当前位置:首页 >散文精选>

地震预测研究的技术路径之争

来源:www.timetimetime.net 时间:2019-11-17 编辑:生活语录

作者:李小明资料来源:科学时报出版时间:2008年

地震预测研究技术路线之争“面对汶川地震,科学界,尤其是地震学界,深受伤害。 在随后的紧急会议上,关于各种预测理论和技术方法的辩论有着不同的情感背景。

特别是,在“和平时期”没有发生大地震时无法充分展示的不同技术手段,此时正在一个接一个地出现,这也为普通人理解地震预测的“内幕”提供了机会。

地震学的“世界”?

几十年来,地震学方法一直是监测和预测地震的主要手段 尽管近几十年来地震预报取得了许多进展和成就,但在预报方面仍存在许多问题。 这就提出了如何评价和对待地震学方法之外的其他方法和途径的问题。

国家汶川地震专家委员会委员、中国工程院院士赵金文对此问题深感感动。 早在2006年唐山地震后30年,在接受记者《科学时报》采访时,他就强调,既然地震学方法不够有效,为什么不采取李四光提出的地震预测方法,即以地震地质调查和地应力测量为主线,再加上其他检测方法进行地震预测试验,并认为这是成功的途径 为此,他向有关部门提出了系统的建议

他认为,对于地震这样一个世界性的科学问题,不应该放弃对其他方法的探索。 因为科学方法的选择是否正确往往决定了科学探索能否取得进展和成功,而地震预测的科学方法仍不清楚。

赵金文指出,人们的理解总是有限的,你对其他方法和途径的不信任并不意味着这些方法是错误的。 现在许多专家已经提出了各种被认为是成功的地震预测方法,所以我们需要关注它们,研究它们是否合理,不要一蹴而就。

他说:“每年通过专家评审后提交给国务院的地震预测意见的准确率不到一年,预测结果与未预测的相似。2001年昆仑山口西8.1级地震预计为非地震区,但最大地震发生在中国。由于该地区人数不多,巨大的损失得以避免。 汶川地震也没有被预测到,造成了巨大的人员伤亡和财产损失。 赵金文说,中国的地震预报工作应该改进

中国地震观测技术委员会地震学会成员池顺亮(Chi Shunliang)告诉《科学时报》,“地震系统的同事或参加过地震协会的人都知道,我们地震预测所需的大部分信息来自目前的地震测量方法。 尽管各种前兆观测方法都很有价值,但所提供的信息仅占一小部分。 "

据迟顺良统计,中国发展了地震测量、大地形变测量、地倾斜、重力、水位、水化、地磁、地电和地应力等9种学科方法,研究地震预测的理论和观测技术,以获取地震预测信息。 虽然取得了很大进展,积累了大量数据,但地震预报的主流仍然是地震学方法。 地震方法提供了当前地震预报工作中的大部分地震预报信息。 从1975年到2001年,中国地震科学家成功地或在一定程度上预测了24次4~7级地震 其中21个是基于前震、小地震活动和地震序列信息 然而,用测震方法很难预测主震前是否有小地震活动或小地震活动不突出。此外,小地震活动与大地震发生之间的关系目前还不清楚。

地震学方法的“短板

爱因斯坦和赖因费尔特在他们的书《物理学的进化》中,曾经将物理学家对自然奥秘的探索与侦探对犯罪的侦查相比较。这个类比也适用于地震学家。

chi shunliang说,就像刑事警察抓住嫌疑犯一样,地震学家必须依靠获得物体的信息来抓住“地震” 获取足够的嫌疑人信息无疑是国际刑警组织抓获嫌疑人的关键。

仅仅根据嫌疑人在现场留下的语音记录很难抓获嫌疑人。但是,如果现场有嫌疑人清晰的正面和侧面照片,嫌疑人被抓获的可能性将大大增加,因为照片的信息内容是声音的几千倍!

在迟顺良看来,地震预测科学家的现状就像一名刑事警察收到了“嫌疑人”的记录,但没有收到照片和视频,所以“嫌疑人”一再逃脱。

地震学方法使用经典的惯性摆式地震仪,这已成为地震预报员最重要的观测方法。 然而,这种仪器远非完美。 它是一种运动元件,只放置在地球表面,与地壳没有紧密结合,所以被测信号的放大系数不是特别大。 此外,它还受到自身弹簧摆系统固有频率的限制,其带宽非常窄,因此无法观察其频带范围以外的地壳运动。 在许多地震之前,许多人听到地下传来的隆隆声,但是地震仪什么也没有显示。在一些大地震之前,由于地面的缓慢震动,很多人感到头晕,地震仪仍然没有记录任何东西。 由于工作带宽的限制,这种灵敏的科学仪器无法探测高频地声和极其缓慢的地面运动。在某些方面,它不如人和动物的感觉敏感。

显然,仅靠地震学方法不能“征服世界”。毕竟,每种方法都有自己的局限性。 着名地质学家李四光认为,“地震观测的结果不能反映地震的原因。” 地震学家傅承义还说:必须指出,地震波是地震的产物。如果地震图上有任何信息,它只能与随后的地震有关,而不能与这次地震的前兆有关。

例如,迟顺良说,在唐山地震预测实践中,地震仪器没有探测到任何前震。 从研究和探索自然规律的角度反思这段历史,是不是因为观测系统本身不够灵敏,频带不够宽,不足以包含我们不知道的信号?这些问题在目前的地震学方法中应该加以考虑。

深埋在历史深处的深井地声观测

唐山地震前后,许多人动员起来研究华北地震预报,中国科学院不同学科的许多科学家参与了研究和探索 这里可以找到一个有趣的现象。他们把地震预测视为一个未知的科学问题,这个问题比地震预测这个概念更广泛。 ”

地声通常是地震的前兆之一,但这种高频波不受地震学家青睐,因为高频波在地层中衰减很快,传播的距离不足以被地震仪接收。 事实上,这也是事实。在地震预测实践中,如果高频波不能传播几十到几百公里,高频极小地震的观测就很难在实践中应用。 然而,仍有可能满足高频波观测的条件:如果仪器安装在振动干扰很小的深井中,用一台比目前地震仪放大数千倍的新仪器,就可以记录数百公里外的高频微震和地声信息。

第一个想到这个方法的人是吴富春 1973年,天津地震局吴富春领导一批科研人员研制了深井地震检波器。 1977年至1984年,吴福坤在天津宝坻(430米深)、天津南郊万家坞(1200米)、四川江油(2200米)设立实验观测点,利用研制的深井检波器获得了一批有价值的观测数据。

当深井地震检波器快速部署进行记录时,一卷记录纸只能记录大约一个小时的数据。 可以想象,很难阻止这三个试验台获得连续多年的数据。 幸运的是,天津宝坻深井地震检波器投入观测后,宝坻站周围130公里半径范围内发生了5次5级以上地震。半径70公里内发生了3次4.7 ~ 4.9级地震。20公里外发生了3.8级地震。 历史上难得的机会使吴福坤获得了一批有价值的观测数据。

天津宝坻地球静止轨道站的观测结果显示,在130公里半径范围内,发生了5次5级以上地震 已经获得的数据表明,“对于相同震级的地震,地球声音越近,它们出现得越早;对于相同距离的地震,震级越大,地震前地声出现得越早。 这也是一场5级地震。14小时前,120公里外的滦县地震获得了地球声学信息。70公里外的古冶地震在46小时前引起了地球噪音。 滦县地震震级为5.3级,震中靠近震中,地震前14小时地球发出声音。然而,在卢龙6.2级地震之前,地球声音信息出现在地震前1700多个小时。 “

吴福坤毕业于物理而非地震专业,他不受传统地震学和惯性摆式地震仪思维的束缚。他大胆选择振动频率高、灵敏度高的环形压电材料作为敏感元件,从而打开了高频地震观测的窗口。

20世纪70年代,北京、太原、山东、四川、云南、辽宁等地也建立了一些地声观测点。研究结果“清楚地表明,地声记录系统的灵敏度远高于微震仪器” 事实证明,地震前确实有不同于极小地震的声发射。"

”这些试验表明,为了获得更多的地震信息,并将地震观测技术推进到频率更高、信号更弱的高频极微地震领域,地震学家必须在他们已经使用了一个世纪并熟悉的摆式地震仪之外,寻找和开发新的结构地震观测仪器。 为了满足地震预报实践的要求,制造了一种比现有地震仪具有更宽的观测频率带宽和更高的灵敏度的“超级地震仪”。”迟顺良说道

然而,令人遗憾的是,吴富春的工作虽然最终通过了国家地震局的鉴定,但还没有得到推广和使用,至今似乎还没有继任者。 其中,地震学家认为,高频波不远的传统知识无疑发挥了重要作用。 他们可能没有想到这台仪器的灵敏度会比他们熟悉的惯性摆式地震仪高3 ~ 4个数量级。 安装在远处且背景噪声非常低的灵敏度极高的仪器可能会接收到微弱的高频波。

临震前兆的观测方法至关重要。

汶川地震后,迟顺良接到了经历过唐山地震的老同志的电话:老池,怎么会没有这样大地震的前兆呢?

在《科学时报》的采访中,迟顺亮的感觉相当复杂。“我们不应该盲目地说汶川地震中没有发现前兆,而应该反思目前的地震技术系统是否满足观测前兆的条件。” “十三个月前,他研制并安装的分量钻孔应变仪在距汶川地震震中140多公里的古扎站连续观测到明显的震前异常。

令迟顺良遗憾的是,虽然古扎站的应变异常已经观察了很长时间,但他也向中国地震局报告,希望加密并部署仪器进行观测,但由于种种原因等不及回复。

与此形成鲜明对比的是,全国部署了多达2000台主流地震仪,全球定位系统观测也在全国部署了数千个测点。 “地震预报难点的关键在于临震预报,所以临震前兆的观测方法非常关键 目前的情况是,“敌人”非常强大,专门进行突袭。那么我们必须有足够的“哨兵”,以确保我们不会遭到“敌人”的伏击 ”池顺良说道

然而,另一方面,迟顺良也觉得很“幸运”。经过20年的努力,李四光先生提出的应力应变观测的思想和技术已经相当成熟。在当地几个有远见的地震部门的支持下,“组件钻孔应变仪在20世纪80年代超过了国际先进水平。”

2003年,情况有所好转。 那一年,美国科学家启动了地球透镜计划。板块边界监测计划之一是在美国西部部署200多台澳大利亚制造的钻孔应变仪器。 这时,中国有关部门意识到了这种仪器的重要性,也迅速在全国部署了中国地震局地应力研究所的40套分量应变仪和40套体积应变仪。

”事实上,李四光先生一直强调地震预报必须有自己的想法,不能总是跟着外国人 我们已经耽搁了30年 迟顺良说,“现实是我们对前兆观测手段考虑太少。毕竟,在全国范围内,100多个站点的分布是非常罕见的。如果在汶川地震的震源区设置几个钻孔应变仪,就有可能观测到前兆异常 地震学家现在使用地震学的方法来获得90%以上的地震预测信息。如果允许地震学家获得30%到50%的地震预测信息,并吸收其他有效方法发挥作用,那么地震方法所占的比例就较小,但它获得的信息更多,预测能力更强。 在这里,抛开职业限制,把专家变成一个人是非常重要的。 如果李四光观察应变的思想能够发扬光大,再加上地震学的方法,中国的地震预测研究可能会领先于世界。 ”池顺良说道

目前,人类没有能力理解地震发生的机制,但它并不能阻止人类通过技术手段观察地震前后的异常变化。现在的关键是找到一个适合地震预测的观测技术系统。 气象局也有饲养鳗鱼来预测天气的时期。气象卫星引入后,与其他观测方法和理论相结合,天气预报的精度大大提高。地震预测也是如此。 迟顺良认为,“真正经得起科学考验”的宽频带钻孔应变地震仪和高频地震学的发展是地震预报和观测技术的发展方向,也是实现地震预报的希望。

阅读更多

ScienceNet 2008汶川地震专题

发送电子邮件至:

|打印|评论|论坛|博客|

阅读后评论:

相关新闻

日本地震监测网未能提前实现两分钟预报

中国工程院院士王正国:提前减少地震灾害损失.

高庆华:开发地震科学系统促进地震综合减灾

心理干预鼓励“别想”有用

专家分析:为什么地震预报成为世界问题

唐家山堰塞湖疏散决策

光纤传感:独特的地震监测手段

遥感技术为北川重建选址提供决策参考

每周新闻排名

24篇高被引论文获得中国杰出研究奖

基金委员会将安排 “地震专家们对半小时内两次5级或以上的余震感到困惑,今年约64亿元的资助计划

《科学时报》:从唐山到汶川

专家分析:汶川地震可能与天文因素有关

2008年授予美国和日本科学家卡夫里纳米科学奖

地质学家解决汶川地震断层的性质

金碧辉:现在是提高中文论文质量的关键时刻

相关文章
热门标签
日期归档

版权所有© 阅读时间 | 备案: 鄂ICP备12015973号-1 | www.timetimetime.net . All Rights Reserved | 网站地图