网络工程的40套分量钻孔应变仪对于中国广大的国土面积，数量实在是太少了。如果在唐山地震之后30年的地震平静期中，我们能够早于美国的PBO计划，在国内布下400套仪器，我们就会有包围汶川到北川的多套仪器记录到预警信号。多台仪器的数据将会帮助分析预报人员肯定异常、圈出震源体范围，预估未来地震的震级，实施长、中、短、临渐进式预报，逐步逼近震源……最终也许我们能够像预报海城地震一样，拯救数万生命。但现在，这一切只能留给以后了。

与此同时，我们还发现了各台站观测到的固体潮潮汐因子（观测振幅和理论振幅之比）与理论值偏差很大，观测结果与理论间的巨大偏差说明理论认识存在重大缺陷。原因在于，现有固体潮理论没有考虑实际地层中存在断层！而断层和地震间又有密切的关系。

观测数据表明，各台站对不同方向固体潮的响应并非如以前认为的是各向同性的。大部分台站的潮汐方向响应在地平面上呈“8”字形，但有的腰粗有的腰细。普遍的规律是“8”字形的长轴都和台站附近主要断层走向平行。原因是断层阻隔了潮汐应变的传递路径，造成了潮汐响应的各向异性。此项发现已发表在2007年底的《地球物理学进展》上。这项发现对地震预报研究也具有重要的意义。

按照地质学家的说法，中国大陆是由若干“活动地块”拼接成的。大地震则与“活动地块”间的相互作用关系极大。但现在我们却缺乏监测各活动地块相互作用的观测手段。GPS可以发现大范围的地面运动，其灵敏度却不足以发现各地块间的相对运动。地块间的相对运动位移量虽小，却会明显改变地块间断层的接触状态，使平静期稳定不变的潮汐响应方位玫瑰图出现明显变化。实际观测数据表明，在汶川地震前，南京江宁台的玫瑰图十分稳定，青海玉树台和格尔木台的玫瑰图就不稳定。

地震学是门观测科学，只要观测手段向前发展了，就一定会有所发现，有所前进的。

地震科学先是依靠测震仪记录不连续的地震事件来认识地球、地壳运动和地震本身；之后，引入GPS观测技术；很快发现在测震和GPS观测手段间仍存在频率盲区，又引入钻孔应变观测；现在，国际上的共同认识是：依靠测震、GPS和钻孔应变三种观测技术的协同，地球科学家终于能够在数十赫兹至数十年的全频段观测地球、地壳运动和地震了。

钻孔应变观测不仅可以填补测震和GPS间的频率盲区，它优越的高频性能，还可将三种方法总共数十赫兹的观测频宽提高两个数量级！（《深井宽频钻孔应变地震仪与高频地震学——地震预测观测技术的发展方向，实现地震预报的希望》，《地球物理学进展》2007年4期）

为了研究地震的孕育和地壳运动，GPS观测的地面位移向量数据必须换算为地面应变。钻孔应变则直接观测地层的应变张量，其灵敏度比GPS要高2～3个数量级。钻孔应变观测量的张量性质，使得单点观测就能感应到附近断层的存在。还有更多的信息正等待我们挖掘。

上面介绍了作者熟悉的钻孔应变观测技术在我国的最新发展。随着GPS大地测量技术、电磁卫星等新观测技术的飞速发展，与测震技术一起，地震预报的成功率一定会不断地提高，逐步满足社会和公众对破坏性强烈地震作出准确预报的要求。

一定要突破临震预报关

当年海城和唐山都在圈出的地震中期危险区，两地都成立了相应的地震机构，组织了测报队伍。海城发布了临震预报，唐山没有发布临震预报，后果截然不同。必须下决心突破临震预报关。

地震预报说到底是个信息预测问题。正确的预测需要足够数量与质量的信息输入。

经典惯性摆地震仪现在是地震预报人员最重要的观测工具，提供了地震预报所需信息的大部分。但是这种仪器又很不完善。在很多次地震前，许多人听到了从地下传来的隆隆地声，但地震仪上却什么反应也没有；一些大地震前，因为地面缓慢晃动大群人感到头晕，地震仪仍然什么也没有记录到。这种灵敏的科学仪器因为工作频宽限制，不能检测高频的地声和极缓慢的地面运动。

必须发展比现有地震仪灵敏度更高、频带更宽的新型仪器，以便接收“地声”之类重要的临震信息。

震前地声是重要的临震前兆，是大自然向人类面临重大灾难前发出的最后警号。在发生强烈破坏性地震时，震中区的地下会有多种惊心动魄的地声出现，对此我国丰富的历史文献中有大量记载。1830年6月12日河北磁县发生7.5级大震，震前人们听到地声如“雷吼”,若“千军涌溃，万马奔腾”，于是“争先恐后，扶老携幼，走避空旷之区”，紧接着发生了“屋宇倾颓，砖瓦雨下”的地震灾害。1855年12月11日辽宁金县发生5～6级地震，当地人民“未震之时，先闻声如雷”,于是“早已预防”，从住房里躲避出来，所以“未经压毙多人，只伤男妇子女共七名”，大大减轻了伤亡和损失。

近代许多破坏性地震前的地声更有详细的记载。大量调查资料表明，就是被认为“大震前一个前震也没有记录到”的唐山7.8级地震前，震前的地声也是明显而强烈的。据调查，距1976年7月28日唐山7.8级地震震中100公里范围内，在临震前没入睡的居民中，有95%的人听到了震前的地声。震前地声最早出现在7月27日23时左右，这些早期听到的地声比较低沉。如在河北遵化县、卢龙县，很多人在27日晚23时听到远处传来连绵不断的“隆隆”声，声色沉闷，忽高忽低，延续了一个多小时。

1970～1976年间我国发生7级以上破坏性地震7次，全部有震前地声前兆。千万不能漠视大自然给我们发出的最后警告！

地震预测被公认为是世界科学难题。其实，与地震预测类似的材料破裂的预测在工程界已得到较好解决。利用高频声发射技术，对飞机机翼大梁、大型化工压力容器、核反应堆压力包壳等重要构件裂纹扩展的检测与结构破坏的预测工作已是工程的常规操作。与此类似，将宽频钻孔应变仪布设在潜在震源四周，既监测缓慢的地壳形变活动，又检测震源区的高频极微震活动，必定会给地震预测分析研究人员提供更丰富的信息。根据材料破裂理论及声发射技术检测材料破裂的实践，唐山地震前地震仪器没有记录到前震，并不等于没有极微弱的、振动频率在目前地震仪器观测频带之外的地层微破裂、高频极微震发生。如果有灵敏度更高、观测频带更宽的仪器，很可能在唐山大地震发生前会记录到震前高频极微震或地声信息而作出某种程度的预警，唐山的灾难就会像海城那样得以避免。

我国地震预报总结出“长、中、短、临渐进式”的预报思路。在确定了中、短期地震危险区后，进一步跟踪震情发展，加密布设埋设在井下基岩中的可以监测地层微破裂高频信号的宽频仪器，会比人耳和动物更早监测到大量高频极微震和地声。对这些来自地下宝贵信息的科学分析，定能帮助震区摆脱噩运。

结束语

“自主创新是一个民族发展的不竭动力，是支撑国家崛起的筋骨。没有自主创新，我们就难以在国际上争取平等地位，就难以获得应有的国家尊严，甚至难以自立于世界民族之林。”

新中国成立，中华民族走上了复兴之路。西方的封锁、禁运没有阻档住她的精英攻下两弹一星难题。如今，国家、社会和公众将地震预报难题郑重交给了科技人员。这是社会发展迫切要求解决的问题，也是世界科学未解决的难题。面对艰巨的任务，我们一方面要认真学习，更要有独立思考、拼搏进取的精神。让我们拿起李四光开创的地应力、地应变观测这把金钥匙去开启地震预测科学城堡的大门！地震预报，路在脚下。

（作者为中国地震学会地震观测技术专业委员会委员）

王兴

作者：李晓明 来源：科学时报 发布时间：2008-6-5 6:44:54

赵文津院士等专访：中国地震研究的体制之惑

汶川地震后，有关中国地震预报体制的反思一直没有停止。

“体制”既具体又抽象，反思的基础在于近距离观察它的运行状况，因此，来自“体制内”或者熟悉它的人的独立思考显得尤为可贵。

而反思，就是相信“体制”的惯性现状应该或者能够被改变，并为之提供新鲜的思考。近日，《科学时报》记者就此分别采访了国家汶川地震专家委员会成员、中国工程院院士赵文津，中国地震学会地震观测技术专家委员会委员、河南省鹤壁市地震局前局长池顺良等。

地震预报需要多家联合，多路探索

谈到地震预报的管理体制问题，赵文津表示，地震首先是地壳运动的表现，研究最多的是国土资源部和中国地震局，中国科学院和教育部也有研究力量。有观点认为，气象因素也与地壳能量有关，与岩石圈、水圈、生物圈的相互作用有关，地震发生也会反映在局部气象异常上。但是现行的地震预报体制中，有关统一的地壳的自然现象的研究却被人为分割成若干个部门，这对地震预报十分不利。

赵文津认为，地震预报研究是一个大系统工程，要全国共同努力，形成国家优势，一家独搞是很难胜任的，也是最不可取的。除中国地震局仍按原定规划开展工作外，国土资源部、国家测绘局、教育部、中国科学院、民政部等部门都有各自的业务专长，应将这些部门组织进来，群策群力，共同攻关。

2004年，时任国家地震局局长的宋瑞祥在香山地震预报发展战略研讨会上曾指出，地震预报攻关需要科学集成、大科学集成。毫无疑问，实现这样的目标首先需要打破部门之间的壁垒。

2007年，赵文津曾就此问题专门向有关部门提交建议，应加强地震预报基础研究工作，开展多路预报工作途径的探索。“不能再人为地将统一的地壳活动自然现象分隔开来研究，你做一遍我再做一遍，造成浪费，应由中国地震局、国土资源部、教育部和中国科学院联合主持此事，共同成立领导小组推进。”

此次汶川大地震之后，国务院迅速成立了国家汶川地震专家委员会或许可以看作对这种思路的体现。来自地震、地质、灾害、环境、气象、水利等10个部门的30位专家将分别从强余震、南北带地震构造、地震机理、灾害评估、次生灾害、灾区重建等6个方面开展调查和研究工作。

割裂的地震预测体制

汶川地震后，对我国地震管理体制的讨论不断见诸网络。一位地震局系统专家在接受《科学时报》记者采访时表示，“地震局本来更应该作为研究机构存在。地震预测预报最关键的一点就是科学挂帅。”

但由于科研管理与布局决策的局限，即使无人否认，科学挂帅也并未收获理想效果。众所周知，前兆观测是实现短临预报的关键，但现行地震观测体系却并不十分重视前兆观测台网的建设与发展。一位地震局系统知情人士告诉记者，拿前兆观测的重要手段——钻孔应变仪台站布局来说，现在的布局并不好，不是科学挂帅的决策结果。本来大地震多发生在地震带上，可实际上现有的台站是“撒胡椒面”，各省都有几个。虽说各省都有自己的震情，但四五级的地震全国范围内都有；而真正的地震预报是大震问题，地震带才是重点，但在地震带上部署的台站并不多。

据记者了解，钻孔应变监测是从李四光倡导的钻孔应力监测演变而来。几乎所有研究人员都认为应力变化与地震有直接关系，可见这种监测的重要性。但为了管理上的方便，近十几年，这种监测手段被归到形变学科。

尤其是近几年学科管理体制的改变，导致这种手段的实际管理者和研究者在一些重要的决策中失去了发言权，甚至没有正常的途径接触监测数据，严重威胁这种手段的科学发展。此次汶川地震因为震中区没有台站，没有捕捉到直接的地震前兆信息，让有的专家深感痛心，“连唐山地震时的观测都不如”。大地震发生后两天，“十五”期间建设的大量有关台站的监测数据才到达相关台站管理和研究人员手中。

与此形成鲜明对比的是，美国板块边界观测计划（PBO计划）的所有数据全部是开放的，在河南省鹤壁市，从地震局局长的位置上退休后依然忙于地震预测研究的池顺良告诉记者，自己通过互联网可以从家里很方便地获得PBO项目的全部数据。他表示，“这样的数据是不允许垄断的，有很多自然科学家对地震预报感兴趣，应该充分调动起来，共同研究分析，具体问题可以讨论。如果中国也是这样的情况，效果就可以大大提高。”

更让人担心的是，现行地震预测预报体系被人为分割的比较厉害，这被某知情人士描述为“搞观测是一拨人，搞研究是一拨人，搞预报是一拨人，搞管理是一拨人”，不是一个研究体系在运作。虽然也强调结合，但通常效果并不好。“只有作研究，才知道数据怎么回事，才会懂得管理。现在管理、研究都是分开的，预报人员很忙，都在会商，甚至没多少时间研究。很多搞研究的人又通常很难拿到数据，真正拿到数据都不知道怎么用。各环节衔接不顺，严重影响了地震预报研究的效率。”

日前，接受在《南方人物周刊》记者采访时，中科院院士马瑾也谈到了类似问题：“本来呢，地震研究这一摊事，有人搞设备，有人想问题，有人作实验，有人作观测，他们能够组合成一个整体，有一个总指挥就行，但有的人觉得，你要当个负责人，他怎么办？他不能当负责人就提拔不了，当不了研究员。那么好吧，所有的事情大家分摊，现在大家都当负责人，谁也不听谁的，都只能做小题目。现在的机制把所有人都变成一种类型的人了。地震研究本来就有很多分工，大家应该结合起来，资料共享，判断不同分工的人应该有不同的标准，各人有各人的事情，得有一个统一的组织，建立一个协调的机制来对付地震。”

池顺良在接受记者采访时表示，地震的研究、监测、预报和管理四个部分人为割裂，对每个人发展不利，对地震预报工作发展百害而无一利，看资料的人不知道仪器怎么回事，分析预报的人不知道数据怎么来的，这是相当畸形的体制。如果说地震预报工作是已经成型了的产品的生产，这种分工方式或者可行，但地震预报还是探索性很强的科学研究，这种分工僵化的体制肯定要坏事。地震一旦袭来，地震系统的反应就会太迟钝，不适应作战需要。

科学预测与风险决策

宋瑞祥曾经指出，成功的地震预报是科学的预测和政府风险决策的结合，两者缺一不可。

在谈到科学预测的问题时，宋瑞祥特别强调要重视基础台站和小人物的意见，“大科学家有他的伟大之处，但是‘小人物’特别是一线人员，长时间在台站工作，观测的东西比较多，他可能很敏感。而他们的这些信息传到北京来，有些人可能认为无所谓，甩弃不用，这都是不正确的”。

宋瑞祥强调，“一定要重视他们的意见。问题常常是这样的，大医院看不好的病，不等于小医院看不好，土郎中也不等于不行。如果把这些东西积累起来，不就形成一条慢慢向自由王国走的道路了吗？”

但在实际中，由于种种原因，这种理念的贯彻并不理想。许多非主流的地震预测学者用各自的方法预测地震，往往得不到承认，甚至被斥为“伪科学”。

池顺良告诉记者，现在地震学界有一种不好的倾向，说地震不能预报的是科学家；说地震能预报的，就被认为是土包子或者是伪科学。你说你能预测地震，就有人瞪着眼睛用奇怪的眼神看着你。

周恩来总理曾在邢台地震现场留下一句话：我们不能只留下地震史实，要抓住地震现场不放，希望你们这一代搞出地震预报。这句话曾经激励了一代勇于担当历史责任的地震研究者。但现如今能够从“现场”出发、从事实出发认真研究问题的人似乎越来越少，当地震研究者开始以观点划分派别时，对于科学事实的追求必然会大打折扣。此前有论者指出，从地震预测、预报意见的形成，到地震预报意见的评审，都离不开科学家的责任与良心。如果科学家不作为，则会陷政府于不仁，陷自己于不义，陷黎民百姓于水火。

当然，不可否认，地震预测是世界性难题，尤其是作为一个科学研究的过程，在有关物理要素并不清楚的前提下进行预测，其结果往往具有多样性。因而在政府作出排他性的地震预报决策时，无疑是高风险的。

对于政府风险决策，赵文津在接受记者采访时表示，现阶段地震预报风险性很大，但又不能不报，决策者责任大、压力大，而决策者及时作出决定又是产生防灾减灾实效的关键所在。当前，应研究如何使领导者敢于及时作决定，敢于承担必要责任。这方面，唐山大地震的失败与青龙县领导的成功经验都是非常宝贵的，应很好地加以总结，不能再讳疾忌医了。

日前，学者陈绥阳撰文指出，地震预报决策的要素不仅仅是一个科学性，尤其是几个方案都有一定的依据，而科学理论又不能给出唯一的判据时，决定预报方案的要素，往往是政治的或者经济的、社会的，甚至是决策者心理的要素在起决定性的作用。既然当前地震预报工作不能在科学理论与实践均完备后才进行，那就应当研究“建立地震预警系统”，研究恰当的决策机制和分区、分时、分层次的预报机制。

当然，问题的另一方面则是，在完善国家灾害危机管理体制的同时，还应加强对国民的危机意识培育。2003年的非典疫情，以及2008年初南方雨雪冰冻灾害和此次汶川大地震接踵而至，已经充分暴露出国民危机教育的缺失。如何安然于一个高风险的年代？除了建立及时有效严密的预防体系、更加稳固的基础设施与有效的制度安排之外，我们还应该期待在这多灾多难的大地上挺立起具有良好素养的国民，这将能在很大程度上对冲政府风险决策带来的不确定性，同时使我们的民族在灾难中依然保有延续文明的能力与信心。