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地震监测预报仍是世界级科技难题
    5月12日,四川省汶川县发生里氏8.0级强烈地震。截至5月20日上午10点记者发稿时,汶川地震已造成3.4073万人死亡,24.5108万人受伤。
1976年7月28日,河北省唐山市发生了7.8级大地震,共造成24万余人死亡,是上个世纪全球死亡人数最多的地震之一。
30余年过去了,尽管全世界的科技人员为地震预报作出了不懈的努力,地震监测手段和仪器进步神速,但目前仍不能对地震作出精准的预报。地震孕育过程的复杂程度,使我国与世界各国一样,对于地震的预报,尤其是短、临预报,尚处于低水平的探索阶段。地震监测预报仍是世界级科技难题。
地震预报是世界性科学难题
地震预报是根据地震地质、地震活动性、地震前兆异常和环境因素等多种手段的研究与前兆信息监测所进行的现代减灾科学。
“到目前为止,地震预报还是一个世界性难题。” 北京地质学会副理事长、中国地质力学所研究员邓乃恭表示,地震预报必须同时包括时间、地点和强度,由于地震情况复杂,有些地震能预报,有些则无法预报,现在全球预报地震的准确率只有20%多。
地震预报的艰巨性主要表现在3个方面:首先,震源情况无法直接探测。地震大多发生在15公里左右的地壳中。在近代科学发展的今天,虽然借助于天文望远镜,人类的目光已经达到数百亿光年之外的遥远天体,但对于地壳,就是应用最先进的技术和设备,花费巨额的资金和力量,目前其最大钻探深度也仅12公里。因此,人们无法直接探测震源情况,只能通过在地壳表层布设测震、地壳形变、地下水位、水化学、地磁、地电、重力、地应力、动物宏观等观测手段,间接探测地壳深处的变化情况。
其次,地震孕育的复杂性。通过专家多年的研究,现在逐渐认识到地震孕育、发生、发展的过程十分复杂。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育过程。
再次,地震预报实践机会少。具有破坏性的7级以上的地震,虽然全球每年平均发生10多次,但大部分发生在海沟或人烟稀少的地区,而在有稠密观测台网的地区却发生得比较少。大陆地区强烈地震在同一区域重复发生的周期往往在百年或千年以上。因此,人们从事地震预报的实践机会较少。
我国地震监测水平飞速发展
我国地震监测预报工作由建国初期的科学行为,逐步向科学化、规范化、现代化、数字化和自动化方向发展。30年前国家地震局成立初期,我国的地震监测能力还很有限,到1966年邢台地震时,我国仅有24个测震台组成全国地震基本台网,8个地磁台组成全国地磁基本台网。40多年后的今天,中国地震局在全国建立了415个专业地震台站、20余个包含近300个站(点)的遥测地震台网、560余个地方、企业观测站(点),1200余部短波、超短波电台组成的地震数据信息通信网络。按观测类别分,专业台站(点)中:测震有近600个站(点)800套仪器,强震观测台(点)240个,形变有160个站(点)297套仪器,电磁有近150余个站(点)280余套仪器,地下流体有近110个站(点)200套仪器;地方、企业台站(点)中:测震有近220个站(点)250余套仪器,形变有60余个站(点)65套仪器,电磁有120余个站(点)125套仪器,地下流体有300余个站(点)313套仪器。
直到上世纪70年代末,我国的地震监测能力在部分重点危险区基本达到监测6级以上地震的能力。目前我国地震监测台网具有监测ML≥2.5级地震能力的面积占国土面积的1/2略强,1/4左右的面积具有监测ML≥3.0级地震的能力,另有近1/4的面积(青藏高原大部分地区)具有监测ML≥4.0~5.0级以上震级地震的能力。全国的监控能力可达ML≥4.0级地震,东部重要省会城市及其附近具有监测ML≥1.5~2.0级地震的能力,首都圈地区具有监测ML≥1.0~1.5级地震的能力。
如今,我国已实现20多次有减灾实效的地震预报,跻身世界地震预报领域前列。中国地震局局长陈建民介绍,目前我国建立了1200多个地震监测台站,布设了总长度达数万公里的流动测线,建立了近万个群众业余监测哨,覆盖全国、现代化的地震观测网络初具规模。这为捕捉地震前兆信息、开展地震预报探索与实践奠定了基础。
我国地震预报处世界先进水平
通过对孕震过程和地震前兆的深入研究,我国逐步发展了带有中国特色的地震预报方法,逐渐形成了“长?穴数年至一二十年?雪、中?穴一到数年?雪、短?穴数月以内?雪、临?穴数天至几十天?雪”的渐进式预报模式;采取“震源形成及演变过程的追踪与区域应力场变化的动态监测相结合”的工作方式;用“条、块、带、源、场、兆、触、震逼近思想”,进而研究了地震预报的判据、指标、方法以及技术程序。目前我国的地震预报是综合预报,是在综合分析研究地震活动、电磁、重力、地壳形变、地下水动态等方面异常后作出的预报。
我国地震部门的中长期预报能力较高,中期预报的准确率已达到30%,基本上可以满足抗震设防要求管理工作的需要。对于短、临地震预报,时至今日,全世界仍未有重大突破,仅处于经验性的预报探索阶段,还不能达到社会的要求,仍是世界级科技难题。但是,我国可以利用现有的中长期地震预报的成果,加强抗震设防要求的管理,提高工程建筑的抗震能力,以减少未来地震损失。
日前,我国最大的防震减灾科学工程——“中国数字地震观测网络”项目顺利通过验收,这项历时数年、耗资22.8亿元、具有自主知识产权的项目将大大提高我国地震台站的密度,优化网点布局,提升我国地震监测能力,使我国前兆、测震、强震台站的密度分别达到每万平方公里0.4个、0.88个、1.2个,监测设备数字化率达到95%,地震速报时间从30分钟缩短到10分钟,地震监测的震级下限从4.5级改善到2.5级。这标志着我国防震减灾基础设施和技术系统跻身世界先进行列。
同时,中国地震局原副局长何永年强调,先进只是个相对的概念。人类开始正式进行地震预报的探索,还仅仅是40多年前的事。地震预报本身仍然是世界上没有解决的科学难题,对于地震孕育的基本规律,人类并没有掌握,因此地震工作人员都是在积累局部的一些经验,处于摸索的阶段。
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