自然灾害博客

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。(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。

来源：陈颙, 史培军. 自然灾害[M]. 北京：北京师范大学出版社, 2007。 声明：版权归作者本人和北京师范大学出版社所有。转载请一定保留来源。 2.4 减轻地震灾害 2.4.1 中国不是世界上地震最多的国家 根据国际地震中心（ISC）提供的地震目录，对1964年－1998年间，中、日、伊朗、土耳其、新西兰、台湾、希腊等国家和地区6级以上地震发生情况进行不完全统计，全世界发生地震的最多的国家，前三名分别是印度尼西亚、美国和日本，中国大陆最多排第五。包括台湾地区在内，全中国的地震活动在全球也不是最多的。

来源：陈颙, 史培军. 自然灾害[M]. 北京：北京师范大学出版社, 2007。 声明：版权归作者本人和北京师范大学出版社所有。转载请一定保留来源。 2.3 地震灾害 2.3.1 国外9 次大地震 表3 1900年以来世界上的一些重大地震灾害 图40 1906年4月18日清晨5点20分，美国旧金山（38.0˚N，123.0˚W）发生8.3级地震，60,000余人遇难。震时全城起火，社会秩序一度混乱，抢劫杀人等恶性事件多有发生。全市进入紧急状态。近10万人逃离城市，经济损失超过5亿美元。

来源：陈颙, 史培军. 自然灾害[M]. 北京：北京师范大学出版社, 2007。 声明：版权归作者本人和北京师范大学出版社所有。转载请一定保留来源。 2 地震的特点 科学家们和公众询问地震的一个基本问题就是它的大小。表示地震大小基本有两种方法，一种是利用地震震级表示地震的大小；另一种是根据地震造成的破坏程确定地震的大小。 2.1地震的大小 地震作为一种自然现象，它有大有小，大可以大到使山崩地裂、房倒屋塌，小可以小到人体根本感觉不到、只有灵敏的仪器才能记录到。如何表示地震的大小呢？ 第一种方法，用地震 所释放的能量来表示 地震的大小，用地震的震级（magnitude）表示地震所释放的能量的大小,震级大的地震，释放的能量就多。上面已经说过，地震所释放的能量可以用地震矩 M O 来表示。

1.2 地震波 1.2.1 体波 地震在地球内部会产生两种体波：P波（Primary waves）和S波（Secondary waves）。 P波是跑的最快的波，它可以在固体、液体和气体中传播。P波与空气中的声波很相似，质点沿着波的传播方向做压缩和拉伸运动。 图2‑10 地震在地球内部会产生两种体波：P波（primary waves）和S波（secondary waves）。（加了一张示意图，是为了说明因为受地层的速度差异影响（如果没有低速体，地震波的传播速度通常越往下速度越快），地震波的P波在射线传播路径并不是直线，而是曲线，当靠近地面P波在垂直分量越大，当然如果不是垂直出射，水平分量也是有运动的；而一些细心的读者发现上图显示的P波似乎是水平运动，那是因为示意图的P波在地球表面传播。） S波跑的比P波慢，它只可以在固体传播。在S波传播时，质点的运动方向与S波的传播方向互相垂直，介质中产生剪切应力。由于流体不能承受剪切应力，因此S波不能在液体和气体中传播。 P波和S波的速度由介质的密度和弹性常数决定。

来源：陈颙, 史培军. 自然灾害[M]. 北京：北京师范大学出版社, 2007。 严重声明：版权归作者本人和北京师范大学出版社所有。转载请一定保留来源。 最早人们认为火山作用是地震的首要原因，但是，许多大地震发生之处远离火山的地方。现在，多数人认为，地震是由地下岩石的突然断裂而造成的，地球内部的不断运动造成地壳大规模变形是地震的根源，沿地震断裂面的突然滑移是地震波能量辐射的直接原因。 图5 跨圣安德列斯断层的篱笆在1906年旧金山地震之后发生3米的错动。 图片来源 a：Robert E. Wallace, USGS b：G.K.Gilbert, USGS 1906年发生的旧金山大地震，为理解什么是地震提供了直接的观测事实。旧金山大地震发生在美国加州圣安德烈斯断层上，地震时，断层两盘发生了3－4米的右旋错动（站在断层的一盘上，观测另一盘的运动，向右就叫做右旋运动，向左叫做左旋运动），垂直于断层的农场的篱笆明显被错开了3－4米距离。

一年前，我就开始写自然灾害博客，希望能够做些自然灾害方面的科普宣传，但是个人能力和影响力都非常有限。这次四川地震让我觉得我国的灾害科普工作任重而道远。很高兴能加入松鼠会，松鼠会是一个很好的科普平台。为了普及地震知识，经北京师范大学出版社和作者允许，同意网络连载《自然灾害》一书中的地震灾害一章。我将在这里进行图文转载，主要内容分为4部分：地震，地震的特点，地震灾害和减轻地震灾害。希望对大家理解地震的一些科普知识有所帮助。 作者是从事自然灾害研究多年的陈颙院士和史培军教授，该书马上要进行第2次印刷，作者也希望各位能指出内容的不足和错误，在印刷前可及时更正，向各位先说声谢谢。 自然灾害有时候离我们很近，请关注身边的自然灾害。

我知道很多朋友都想了解地震局都做了什么，网上已然是骂声一片。和下面的博文一样，我认为地震局有其不可推卸的责任和义务，但是可能还有更多需要让人了解的内容。我师姐写了下面两篇博文，我觉得很有必要在这里转贴： 一、地震局都做了什么： http://lililee.blog.sohu.com/87343855.html 二、地震谎言篇： http://lililee.blog.sohu.com/87137715.html 5月12日的大地震之后，各路军兵直奔现场的同时，各路网民也一路指责地震局，众口一声地诘问，这么大的地震，地震局为什么没有向公众预报？！ 诚然，面对这场灾难，中国地震局 有其无可推卸的责任和义务 ，地震局也在震前震后竭尽全力履行着自身的责任和义务，迎着唾沫，谁都知道现在绝不是一个回应指责的恰当时候。我想，作为中国政府的一个组成部门，这个事件中暴露出来的种种弊端自是地震局留到事后严厉思索的重要题目。 作为国家机关，中国地震局拥有其法律规定的职责，这些职责我附在本文之后，不做赘述。趁着下班，我来说说汶川地震中地震局都做了什么，一是讲一讲道理，二是短暂地回顾一下过去的两天。 （一）快速准确的情况通报 2008年5月12日14点28分四川汶川发生巨大地震，15分钟后带有准确定位的地震信息在各类媒体上播报。4个小时后，国务院总理抵达成都。 这样的速度有赖于分布在960万平方公里土地上的1000多个测震台站，而这些台站平日的看护、数据传输、数据分析、数据存储以及部分科学研究，是由中国地震局及各省地震局1万名在职职工日夜承担的。 受到地震观测条件限制，这些台站都必须远离城镇远离交通繁忙的地区。不论有没有破坏性地震发生，这些人员都拿着平均月薪两三千元，坚守在每一个偏远的台站上。 试想，如果没有地震局，在北京在上海在广州你感觉到地面晃动了，你知道地震发生在哪儿吗？我相信，当北京人上海人广州人听说地震发生在四川时，一定远远比不知道地震发生在哪儿要心里踏实得多！同样，即便这样的大地震，处在地震灾害威胁地区的人也远远少于感受到地震的人，对么？如果没有准确的消息，5月12日的夜晚，大半个中国的人的都将在焦虑中度过！ 地震发生后，地震局万把人日夜进行的事情最直接关乎百姓安危的就是提供快速准确的信息。 再试想，如果没有地震局告诉公众告诉国务

大地震的每次不约而至，都是对地震工作者自信心的沉重打击。地震预测是世界难题。Geller(1997)在science上发表文章说，地震不可预测，掀起了关于地震能不能预测的讨论的高潮。虽然国外的地震科学家对地震预测的问题并不是那么热衷，但是中国的地震科学家一直在努力，不仅仅因为中国有过世界上唯一一次正式的地震预报--1975年成功预报海城地震，更多持续不断的动力来自于曾经有过的巨大的创痛。1976年，在地震预报露出曙光后的一年，唐山地震成了20世纪死人最多的地震。在经历地震预报的挫折后，大家对预报这两个字显得小心又谨慎，在写文章的时候尽量不用这两个字，因为在预报上有太多挫折感。 我记得刚看完《中国国家地理》评选的新天府-四川的时候，我发现有些人把过多的赞美之词给了四川，四川是富饶悠闲的，但是每年的自然灾害损失也不小，特别是滑坡泥石流灾害。四川地震到底多不多，我以前没有关注过，但是，这个地震将永远载入地震学的史册，又将是一次让世人铭记的天灾。 2008年5月12日，四川发生7.8级（USGS测出矩震级7.9）强烈地震（图 1），震中位置大概位于成都北西侧80km左右的汶川县（图2），震源深度非常浅（USGS测出16km，震源深度的误差通常比震中的定位误差大的多）。靠近人口密集区的浅源大地震将会造成巨大的灾难。对比唐山地震，震中位于城市中心，震源深度10几公里，100万居民死亡24万。汶川人口有10万 (?)，可能死亡多少人可以略微对比计算。 图1 震中位置分布图 图2 震中位置及周边地区地形图 Mw7.9地震（or 7.8 or以后更新的震级 ）过后，地球内部积蓄已久的能量还没有释放完，又沿着断层破裂面发生近30次5级以上地震（也就一天时间左右）。5级地震相当于1万吨TNT炸药释放的能量，和投放到日本广岛的原子弹能量相当。 从图2看，地震发生的地方是平原和高山交汇处，山体呈北东走向，而余震的排列顺序就沿着这个走向（图3），说明这极有可能是一次和构造相关的构造地震，是因为断层活动引起的地震。 地震更多的时候并不是一个个小区域的点分布，而是一条条线。比如2001年8.1级昆仑山地震，破裂带长440km。中国科技大学的倪四道曾计算了 2004年苏门答腊地震的地震破裂过程，发现地震破裂就像撕布一样，沿着破裂面撕得越来越快，一直破裂