自然灾害博客

2007年4月2日所罗门地震

2007-04-04T19:56:00.000+08:00

　　2007年4月2日，一次8.1级地震（震源深度约10km）引发大海啸冲击了所罗门群岛，大约13人因此丧命，500间左右的房屋被毁，死亡人数可能还要增加。所罗门位于澳大利亚的东北部，首都Honiara距离此次地震震中345km。地震是由于三大板块（太平洋板块，印度板块和菲律宾板块）的碰撞产生的（平均速度10厘米/年），科学家说这可能是近100年来该地区发生的最大的地震。

图片引自：AP Graphic 。

原文来自：http://news.nationalgeographic.com/news/2007/04/070402-tsunami-solomon.html?source=rss

古埃及城市被巨厚的火山灰覆盖找到证据

2007-04-04T19:58:00.001+08:00

图：古埃及考古学家在发掘现场（苏伊士运河边上的Sinai半岛）。

　　科学家今天（2007年4月2日）宣布他们发现了可以火山凝固熔岩的痕迹，他们说，公元前1500年大量的分布在克里特岛（Crete）附近的一次巨大的山喷发将古埃及许多海岸城市从地图上抹去。科学家发现了埋藏在火山灰下面的房子，军事建筑以及坟墓

（点击查看原文）Video still by Sandy Petrykowski/National Geographic Digital Media

2007-05-08 意大利：埃特纳火山再次爆发

2007-05-08T22:34:00.000+08:00

　　2007年05月08日18时16分，欧洲最大的活火山，意大利埃特纳火山活动加剧，喷发出了大量岩浆。画面中，埃特纳火山口显得非常活跃，炽热的岩浆喷出十几米之高，然后沿着地形倾泻而下。据当地有关部门介绍，这次火山喷发并不会影响到当地居民的生活。埃特纳火山近几年活动频繁，在今年的三到四月，埃特纳火山就喷发过四次。而去年12月的一次喷发还严重影响了当地的空中交通安全。

　　从6号开始，意大利埃特纳火山――这座欧洲活动最频繁的活火山再次喷发，大量炽热的岩浆顺着火山一侧刚裂开的裂缝缓缓流下，景象异常壮观。

　　埃特纳火山位于西西里岛东部，海拔3340米，是欧洲最高的活火山，每隔几年便会大规模爆发一次。前两个月，埃特纳火山已经小规模喷发了四次。去年12月，西西里岛东部港口城市卡塔尼亚的机场被火山灰覆盖，被迫关闭。7号，当地有关部门在对火山进行观测后表示，这次喷发不会对火山附近的居民构成威胁。

2007-05-07 美国中部数州遭遇龙卷风袭击12人丧生

2007-05-08T22:37:00.001+08:00

　　图布什飞赴美国中部龙卷风灾区视察，安抚民情。

　　中新社纽约五月七日电 (邓悦) 美国中部地区的数州在上周末遭遇龙卷风暴群重创，据CNN最新报道，目前死亡人数已经上升到十二人。　　据报道，其中重灾区为堪萨斯州的格林斯堡镇，一共有十人死亡。同时最新消息称，尽管风灾已过两天，当地救援小组在镇上废墟里又找到了一名幸存者。　　据官方估计，席卷格林斯堡镇的这场罕见龙卷风最高时速达三百三十公里。龙卷风后这个近一千五百人居住的小镇上百分之九十五的各种民用和商用建筑都被摧毁，成为一个废城。　　本周一，镇上的居民被允许返回废墟检查自己家的财产损失情况。很多人面对着家园一夜变成瓦砾的现实不禁悲从中来，面对记者采访的镜头泪流满面。　　目前搜救工作仍在继续进行中，救援人员面临最大的困难则是很多建筑碎块堆积成山，清理工作进行艰难。　　另据报道，当地四名士兵和一名预备警察因为涉嫌从镇上一家被毁的商店偷取香烟和酒而被逮捕。　　今天美国中部平原还有一些地区遭遇着局部的龙卷风袭击。同时地区性的洪水爆发也迫使很多居民逃离家园。　　来源：http://world.people.com.cn/GB/1029/42355/5701943.html 中国新闻网 2007年05月08日10:24

Technorati : 龙卷风 Del.icio.us : 龙卷风

农业的起源

2007-05-11T22:17:00.000+08:00

图人们利用树木年轮、湖泊纹层、石笋、珊瑚、冰芯、黄土等各种手段研究古气候，
在中国，黄土研究，东亚季风和青藏高原是地球科学三个最热门的话题。

　　农业是什么时候起源的？--when

　　农业在哪里起源？ --where

　　农业是怎么起源的？--how

　　农业为什么在那个时候在那个地方以那个方式起源？-- why

　　这四个问题是我们研究科学问题必须要回答的。

　　农业在公元前12000-11000年起源的，全世界有好多个农业起源地，比如非洲（埃及），西亚（如美索不达米亚），中亚（如印度），东南亚（中国）等。

　　但是为什么在那个时候起源，在那些地方？

　　有人认为农业起源是一个很自然不过的事情，是历史的必然，人多了，就会发明农业，因为农业比狩猎更文明。但是凭什么说这是历史的必然呢？宿命论者才使用"必然"这个词语。早期的农业如今已经被证明是比狩猎更加辛苦、更有风险，为什么要放弃捕杀花花世界里随处可食用的动物，而要辛辛苦苦耕田种粮食呢？此外，这和人类的认识或智力没有必然的联系，因为考古研究发现4万年前，现代人的大脑容量和如今的人相当。为什么从4万年到1.2万年间就没有出现某些天才对农业产生突然的认识进而产生农业文明呢？

　　一定是某一种推动力促使人类这样发展，这种推动力需要外因也需要内因。如果不是被迫行为，那么驯养动物，发展农业的行为完全可以被认为是在浪费时间和浪费精力。

　　是什么外因具有那么强大的力量迫使一个物种发生本质的改变？

　　环境特别是气候！

　　研究古气候的人都知道在1.2-1.1万年前，地球发生了一次非常重大的变冷事件，叫做 Younger Dryas（新仙女木事件），从格陵兰岛冰芯，石笋可以看出一些冷的地方温度下降达10度，而长江中下游地区的温度下降了6度左右。在这个时候，还出现了生物大灭绝现象，很多哺乳动物特别是行动缓慢的大型动物如乳齿象、猛犸象灭绝。这些现象是因为环境突变，还是与人类数量的增多有关？因为很多人类活动遗址坑里面发掘出很多这类哺乳动物的化石。这是不是说明当时的人类数量达到了一个可观的数字？

　　这里还有一个疑问，气候的突变具有周期性，为什么4万年-1.2万年之间发生气候突变的时候没有产生农业文明？

　　因此我们在考虑外因--环境外，必须要考虑内因--社会因素。人地关系的主要内容之一就是人类和自然资源之间的关系，土地的承载能力有限，因此当人口增加到一定的规模，就会出现资源和人口之间的矛盾，这种矛盾就可能导致战争通过占领资源或通过迁移等方式来维持生存，但是如果有了地理限制了人口的迁移使得他们不能随处扩散，而当地恰好存在可以驯化的植物，并且刚好具有丰富的资源可以用来种植这些植物，农业文明就可能因此被迫产生了。在考虑分析一些事件时，我们必须紧记"生存，活着"这些词眼，正是这些词眼方才促使了进步和发展，虽然用马克思主义提到的生产力和生产规律的矛盾等等来解释也没错，但我觉得都不如生存来得更直接和本质。虽然要产生农业文明的前提条件很多，但是这种情况算是一种比较合理的解释。

人类，请你给我多一点点问候和温柔

2007-05-11T22:43:00.000+08:00

图全球的洋流示意图。亚洲东部、欧洲的水温比较高，适合洗澡；而加利福尼亚因为有来自北冰洋的寒流通过，那里的水几乎冷的不能洗澡。

　　谁第一个发现CO2能引起的温室效应（green house effect）？恐怕很少有人知道，起先我也不知道。

　　这是件很奇怪的事情，我们往往不认识那些真正起到影响人类社会作用的人物，而对一些无关痛痒的小事如数家珍。我们在地球上生活，却无视地球的冷暖，这是多么愚蠢的事。气候的变化至少会影响你的吃穿住行，不是吗？想一想。中国气象局局长秦大河在今年的世界地球日（2006年3月23日）说"中国每年受气象灾害影响人口达4亿（全国1/3）经济损失达2000多亿人民币，占GDP的1-3%"。单单气象灾害，我们平均每个人就得为此买单上百元，只是我们不知道自己买了单而已，还有其他损失呢，先让我们了解温室效应的危害。

　　温室效应对整个地球系统的影响真的很大。温室效应会引起全球气温升高，大陆更多的冰川、积雪将融化后汇入海洋（注意海洋冰川的融化对全球海平面上升没有影响，因为海冰密度为0.9，它的10%浮在海面，根据阿基米德定律，浮在水面上的物体的质量就是被排开的水的质量），这会引起海平面上升；海水受热膨胀，直接后果也是海平面升高。

　　地球上把我们所有可用的淡水资源（如江河湖泊）加起来，总量不过全世界水资源的万分之三，别小看这万分之三，抗洪抗的就是这小小的万分之三。我们得玩命似得和它搏斗，严正以待，进行一次又一次和这万分之三的巅峰对决，其规模气势岂是小小足球可以比拟的吗？

　　洋流是怎么回事呢？人们发现太平洋西部，也就是亚洲东部的水温比较高；欧洲虽然地处高纬地带，但是气候湿润，温度适宜，而不像西伯利亚一般寒冷，探究原因，发现原来大洋中存在环流现象。赤道接受的太阳光充足，海水温度高，当它被洋流带到了亚洲东部的海洋时，那里的水温就比较高，适合洗澡冲浪，鱼类等生物资源也丰富；同样，墨西哥湾的洋流将赤道温水带到欧洲，使得欧洲成为典型的海洋性气候。而加利福尼亚因为有来自北冰洋的寒流通过，那里的水几乎冷的不能洗澡。奔驰不息的洋流就这样不断调节和传输全世界的热量，形成了现在我们都适应的气候。温室效应则可能会影响海底洋流，现在科学家还不敢确定（这正是温室效应的恐怖之处，人类往往毁灭于未知的突然事件），但是如果这是真的，那整个欧洲的气候将不再温暖湿润，而是像俄罗斯一样天寒地冻，欧洲文明有可能被毁灭，至于是不是真是这样，谁都不知道，但肯定会给人类带来灾难。

　　第一个发现CO2引起温室效应的人叫 Roger Revelle，请记住这个名字。

　　地球是我们的家园，我们缺少对地球冷暖的关心，太缺少了。作为家园，我们是不是更应该对她多一些问候，多一点温柔呢？

环境和文明兴衰

2007-05-14T22:07:00.001+08:00

图　北宋虽四面受敌，处处挨打但仍是历史上最有钱时代，为什么？

　　为什么格林兰岛（GreenLand）不像他名字那样是绿色的？为什么中华文明的鼎盛和衰败轮回出现？这似乎在告诉我们：文明和环境有关，环境的周期性变化不可避免地影响文明的波动。强秦，大汉，盛唐，弱宋是政治家眼里的历史，在这个动不动就讲政治的社会里，政治看法被放大，埋没了我们对其他因素的理性思考。衡量社会是否强盛应该用全面整体的眼光，政治军事只是其一，此外还包括经济，人口，文化等。

　　北宋首次成为中国历史人口超过1亿的朝代，开封是当时世界人口最多的都市，达到150万，傲视全球，而如今的开封也就78万。北宋专门用来打仗的雇佣军有100多万人，国防开支足够让汉唐无法支付而破产。说起有钱，北宋最有钱，说起高薪，北宋最高薪，但说起腐败，北宋最腐败，有钱才能腐败，高薪养不了廉洁。有人会问为什么有钱还挨打？这个我不知道，但是我现在要问的是为什么挨打还那么有钱？

　　研究古环境有很多种科学方法，比如孢粉、冰芯、沉积物、同位素，年轮、石笋、湖泊水位，黑潮变动等等。为什么他们能成为研究古环境的重要证据，原因很简单：地球是个大系统，是一个相互牵制、影响，交错成一体的大网络，牵一发而动全身，系统里任何一个变量的改变都会引起一些列连锁反应，而地球本身就是一本天书，每时每刻都在书写和记录的天书，它悄无声息地把历史以不同的形式保存。例如气温变化会影响CO2的浓度，CO2经过大气环流满世界乱跑，总有那么一部分会跑到南极并被冰雪牢牢地锁在身体内，随后新的冰雪将他们掩盖，这些CO2就像孙猴子被囚禁在五指山下一样不得动弹，虽然外面的世界风云变化，不知道经历了多少次改朝换代，但是这些小气泡仍痴心不改，只记忆了当时被囚禁的那一刻的气候环境，科学家通过研究这些小气泡进而推算出当时的环境。地球科学家就是大侦探，通过间接研究这些证据来获取过去的地球的照片信息，这些信息甚至可以精确到每一年。

　　科学研究发现北宋的气候温暖而湿润，也就是北方有比现在多得多的雨水，雨水带来了农业的繁荣，这种恩惠不但给了文明发达的北宋，同样也给了依靠草原和游牧生存的少数民族，例如辽、西夏和后来的金、蒙古。封建社会，农业是国家经济命脉，正是农业的大发展，才导致这个时期多民族的强盛和鼎立。而蒙古族之所以能横扫欧洲并所向披靡，巨牛无比，没有充足的后备保障是根本无从谈起的，这种温暖湿润的气候环境就是他们最好的保障。

　　宋元过后，中国进入了小冰期时代，顾名思义，小冰期就是温度相对较低的时期。气温变化不像我们想象中那样是一个缓慢的上千年的过程，研究发现气温的突变可以在短短的一百年内突变，这种突变对于一个国家的打击是不可估量的，以传统农业为立国之本的明清自然赶不上正在热火朝天搞科技革命的欧洲。因此可以说，文明的演化不仅仅是社会结构变化的结果，也是外部环境变化的结果，这正符合了唯物辩证法关于对事物发展的内因和外因说。

2007-05-16 老挝发生6.6级地震

2007-05-17T13:09:00.000+08:00

　　我国地震台网测定,在老挝(北纬20.6度,东经101.0度)发生6.6级地震,震中距我国国境线约70公里,距云南省景洪市约150公里。在泰国曼谷市中心,不少高层建筑居民纷纷逃离建筑物。

　　广西省南宁市数字遥测地震台网共有5个子台，此次全部监测到了老挝的地震。

1.3万年前彗星曾与地球相撞致史前生物大灭绝

2007-05-23T19:22:00.000+08:00

图猛犸象等史前动物的灭绝是原因是什么？气候巨变还是其他不为人知的灾变？

　　科学界以前一直将猛犸象等大型史前动物和石器时代北美穴居人的灭绝原因归结于气候巨变。然而，美国科学家最近研究发现，一颗直径两公里到3公里左右的彗星近13000年前在地球大气层中爆炸，才是引发史前生物大灭绝的真正原因。

●1.3万年前天降"灾星"

　　据报道，美国科学家研究发现，大约13000年前，一颗直径大约2公里到3公里左右的彗星在地球大气层中发生了爆炸，无数个火球落向了北半球，让北半球的大多数地方都陷入了熊熊火海之中。美国亚历桑那州地球物理学家艾伦·威斯特说："这颗彗星在撞向地球前就开始崩溃，引发了一系列的爆炸，每一次爆炸都相当于一颗原子弹的爆炸能量，彗星爆炸结果让地球陷入了地狱之中，北半球的大多数地区都陷入了一片火海。" 　　　　

●灭绝生命冻住地球

　　05/18/2007这一太空灾难导致北半球石器时代的早期文化几乎全被摧毁，猛犸象和乳齿象等大型陆地动物全都在这场灾难中遭到灭绝。威斯特说："彗星爆炸的热量将北半球的大多数草原点燃，像猛犸象这样的食草动物即使能逃过最初的彗星爆炸，也仍然将在草原焚毁的饥饿中活活饿死。"

　　科学家指出，这场彗星撞地球灾难仍然对早期人类文明形成了巨大的打击。研究发现，大约13000年前，早期石器时代的文明显然遭遇了严重的退步，尤其是石器时代的美洲猎人，在当时更是彻底消失，就如同灭绝了一样。这些美洲石器时代猎人是从亚洲移民到美洲大陆的早期猎人的后裔，他们曾是地球上最凶猛的猎人，不管男性还是女性，都能制造用来捕猎野兽的石矛，这些美洲穴居人的消失一直存在着巨大的科学争议，而气候剧变是一个主要的科学解释。但现在科学家认为，美洲大陆上的第一批人类显然是被一颗彗星灭绝了。

　　彗星爆炸还导致地球气候长达1000年处于冰寒之中，严重破坏了早期人类在欧洲和亚洲的文明发展。科学家称，当时地球正渐渐离开最后的冰河时代，地球气候正在缓缓变暖。但这颗在大气层中爆炸的彗星碎片可能撞向了地球冰原，并引起冰原大面积融化，融化的水流向了大西洋，破坏了大西洋的潮流，包括温暖的洋流。这直接导致以后长达1000年中，欧洲和亚洲再度陷入了冰天雪地。

●"钻石灰尘"是证据

　　美国科学家将于本周在墨西哥阿卡普尔科市举行的美洲地球物理学联盟会议上提供彗星近13000年前撞向地球的详细证据。包括威斯特在内的一组美国科学家将在会议上宣称，他们已经在欧洲、加拿大和美国的26处地方，发现了一层钻石粉尘层，这是含碳彗星坠向地球后形成的遗迹。美国科学家称，当彗星碎片撞向地球后，巨大的压力和热量将彗星上的碳微粒转化成了钻石灰尘。来源:扬子晚报作者:杨宗

俄科学家3000多米深地下“听”地面声音

2007-05-29T20:42:00.000+08:00

世界第一口深井是俄罗斯人打的，俄罗斯人们总能创造第一。位于江苏省东海县毛北村的中国大陆科学钻探工程"科钻一井"成功深入地下5158米，被评为2006年的10大新闻。

　　在３０００多米深的地下"听"地面声音，这可能吗？可能。俄罗斯研究人员利用位于地下深处的高灵敏度探测仪，对地面一家采矿冶金企业的工作规律进行了准确"监听"。

　　在俄西北部的科拉半岛上有一口深层科研钻井，为了研究地壳深处高频声波的特点，俄科学院地球物理研究所的专家在这座钻井内距地面３０５０米处安装了一个灵敏度很高的磁致伸缩检波器。经过数年的不间断探测和记录，研究人员意外地发现，他们记录下的一部分声波变化能准确反映出当地一家采矿冶金企业的工作规律。　　参与这项研究的俄科学院通讯院士尼科拉耶夫在新一期《科学院报告》杂志上撰文说，地下深处岩层的自然轻微活动会使科研钻井内出现微弱的高频声波，但常有一些地声杂波几乎完全掩盖自然的声波。专家经研究发现，这些杂波源自一家距科研钻井井口约６公里的企业。

　　研究人员无意中"听"到的声音表明，该采矿冶金企业的重型设备每天被３个班次的工人分别使用近８小时；每个班次的工作都会使杂波强度达到一个峰值，而３个峰值之间的数据能反映出工人短暂的换班休息时间；在一段时期内，该企业的露天矿场每天都通过爆破采矿；工人活动所产生的杂波在节假日明显减弱；在每年实行夏时制后，与该企业有关的杂波会提前一小时出现。这种"听"得到的结果准确度非常高，比如，研究人员"听"后能判断出，２００５年年底的某一天，该企业的３班倒工作制不知什么原因没有照例得到执行。

　　俄研究人员认为，上述企业所处地质构造带的附近有一些断层，断层周边往往有碎裂的岩块，这样的结构可能有利于源自地面的地声杂波抵达３０００多米深的地下。目前俄专家正准备进一步分析这些意外的探测结果。（来源：新华网，记者栾海）

　　上天、入地、下海是人类向自然界挑战的三大壮举。过去50年，人类对"太空"研究收获巨大，对"地球"内部的探索却因岩石坚硬而困难重重，收获甚微。大陆科学钻是获取地球深部物质，了解地球内部信息最直接、最有效、最可靠的方法，是地球科学研究不可缺少的重要手段，对21世纪地球科学和相关科学技术发展具有重要的推动和带动作用，同时也是解决人类社会发展面临的资源、灾害、环境等重大问题的重要途径之一。

　　地球由地壳、地幔和地核组成。地壳和地幔的上部构成了支撑着地球上生命的岩石圈。通过大陆科学钻探对岩石圈进行直接取样和观测，可以了解和认识大洋及大陆的板块运动、地壳应力与地震活动、火山作用、深部资源、生命起源、全球环境与气候变化，解决一系列重大基础科学问题。在本世纪，大陆科学钻探将在人类正确认识、合理开发和珍爱保护地球中起到至关重要的作用。

　　国际上，以科学探测为主要目的的科学钻探已实施30多年，俄罗斯、德国及美国等国家早就把大陆科学钻探作为国家优先研究领域给予重点发展。俄罗斯在科拉半岛上的超深井深达1.2万余米，是当今世界上最深的钻孔；德国人在地球板块缝合带打了一口九千米深井；美国、瑞典、法国及加拿大各国也都各有大陆科学钻探计划；日本人正制定为期十年的超深钻探计划，拟在太平洋、菲律宾及亚洲板块结合带上打多个超深井，超深井成了世界各国显示经济、科技实力的一项标志。全球正在实施的国际大陆科学钻探项目有十多项，主要研究领域包括板块构造、火山与地震活动、全球环境与气候变化、天体碰击与灾变事件、地热与流体系统和大陆与地幔动力学等。

2007-06-03 云南普洱发生6.4级地震

2007-06-04T09:31:00.000+08:00

地震中倒塌的民房地震后居民在屋外的简易床上休息

一名孩子在被地震损坏的房屋前哭泣。昨日凌晨5时34分，云南省普洱市宁洱县发生6.4级强烈地震。《云南信息报》供图

6月3日，宁洱县太达村曼丹村民小组的薛王芬正在清理因地震倒塌的卧室，她四岁半的孩子在屋内被砸死

　　北京时间2007年6月3日5时34分56秒，云南普洱县(北纬23.0，东经101.1) 发生6.4级地震，震中在宁洱县城老城区。普洱市及临沧市内有强烈震感。震区部分房屋倒塌，造成3人死亡300余人受伤，此后震区又连续发生了55次余震。对此，中国科学院院士、中国地震学会副理事长陈运泰提醒说，需密切关注5级以上的强余震。

　　陈运泰介绍说，6.4级的地震已经是近几年来比较少见的了，破坏力还是比较大的，此次地震的几个情况可能会导致伤亡人数增加，一是地震发生于老城区，人员相对会比较密集；二是震区还包括了一些山区，村民大都集中居住在山脚下或丘陵间的坪坝，而农村房屋抗震性能又比较差；三是地震发生时间为凌晨，人员不易提前躲避；四是山区地震容易造成山体滑坡和泥石流；五是附近的盘山公路中断，又会影响救援，所以随着时间的推移，伤亡人数还会继续增加。

来源

《自然灾害》之地震灾害-02地震波及其用途

2008-05-21T07:40:00.001+08:00

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。

唐山地震时北京所感到的两种地震波

唐山地震发生在1976年7月28日凌晨3点多钟。当时笔者（陈颙）住在北京前门附近一个非常破旧的二层木制结构的楼房里，楼房至少有五十年历史了，除了外墙是砖砌的，地板和骨架都是木质的，一走起路来地板就发出"咯吱咯吱"的呻吟声。那时正好是夏天，天气出奇的闷热，难以让人入睡。我刚躺着一会儿，迷迷糊糊中就觉得床有些大幅度上下跳动，地板甚至整个楼房都发出"嘎吱"的声音。我立刻意识到"有大地震发生了"。长年从事地震工作的我被晃醒后没有立即下床，而是躺在床上开始数数，"一、二、三，……"，数着数着床的晃动变小了。当数到第二十的时候，突然又来了一次晃动，比第一次更厉害，整个楼层都在忍受剧痛似的"哗哗啦"乱响。这短短的20秒钟间隔就是纵波和横波到达的时间差（地震通常会产生纵波和横波，纵波在地球介质中传播得快，最先到达我们脚下，引起地表的上下运动；横波跑得慢，我们感到的第二次强烈震动就是横波造成的，地面表现出水平方向运动。由于横波携带了地震产生的大部分能量，因此它对地表建筑物的破坏更为严重），反映了观测者和震源的距离，差1秒钟，表明约8公里远处发生了地震，20秒钟则说明这次地震事件发生在约160公里处。于是，我有了一个初步判断：地震不在北京--在距离北京160公里的地方有大地震发生了。

这和雷雨闪电的原理是一样的：天空两片雷雨云相遇时，发出闪电和雷声，闪电（电磁波）跑得快，雷声（空气中得声波）跑得慢，我们先看见闪光，后听见雷声，闪光和雷声之间得时间差，就表示发出闪光和雷电的云距我们的距离。

1.2.2 面波

面波是沿地球表面附近传播的一种弹性波。面波传播的速度都比体波慢。最重要的面波有两种：Rayleigh 波（R波）和Love 波（L波），它们的命名是为了纪念这些波的发现者，英国科学家Lord Rayleigh 和 A.E.H. Love。

图11 Rayleigh波传播时，质点在沿着波传播方向的垂直的平面做逆时针的椭圆运动，波到来时，地面的运动和水面上的波浪运动一样（参看"海啸"一章中"波浪运动"一节）。

图12 Love 波（L波）传播时，质点水平运动，而且运动方向与波传播方向的垂直，地面上质点运动最大，越往地下深处运动的幅度越小。

图13 2003年12月26日伊朗巴姆地震产生的地震波传到世界各地的理论时间（单位：分）
来源 USGS

图14 2006年7月19日10:57:36.8印尼巽他海峡发生Ms6.0级地震（S6.5°，E105.4°），这是昆明地震台（KIM，震中距 31.6°，方位角355.0°）的实际记录.纵轴是地震动的位移（单位：微米），横轴是时间。

地震作为地球内部的一种震动，发生的时候会产生一系列波动即地震波，而地震波是目前我们所知道的唯一一种能够穿透地球内部的波。今天我们关于地球内部的知识都是怎么得来的呢？这在很大程度上要归功于地震波。十九世纪，人们就已知道，地震是一盏照亮地下的明灯。

1.3 地震是照亮地球内部的一盏明灯

图15 人们挑选西瓜都有个经验，用手拍打西瓜听听声音便可以判断西瓜的成熟情况，这是因为不同的西瓜振动时发出的音调和音色不同。地球物理工作者的事业和拍西瓜很相似，只不过有时候通过人工地震手段让地球振动，有时候是地球自己发生地震产生振动，科学家则通过记录和"倾听"这些来自地球内部振动的交响乐--地震波，来判断地球内部的结构和状态。迄今为止，地震波是唯一能够贯穿地球的波动。

震源发出的地震波会通过地球介质向各个方向传播，我们从而可以在世界各地通过地震仪记录到。20世纪初，地震学家发现，大地震发生后，在距地震震中103^o-143^o的范围内记录不到地震P波。于是他们猜想，地球具有分层结构，地球内部有一个低速的地核，地震P波由于折射，到达不了105^o-142^o的范围。人们关于地球内部的认识就从地震波而得来。

图16（a）记录到印尼大地震的全球地震台站的位置和它们离地震震中的距离（度）；（b）地震后6小时内各台站记录的Rayleigh波的垂直向地面运动（峰-峰值，用cm表示），R₁是沿震中-台站大圆最短距离传播的波，R₂是沿同一个大圆最远距离传播的波，R₃与R₁相同，只是多绕地球转了一圈，R₄与R₂相同，也多绕地球转了一圈。
来源 J.PARK, K.ANDERSON, R.ASTER, 等（2005）

图17 20世纪初，地震学家发现，大地震发生后，在距地震震中约103^o-143^o的范围内记录不到地震P波。于是他们猜想，地球具有分层结构，地球内部有一个低速的地核，地震P波由于折射，到达不了103^o－143^o的范围。

图18 现在我们已经知道地球可以分为地壳、地幔和地核，地核又包括一个液态的外核和一个固态的内核。图中给出了各层的地震波速度。对地球内部的认识，都来源于天然地震的资料和数据。

获得地球的这种分层结构的大事年表可简要列举如下：

1906年奥尔德姆首先试图从地震波穿过地球的时间来推断整个地球内部构造。

1909年莫霍洛维奇根据近震初至波的走时，算出地下56公里处存在一个间断面，间断面以上物质的平均速度为5.6公里/秒，以下物质的速度为7.8公里/秒。后来发现，无论是海洋还是大陆，绝大多数地区都存在这个间断面，通常称它为莫霍界面，其平均深度约为30公里，莫霍界面以上的部分称为地壳，以下的部分称为地幔。

1914年古登堡（Gutenburg）根据地震体波的"影区"确认了地核的存在，并测定了地幔和地核之间的间断面，其深度为2900公里。这个数值相当准确，直到现在也改进不多。根据地核不能传播横波（地震波的一种，不能在液体中传播）的特性，地震学家又推断出地核是液态的。

1936年赖曼通过对体波"影区"的进一步研究，发现了在液态的地核中还有一个固态的地球内核。

1996年中国旅美学者宋晓东通过研究穿过地核的地震波，推断出内核旋转速度要比外核快，这个发现进一步加深了人类对地球的认识，被评为该年度美国十大科学新闻之一。

图19 1996年中国旅美学者宋晓东通过研究穿过地核的地震波，推断出内核旋转速度要比外核快，这个发现进一步加深了人类对地球的认识，他的研究成果刊登在NATURE 上，并被评为1996年度美国十大科学新闻之一。

1.4 地震波的多种应用

利用地震波的另外一个重要方面是地震勘探。地震勘探的历史可以追溯到19世纪中叶。早在1845年马利特就曾用人工激发的地震波来测量地壳中弹性波的传播速度，而在第一次世界大战期间，交战双方都曾利用重炮后坐力产生的地震波来确定对方的炮位，这些可以说是地震勘探的萌芽。由于地震勘探具有其它地球物理勘探方法所无法达到的精度和分辨率，所以在石油和其它矿产资源的勘探中，用地震波进行勘探是最主要和最有效的方法之一。各种矿产资源在构造上都会具有某种特征，如石油、天然气只有在一定封闭的构造中才能形成和保存。地震波在穿过这些构造时会产生反射和折射，通过分析地表上接收到的信号，就可以对地下岩层的结构、深度、形态等作出推断，从而可以为以后的钻探工作提供准确的定位。

图20 利用地震波进行勘探

图21 全面禁止核试验条约（CTBT）的地震台站分布

利用地震还可以为国防建设服务。截止到2000年11月，已经有160个国家正式签署了全面禁止核试验条约（CTBT）。现在所面临的一个共同问题是，如何有效地监测全球地下核爆炸。而这正是地震学的用武之地，地下核爆炸和天然地震一样也会产生地震波，会在各地地震台的记录上留下痕迹。而地下核爆炸和天然地震的记录波形是有一定差异的，因此根据其波形不仅可以将它与天然地震区分开来，而且可以给出其发生时刻、位置、当量等。

图22 图中红颜色的是地下爆炸产生的地震波，其记录特征是"大头小尾"，蓝颜色的是天然地震产生的地震波，它的特征是"小头大尾"。利用记录到的地震波的特点，可以区分地下核爆炸和天然地震。

图23 俄罗斯的库尔斯克号潜艇沉入巴伦支海时，没有人想到要去告诉地震学家。但是，2001年1月，正是地震学家使得这场灾难起因的争论最终得以结束。波罗的海地震台记录到了库尔斯克号上爆炸产生的可说明问题的震动。这一证据表明，这场悲剧是当潜艇在水面上时艇上的一枚鱼雷意外引起的，随即在深部发生了几枚鱼雷爆炸。而俄罗斯当局早先将这一事件归罪于一艘不明身份外国潜艇的碰撞。
来源 a：AP美联社(http://www.aeronautics.ru/img003/kursk-017.jpg) b： EOS (2001)

图24 离美国世界贸易中心34公里的地震台，记录了911事件的全部时间进程。
来源 Kim, W. Y.（2001）

其实，地震学的应用还远不止以上这些。例如，目前用地震的方法预测火山喷发取得了很大的进步；对水库诱发地震的研究可以为大型水库提供安全保障，例如我国的三峡工程，库区地震灾害的研究就是工程可行性论证的重要内容之一；对矿山地震的监测是保护矿山安全的重要手段之一；地震学还可用于对行星的探测，通过对行星自由振荡的研究可以揭示行星内部大尺度结构。因此，地震学这门古老的学科，不断获得活力，成为正在迅速发展的前沿学科之一。

图25 全世界每年记录的地震事件数目，1900年约为100多次，20世纪末超过10,000次，2006年超过100,000次。这是由于地震台站的增多，反映了地震科学的迅速发展。

对地震预报的一点看法

2008-05-28T16:11:00.001+08:00

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。

17世纪以后，温度表和气压表等气象观测仪器相继出现，气象台陆续建立（一开始是单台，后来发展为气象台网），人们开始根据气压、气温、风、云等要素的变化来预报天气。今天，天气预报已经走上了物理预报的道路，取得了很大的进步。在一些先进国家，24小时的降雨预报，可以给出某一地点降雨的时间和强度，除偶尔失误外，基本准确。这种进步，主要归功于两个方面的因素：

一，天气图。自从100多年前欧洲出现第一个气象观测台网，编制了第一张天气图开始，人类对于大气的观测就进入一个新的时代。利用天气云图，以及高压区不会下雨，低压区可能下雨等科学认识，天气预报进入了物理预报的时代。至今，全世界成千上万个气象台，每个台都可以得到实时的全球观测资料，对天气演变的分析也从二维发展到了三维（图1）；

二，数值天气预报。20世纪50年代以来，动力气象学原理、数学物理方法、统计学方法等广泛地应用于天气预报。大气运动的规律（湍流除外）已基本清楚，大型计算机可以快速求解大气运动方程，进行数值预报。

天气预报的进展就建立在这些坚实的科学基础上面，尽管如此，目前的天气预报也难做到完全准确，好的预报也只能达到70%-80%的准确率。

图1 我国风云二号气象卫星发射回来的中国大陆的云层照片，正常的气象服务每个小时一张照片传回地面。（图片来源：中国气象局网）

地震的短期预报

地震的短期预报比天气预报困难要多得多，我认为主要的原因是现阶段还无法实时得到 “地下云图”。

虽然从20世纪60年代开始，美国率先建立了世界标准地震台网WWSSN，将单独的台站发展为台网，可以让全世界在最短的时间内获取地震的发震信息。但是地震台网主要得到的是震后（而非震前）的资料，没有大的天然地震，人们很难研究清楚地震的机制和原理，这可能也是地震研究的无奈；不巧的是天然地震发生的频率低（图2），发生的时间和震源位置不精确（定位精度存在较大误差），因此台网对地震的监测目前还属于“被动”阶段，利用天然地震很难得到精确的关于地下结构及其演化的“地下云图”。虽然石油勘探界可以利用4D地震获取地下油气的运移状态，但是探测区域及其有限，成本相当高，无法用于监测深达几十公里、上万平方公里区域的地下结构及其变化（天然地震震源深度通常为几十公里，而且和地震密切相关的活断层通常也有几百公里长）。

图2 中国≥6级地震震中分布（公元1949-2000年）（图片来源：人民教育出版社课程教材研究所.2004.普通高中课程标准实验教科书地理选修 5 自然灾害与防治[M].北京：人民教育出版社）

利用GPS或遥感得到的也只是地面（而非地下）的信息，很难据此准确推断地下结构。这也就是大家所说的“上天容易入地难”。经过长期的构造变迁，地下岩石中充满了各种尺度的断层、节理和褶皱，它的运动规律远比大气更为复杂。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律过程。也就是说地震预报的经验很难从这个地区“拷贝”到另一个地区。

地震的发生具有“成串性”。在一串地震中，震级最大的地震为主震，紧随主震且震级小于主震的地震都称作余震，主震之前发生的地震称为前震。对于有前震的大地震（如1975年海城地震），有一定的预报能力。而对于没有前震的大地震（如1976年的唐山地震以及这次汶川地震），预报则变得十分困难。全世界的统计资料表明，有前震的大地震占大地震总数的比例不到十分之一。

所以，目前还不能不用经验性的预报方法。经验性预报主要也是通过分析过去已发生的地震，寻找其中的统计规律，并用于预报以后的地震。但是用经验性方法预报地震比经验性预报天气还要难，主要是因为对于一个地区（特别是对于震中区域）来说，地震发生的重复性时间是很长的，几十年、几百年或者上千年都有可能，而进行科学研究的话，都有统计样本。地震的统计样本要比天气预报少得多。

正因为地震预报尚处在经验性预报这个阶段，就会伴随着两种特定的现象：

一、动物的异常行为、奇特天象等所谓地震的宏观前兆异常问题（图3）。从1966年邢台地震至今的40多年里，国内外许多人对此进行了生物学机理、生物特出感知功能、地磁场触发原理等研究。但是到目前为止，这些宏观异常都缺乏十分确凿的科学依据。从另外一个角度说，即便这些异常迹象可以作为预报地震的参数，地震监测人员也不能仅仅依靠某一个单独的异常事件做出地震预报，因为这种异常可能只对应极小的发震几率。一旦误报地震，损失往往同样惨重。

二、出现了一批基于经验性预报的业余预报员。他们的探索精神值得钦佩，他们的研究值得鼓励和支持，但是他们应该认识到经验性预报的局限性，应该认识到预报结果的社会性，肩负科学探索和社会责任，谦虚谨慎，积极加强与专业预报员的合作。

但是可以相信如果地震预报像天气预报一样，从经验性过渡到物理性预报，以上两种现象就会慢慢消失。

图3 地震前的动物异常。（图片来源：许根顺摄《全国地震美术书法摄影展作品选》）

地震的长期预报

和短期地震预报不同，地震的长期预测是可以实现的，这主要基于地震学家对断层和地质构造的研究（图4）。地震的长期预报比气候预报（气象的长期预报）要强，这是因为大地震发生的地点一定与大的地质构造有关，一次8级大地震不会发生在像鄂尔多斯地台这样的稳定的地质单元。人类对于断层等地质构造的研究已经有几百年的历史，这些知识提供了地震长期预报的基础信息。而对于气候预报来说，明年多雨少雨，洪涝发生在何处，判断则很困难。

图4 中国主要构造分布略图（图片来源：人民教育出版社课程教材研究所.2004.普通高中课程标准实验教科书地理选修 5 自然灾害与防治[M].北京：人民教育出版社）

如果我们把地震预报分成：以预测未来大地震发生地点为目标的长期预报，和以预测未来大地震发生时间为目标的短期预报。从1956年第一个全国中长期科学技术规划开始，我们在长期预报方面取得了明显的进步，地震参数区划图的问世就是最好的例子（图5），当然这些地震参数区划图也会随时间不断地进行修正和改变。而在短期预报方面，我们还有很长的路要走，也许要几代人坚持不懈的努力。用周秀骥院士的话说“科学急不得，就像100多年以前要求天天作气象预报，也是不可能的。我强调要把科学基础不断提高。”

最后，以美国地震学会通报（BSSA）对海城地震预报的评价作为结束：尽管海城地震的预报集合了迷惘困惑、经验分析、直觉判断和良好运气，它毕竟是第一次在实践上没有以失败而告终的大震预报的尝试。

图5 中国地震动峰值加速度区划图（图片来源：《中华人民共和国国家标准GB18306-2001中国地震动参数区划图》）

更多阅读：陈顒：以地震科技工作者的眼光审视汶川大地震

《自然灾害》之地震灾害-05减轻地震灾害

2008-05-25T20:09:00.001+08:00

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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。

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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。

表4 1964年1月1日－1998年12月31日6级以上地震统计表

图76 各国和地区6级以上地震次数对比

2.4.2 中国是地震灾害最严重的国家

20世纪以来，全球因地震死亡人数是160万，而中国约60万。历史记载全球死亡超20万人的地震有6次，其中中国有4次（中国地震局局长陈建民2006年7月26日对新华社记者的讲话）。

如果从更长一点的时间来看，从历史上来看，中国的地震灾害更为严重。例如，人类历史上死人最多的地震就发生在中国，这是1556陕西华县地震。

图77 明史记载：1556年陕西地震导致83万人死亡。

1556年（明·嘉靖）12月23日，关中大地震，震中在陕西华县、渭南、华阴一带。河北、安徽、湖南等地都波及影响，面积达90万平方公里，其中有28万平方公里属于破坏区。由于这次地震发生在午夜12时，正当人们熟睡之时，死伤惨重。当时的记载说：“官吏军民压死八十三万有奇“。

为什么中国不是世界上地震最多的国家，但是地震灾害最严重的国家呢？我们可以从三个方面分析其原因。

首先，全球地震大多数发生在海洋，对人类造成灾害的主要是发生在大陆的那些地震，中国的陆地面积仅为全球的1／14，但中国的大陆地震占全球大陆地地震的1/3至1/4。20世纪地球科学板块理论的建立，使得人们对于海洋有了比大陆更多的了解。目前，科学家对大陆地震的认识远远比不上对海洋地震的了解。但是，光有这一点还不够。为什么同样的大陆地震发生在美国和日本，灾害比中国要小得多呢？

2003年，三次地震分别发生在日本、美国和伊朗。地震造成的死亡人数差别极大。

表5 2003年发生在三个国家的地震造成伤亡人数的比较

死亡人数差别极大的原因是这三个国家建筑物质量的不同。高质量建筑能化解地震灾害。一般来说，发达国家得建筑质量要比发展中得国家好许多。

第三个原因是，在许多发展中国家，灾害意识差，依赖思想强。

上述三个原因中，第一个是自然方面的原因。唐山地震后，一位文学家写道：“一座拥有百年历史的城市，只因地球瞬间颤动，就被夷为平地。骨肉之躯的创造者，钢筋混凝土的建筑群，在自然灾害面前显得那样不堪一击。人类只有这个时候，才真正感到自己力量的弱小”。目前。人们还无法阻止地震大发生，人类必须做好“与灾共存”的准备，但认识、了解地球，趋利避灾，科学发展，构建和谐，是人类面临的机遇和挑战。

上述三个原因中，后两个原因是人类自身方面的原因，我们完全可以做的更好，最大限度地减轻地震灾害。

2.4.3 高质量建筑能化解地震灾害

地震时人员伤亡主要是由建筑物倒塌造成地，因此，高质量的建筑能够有效地减少人员伤亡。

何谓高质量的建筑呢？首先，要对各地可能发生地震的危险程度进行估计，并根据这种地震危险性区划，确定建筑物的设防标准。如，根据地震危险性区划，北京未来50年的受到烈度VIII度以上破坏的概率是10%，于是，北京的地震基本烈度为VIII度。在一个地震很少发生的地方，盖非常抗震的建筑物，势必浪费大量的财力物力，是不必要的；反之，在一个地震经常发生的地方，盖一个不考虑抗震的建筑，一旦地震来了，势必有大量的人员伤亡，这种做法是极其不负责任的。按地震设防标准建造的建筑物，是高标准建筑物的第一层含义。

图78 中国地震动加速度区划图(1999)

其次，设防标准一旦确定，如何通过设计和施工，保证建筑物能达到这种标准呢？必须要按照建筑设计规范的要求，进行设计和施工。建筑规范凝聚了现代建筑科技的最新成果，是保证房屋等建筑物安全的重要保证。2001年国家颁布的“建筑抗震设计规范GB50011－2001”的重要思想，就是保证“小震不坏，中震可修，大震不倒”。以北京为例，按照抗震规范建造的房屋，在地震烈度VII时，不坏；在地震烈度VIII度时，出现的轻微破坏，可以进行修复；IX时，建筑物可能破坏严重，但不倒塌，有效地保护了人民生命安全。不仅如此，2001规范在我国引入了隔震、消能的规定，允许在有特殊使用要求和高烈度（VIII，IX）地区地多层砌体、混凝土框架和抗震墙房屋中使用。

图79 减震技术在建筑工程上的应用可以有效减轻地震灾害以做到“小震不坏，中震可修，大震不倒”

满足以上两个要求，就可以称为是高质量的建筑了。遗憾的是，中国由于经济实力有限等多方面的原因，很长的一个时期，国家没有地震区划图，也没有正式发布的抗震建筑规范。在这种情况下，地震造成巨大的人员伤亡和经济损失，也就不足为怪了。

这种情况在唐山大地震后，有了改变。1990年颁布了全国地震区划图（2003年新版区划图又颁布了），2001年，“建筑抗震设计规范GB50011－2001”也颁布了。但是，对于一个幅员广大、人口众多的国家，在建造高质量建筑物方面，欠债实在是太多了。当前，人口多，城市的高风险，建筑差，农村的不设防，这些情况还会持续相当一段时间。因此，尽管高质量建筑能化解地震灾害，是减轻地震灾害的根本性的工程措施，但是，为了最大限度地减轻今天的地震灾害，还需要许多有效的非工程措施。

2.4.4 预防为主，减灾非工程措施的建设

《中华人民共和国防震减灾法》已由中华人民共和国第八届人民代表大会常务委员会第二十九次会议于1997年12月29日通过，并从1999年3月1日起施行。该法是中国历史上第一部减轻地震灾害的法律，全面阐述了预防为主的减灾方针，减灾非工程措施的建设的内容，规定了各级政府、人民团体、科研机构和全体公民在减轻地震灾害的任务、责任和义务。

图80 《中华人民共和国防震减灾法》从1999年3月1日起施行。

图81 《中华人民共和国防震减灾法》第二章：地震监测预报。1975年辽宁海城地震的成功预报拯救了成千上万的生命。《中华人民共和国防震减灾法》规定：“国家对地震预报实行统一发布制度。地震短临预报和临震预报，由省、自治区、省辖市人民政府按照国务院规定的程序发布。任何单位或者从事地震工作的专业人员关于短期地震预测或者临震预测的意见，应该报国务院地震行政主管部门或者县级以上地方人民政府负责管理地震工作的部门或者机构按照前款规定处理，不得擅自向社会扩散”。

图82 有些媒体为了追求新闻效应，有时登一些与地震预测的道听途说的不可靠的消息，如有一年，《香港时报》刊登了八月下旬闽南将有八级强震的消息，在社会上引起了极大的不安。事实上，这样的消息是没有科学根据的，是破坏社会稳定的。这种做法违反了《中华人民共和国防震减灾法》中有关地震监测预报的法律规定。

图83《中华人民共和国防震减灾法》第三章：地震灾害预防。《中华人民共和国防震减灾法》规定：“新建、扩建、改建建设工程，必须达到抗震设防要求。图为日本公寓楼在1964年的新瀉地震中因为地基不好而发生砂土液化导致大面积倾斜。

来源 National Geophysical Data Center

图84 《中华人民共和国防震减灾法》规定：各级人民政府应当组织有关部门开展防震减灾知识的宣传教育，增强公民的防震减灾意识，提高公民在地震灾害中自互救的能力。“唐山地震救灾的实例证明了这一规定是非常重要的。社区在救灾中发挥了重要的作用，唐山地震被压在废墟下的人员，多数是家庭成员和邻居救出来的”（唐山市政协文史资料委员会编，唐山大地震百人亲历记，社会科学文献出版社，1995）。

唐山地震后我很快到达了灾区，并在地震灾区工作了几个月。我亲眼看到，尽管农村倒塌的房屋很多，但奇怪的是死亡人数比例却不高。原因是“一个村庄就是一个小的社区，社区里有村委会组织，街坊邻居也彼此熟悉，大家自救和互救意识强，能够互相救援。又由于村落内多是平房，若有人被埋到废墟里，只需拿根木棍合力一撬，就可把人救出来撤离危险区，因此，社区的自救能力很强。《中华人民共和国防震减灾法》中规定的增强公民的防震减灾意识，提高公民在地震灾害中自互救的能力的规定，十分重要。

图85 据后来统计，驻唐部队万多人，仅占唐山救灾总兵力的20%，然而，他们抢救出被埋压的居民15893，占救灾部队抢扒出的总人数96%。这从另一个侧面说明，当地的力量，一旦组织起来，就会成为救灾的主要力量，即使对于特大型灾害也是如此（唐山市政协文史资料委员会编，唐山大地震百人亲历记，社会科学文献出版社，1995）。

图86 《中华人民共和国防震减灾法》吸取了国内外抗震救灾的经验，规定了严重破坏性地震后，各级政府可以实行紧急应急措施。图中所示是在1999年土尔其地震后，为了安置灾民，维护社会秩序，在军队的帮助下，临时安置灾民的救灾村。

来源：Munich Re（慕尼黑再保险公司）的Topics宣传小册子（2000）

本章的最后，谈谈作为一个个人，在地震中应该注意什么。

1556年华县大地震后一个叫秦可大的文人在《地震记》中总结的躲避地震灾害的经验是：“卒然闻变，不可疾出，伏而待定，纵有覆巢，可冀完卵”。这是说：当面临一次大地震时，人们往往来不及躲，最好就近寻个安全角落（如柜或土炕的一侧），伏在地上，注意保护头部和脊柱，等待震动过去再迅速撤离到安全地方。简单说，就是伏而待定。这种经验，从今天的角度来看，也是有参考意义的。

市民地震应急

地震灾害的伤亡主要由建筑物造成，因此，地震发生时应反应迅速，及时采取保护自己的措施。

应急要点

住在平房的居民遇到地震时，如室外空旷，应迅速头顶保护物跑到屋外，来不及跑时可躲在桌下、床下及坚固的家具旁。

住在楼房的居民，应选择厨房、卫生间等开间小的空间避难，也可以躲在内墙根、墙角、坚固的家具等易于形成三角空间的地方；要远离外墙、门窗和阳台，不要使用电梯，更不能跳楼。

尽快关闭电源、火源。

正在室内活动时（上课、工作、游乐等），应迅速抱头，闭眼，在讲台、课桌、工作台和办公桌家具下边等地方躲避。

正在室外活动时，应注意保护头部，迅速跑到空旷场地蹲下，尽量避开高大建筑物、立交桥，远离高压电线及化学、煤气等工厂或设施。

正在野外活动时，应尽量避开山脚、陡崖，以防滚石和滑波，如遇山崩，要向远离滚石前进方向的两侧方向跑。

驾车行驶时，应迅速躲开立交桥、陡崖、电线杆等，并尽快选择空旷处立即停车。

身体遇到地震伤害时，设法清除压在身上的物体，尽可能用湿毛巾等捂住口鼻防尘防烟，用石块或铁器等敲击物体与外界联系，不要大声呼救，注意保持体力；设法用砖石等支撑上方不稳定的重物，保护自己的生存空间。

（引自北京市突发公共安全事件应急委员会办公室编《首都市民防灾应急手册》，北京出版社，2006年， 42－43页）

地震时，每个人处的环境不同，因此，究竟采取什么措施，也是因人因地而不同的。最重要的，是保持冷静，努力保存自己，自己保住了，才有能力去救别人。

在包括中国在内的许多东方国家，灾害意识差，依赖思想强是个带有普遍性的问题。所以，作为整个社会，提倡灾害意识，发展灾害文化是十分重要的事情。

《自然灾害》之地震灾害-04地震灾害

2008-05-25T17:22:00.000+08:00

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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。

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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 San Francisco Public Library

图41 1923年9月1日中午，日本东京附近（35.0˚N，139.5˚E）发生7.9级强烈地震，被称为关东大地震。50万座建筑物被毁，14.3万人死亡，20万人受伤，50万人无家可归。地震引起了全城大火，同时还引起了严重的滑波和泥石流。

来源 SiberHegner

图42 1960年5月22日下午3时11分，南美洲智利发生震级9.5地震，这是20世纪全球发生的震级最大的地震。震中烈度可达XII度。其后两天之内，在南纬36度至48度之间，沿海岸南北长1,400公里的狭长地带，发生上百次强烈地震，其中超过8级的3次，超过7级的10次。地震造成5,700人死亡，几十万座房屋被彻底摧毁。这次地震还引起了附近的火山喷发，地震引起的海啸，席卷了整个太平洋地区。

来源 Pierre St. Amand，NGDC/NOAA

图43 1964年3月27日当地时间下午5点36分，20世纪的第二大地震发生在美国的阿拉斯加，地震的矩震级为9.2。阿拉斯加人烟稀少，所以地震造成的人员伤亡和财产损失不大。但这次大地震造成520,000平方公里大规模的地面变形。

来源 USGS

图44 和1960年智利大地震一样，1964年阿拉斯加大地震也产生了海啸，图中给出了这两次地震产生的海啸在太平洋的传播时间分布。似乎阿拉斯加地震产生的海啸波传播速度要稍快一些。

图45 1994年1月17日清晨4点31分，洛杉矶西北35公里的北岭市发生6.8级地震（34.9˚N，118.8˚E），死亡55人，受伤7,000余人，直接经济损失200亿美元，是迄今为止美国历史上损失最严重的地震。

来源 J. Dewey, USGS

图46 1995年日本阪神地震时金属结构的高架桥破坏照片。这次地震使得大阪和神户的金融、信息和物流中心的功能受到严重影响，这方面的经济损失高达500亿美元之多。而这次地震造成建筑物和设施破坏等工程损失只有480多亿美元。这是地震灾害史上，地震灾害的软损失（商业中断，金融、信息和物流中心的功能受到影响）第一次超过硬损失（工程损失）。

来源 Dr. Roger Hutchison，NGDC/NOAA

图47 2001年印度古吉拉特邦7.7级地震是迄今为止记录到的最大的板内地震之一，也是印度历史上伤亡最惨重的地震之一，估计死亡总数达13000人。造成的经济损失也使印度经济受到了沉重的打击。

来源 a：Paras Shah, AP b：Enric Marti，AP

图48巴姆城坐落在伊朗的东南面，是一座重要的历史古城。这座城市的重要特色在于它的所有建筑都是用泥土砖块，粘土，干草和木头建构而成。这座城市建于公元224，久经战火，但一直屹立到2003年12月26日之前。巴姆为位于“丝绸之路”的旁边，被誉为卡维尔盐漠中的“翡翠”，令众多电影导演和游客为之着迷。

来源新华网

图49 2003年12月26日清晨，天还未亮，伊朗巴姆城（震中位置为29.0˚N，58.3˚E）的民众都还躲在被窩中熟睡。突然间，天搖地动，以土砖建成的樓房，如积木般垮下。頓时，整座城市烟尘弥漫，哀鴻遍野，數万名鎮民被压在碎瓦之中。地震瞬息消逝。尘埃落定后，巴姆已是一城废虚，等待著黎明的到來。27日， IKONOS卫星获得了这张卫星图，图中可以看到把母城的破坏。据报道，70%的建筑在这次地震中倒塌。

来源 Space Imaging

图50巴姆地震彻底摧毁了这座历史古城。伊朗内政部长27日站在一片瓦砾堆中说：“这里已没有一栋完好的建筑。” 图为中国救援队在震区寻找存活者。黄建发摄，中国地震局

图51 震后的巴姆城几乎夷为平地。原9万人口，4.1万死亡，2万余受伤，无人有家可归。图为一名神职人员在为死难者祷告。

来源新华网

图52 印度尼西亚苏门答腊岛以北海域，2004年12月26日上午8时发生里氏9.0级强烈地震，地震引发的海啸造成了远比地震本身惨重得多的损失，30万人遇难。印度尼西亚总统苏西洛26日晚宣布当天上午苏门答腊附近海域发生的强烈地震为国难，并对在地震及其引发的海啸中死难者表示哀悼。图为印尼班达齐灾民在海滨大帐篷栖身。

来源高中地理选修5

图53 《地震废墟中找到的家人照片》 (美国《时代》周刊评出的2005年度最佳照片之一，摄影：萨马德)。2005年10月8日巴基斯坦和印度交界处发生的里氏7.6级强烈地震已使 88000人死亡，人们在巴基斯坦地震废墟中找到的家人照片。作者：萨马德

图54 美国《时代》周刊评出了2005年度的最佳照片之一：《真主的怒火》。2005年10月8日巴基斯坦和印度交界处发生的里氏7.6级强烈地震已使 88000人死亡。巴基斯坦的巴拉科特在不到30秒的时间里就成为了一片废墟，镇子里几乎所有的建筑物都在地震中倒塌。8名男子在地震发生后在清真寺的废墟上进行晚祷告。作者：古特费德尔

图55 2005年12月27日《今日美国》报评出了2005年度最佳新闻图片，2005年10月8日发生的南亚大地震不仅使87000多人丧生，而且摧毁了巴基斯坦西北和巴控克什米尔350万人的住所。四百多万灾民急需援助，其中包括这名在地震重灾区巴拉科特无家可归的小女孩，她将面临喜马拉雅地区冬季的严寒天气。作者：AP Tomas Munita。

图56 南亚地震中年轻的罹难者：10月14日，巴基斯坦城市巴拉考特郊区，一座学校分废墟下埋者一个孩子。（ (美国时代周刊评出05年度最佳照片之一，穆尼塔摄)

2.3.2 中国的大地震

以下重点介绍5个中国的地震。

1920宁夏海原——中国地震现场考察的开始

1920年12月16日，宁夏（当时属甘肃）海原发生8.5级特大地震，伤亡和损失极其严重。除直接死于房屋、窑洞倒塌者外，更有大量居民因缺少救济和医疗死于饥寒和瘟疫，约有20万人丧生。灾情惊动了全国上下。中外近百个地震台都记录到了这次能量巨大的地震。据当时的《中国民报》记裁了震后的悲惨场面：“清江驿以东，山崩土裂，村庄压没，数十里内，人烟断绝，鸡犬绝迹。”死亡在万人以上的有6个县。其中以震中海原县最严重，达7万人，占县总人数的—半以上。地震造成自甘肃景泰兴泉堡至宁夏固原县硝口长达215公里的巨大破裂带，至今仍清晰可辨。海原地震的滑坡数量多，规模大。滑坡堵塞河道，形成众多的串珠状堰塞湖。

当时的地质调查所所长翁文灏亲自带队前往现场调查，回来写出了“甘肃地震考”等论文。翁文灏所长认识到，地震现象不能只由地质学家通过宏观考察进行研究，还需要设立地震台进行观测，以便应用物理方法研究地震的本质。于是，他安排李善邦于1930年在北京西山的鹫峰建立了地震台，该台自1930年冬到1937年抗日战争爆发为止，共记录2472次地震。这是中国人自己建立的第一个地震台。

图58 1920年海原大地震后，李善邦等于1930年在北京西山的鹫峰建立了地震台，该台自1939年冬到1937年抗日战争爆发为止，共记录2472次地震。这是中国人自己建立的第一个地震台。图中李善邦站在“地质调查所鹫峰地震研究室”前。

图59 1951年李善邦先生主持研制的我国第一台地震仪

1966河北邢台地震——地震预报实践的开始

1966年3月8日凌晨，河北省邢台地区隆尧县发生6.8级强烈地震。紧接着3月22日，在稍北的邢台地区宁晋县再次发生7.2级强烈地震。两次地震共约八千余人丧生，四万余人受伤。这是建国后首次发生的在人口密集地区，人员伤亡和财产损失最为严重的一次地震。

这次地震灾情严重，除震区人口密集外，还有两个特别原因。第一个是地基。邢台地区位于河北省南部，以西是太行山及山前地带，东部为巨厚的沉积平原，古河道密布，黄土沉积层很厚，地下水很浅，是有名的涝洼盐碱地区。因而该地区地基土壤饱含水分，加重了地震对建筑物的破坏。第二个是房屋特点。当地农村多为土坯房屋，房顶巨厚，秋季可以在房顶上晒粮食，用石碾子脱粒，毫无一点抗震措施。这些因素的综合作用使邢台地震造成的损失极为严重。前后两次地震的震中烈度分别达到Ⅸ度和Ⅹ度。地震造成了京广线铁路中断，其影响波及北京、天津、河北、山西、山东等省市。

极震区地形地貌变化显著，出现大量地裂缝、滑坡、崩塌、错动、涌泉、水位变化、地面沉陷等现象，喷水冒沙现象普遍，最大的喷沙孔直径达2米。地下水普遍上升2米多，许多水井向外冒水。低洼的田地和干涸的池塘充满了地下冒出的水。淹没了农田和水利设施。地面裂缝纵横交错，延绵数十米，有的达数公里。

图60 1966年3月8日凌晨，河北省邢台地区隆尧县发生6.8级强烈地震。紧接着3月22日，在稍北的邢台地区宁晋县再次发生7.2级强烈地震。两次地震共约八千余人丧生，四万余人受伤。这是建国后首次发生的在人口密集地区，人员伤亡和财产损失最为严重的一次地震。

图61 邢台地震后，中国开始了地震预报的实践。在邢台地震后，建成了中国第一个遥测台网，建立了中国地震局，建立了地震会商制度。图中记录的是地震在邢台建立的第一个地震综合观测台站——红山地震台，科技人员正在用石头垒出“红山”两个大字。

中国地震工作者很早就对1920年的海原地震、1954年山丹地震进行过科学考察，对大地震前的地震活动和前兆现象进行过研究，但是真正意义上的中国地震预报科学实践却是从邢台地震开始的。

图62 邢台地震纪念碑，碑文如下:

一九六六年三月八日五时二十九分及二十二日十六时十九分，我区隆尧县白家寨、宁晋县东汪先后发生六点八级和七点二级强烈地震，震源深度十公里左右，震中烈度为九度强和十度，波及百余县、市，尤以隆尧、宁晋、巨鹿、新河为烈。震前，地光闪闪，地声隆隆。随后大地颠簸，地面骤裂，张合起伏，急剧抖动，喷黄沙、冒黑水。老幼惊呼，鸡犬奔突。瞬间，五百余万间房屋夷为墟土，八千零六十四名同胞殁于瓦砾，三万余人罹伤致残，农田工程、公路、桥梁悉遭损毁。灾情之重实属罕见，伤亡残状目不忍睹。

震后，周恩来总理冒余震之险三次亲临现场，体察灾情，面慰群众，提出“自力更生、奋发图强、发展生产、重建家园”之救灾方针。李先念副总理暨中央慰问团亦即赶来，抚民心，励自救。党中央、国务院之深切关怀，使灾区人民没齿难忘。

省、地、县党政领导亲临现场指挥抗震救灾，组织发展生产，帮助灾民重建家园。

一方有难，八方支援。两万四千名中国人民解放军指战员星夜奔来，舍生忘死，排险救人，十指淌血活民命于绝境，搭棚架屋，废寝忘食而助民以安居，诚谓德高齐天。来自京、津、沪、石等市七千医护人员，含辛茹苦，救死扶伤，实乃情深若海。全国各族人民莫不伸出友谊之手，纷纷投函致电，捐款赠物，运来灾区的衣食用品、生产物资，难以数计。

对此，灾区人民无不感激涕零，由衷呼出“天大地大不如党的恩情大，千好万好不如社会主义好！”并化悲痛为回天之力，重整山河、创业建功。废墟举处，当年即粮棉丰登，新房排排，新村片片。

在周总理的亲自指挥下，三十多个科研单位、五百五十余名科技人员先后赶到地震灾区，进行我国有始以来规模最大的地震现场考察实验。从此，前所未有的地震预测预报工作在我国广为开展，专群结合，多路探索，使我国地震队伍迅速发展壮大，地震研究工作居于世界领先地位，邢台大地震堪为我国地震史上之里程碑。

抚今追昔，倏已廿载。如今灾区已是人笑年丰，地换新颜。然地震之惨痛教训，亲人之所遭不幸，终不能忘怀，党予人民救命之恩情，群众抗震卓绝之精神，永刻骨铭心。值此地震廿周年之际，特立此碑，以追怀亡者，激励今人，垂教后人。”

1975年辽宁海城地震-第一次成功的地震预报

1975年2月4日19时36分，我国东北部地区海城市及附近地区发生的7.3级地震，波及9000平方公里，震区地动山摇，海城境内2734平方公里顷刻间房屋倒塌，受灾人口达800余万。这次地震发生在人口稠密、工业发达的地区，是工矿企业、交通、电力和水利设施以及民房等遭到了不同程度的破坏。震区房屋倒塌达90%以上，按通常估计死亡人数会有10万人，由于成功的地震预报，数百万受灾人口中仅殁1328人。

图63 海城地震成功预报30周年纪念碑

广为报道的1975 年中国海城7.3 级地震四阶段预报（长期、中期、短期和临震），曾令世界上许多人为之振奋。但因为当时的文件没有公布，而且预警发布详情也没有描述，海城地震的预报过程一直显得神秘。王克林和陈棋福等通过对已解密的文档资料的研究和与主要见证人的访谈，重现这一重要历史。他们的研究报告关于海城地震的预报情况是这样写的：“海城地震前有两次正式的中期预报，但未正式发布短期预报；地震当天，有一个县政府发布了具体的疏散令，而辽宁省地震工作者和政府官员的行动在实效上也构成了临震预报。上述行为拯救了成千上万的生命，但震区当时的建筑方式和傍晚发震的时间亦有助于减少地震的伤亡。灾区各地疏散工作极不均衡，由最低层的行政部门作出应急决策的情况较为常见。最重要的临震前兆是前震活动，但诸如地形变异常、地下水水位、颜色和化学成分的变化以及动物异常也起了一定的作用”。

1976河北唐山地震——20世纪死人最多的地震，预报受到挫折

1976年河北唐山发生7.8级地震，灾害极为严重。

图64 1976年唐山地震灾害系统示意图

来源高中地理选修5

图65 唐山市中心的地震破坏情况

图66 唐山地震工厂的破坏

图67 唐山地震纪念碑。于1986年建成，碑名是前中共中央总书记胡耀邦题写的。纪念碑高76米，寓意1976年那个刻骨铭心的日子；纪念碑由四根棱柱组成，柱子的四个平面、八根平面交界线寓意四面八方，以纪念唐山地震后来自四面八方的支援。纪念碑碑文如下：

唐山乃冀东一工业重镇，不幸于一九七六年七月二十八日凌晨三时四十二分发生强烈地震。震中东经一百一十八度十一分，北纬三十九度三十八分，震级七点八级，震中烈度十一度，震源深度十一公里。是时，人正酣睡，万籁俱寂。突然，地光闪射，地声轰鸣，房倒屋塌，地裂山崩。数秒之内，百年城市建设夷为墟土，二十四万城乡居民殁于瓦砾，十六万多人顿成伤残，七千多家庭断门绝烟。此难使京津披创，全国震惊，盖有史以来为害最烈者。

然唐山不失为华夏之灵土，民众无愧于幽燕之英杰，随遭此灭顶之灾，终未渝回天之志。主震方止，余震仍频，幸存者即奋挣扎之力，移伤残之躯，匍匐互救，以沫相濡，谱成一章风雨同舟、生死与共、先人后己、公而忘私之共产主义壮曲悲歌。

地震之后，党中央、国务院急电全国火速救援。十余万解放军星夜驰奔，首抵市区，舍死忘生，排险救人，清墟建房，功高盖世。五万名医护人员及干部民工运送物资，解民倒悬，救死扶伤，恩重如山。四面八方捐物赠款，数十万吨物资运达灾区，唐山人民安然度过缺粮断水之绝境。与此同时，中央慰问团亲临视察，省市党政领导现场指挥，诸如外转伤员、清尸防疫、通水供电、发放救济等迅即展开，步步奏捷。震后十天，铁路通车；未及一月，学校相继开学，工厂先后复产，商店次第开业；冬前，百余万间简易住房起于废墟，所有灾民无一冻馁；灾后，疾病减少，瘟疫未萌，堪称救灾史上之奇迹。

自一九七九年，唐山重建全面展开。国家拨款五十多亿元，集设计施工队伍达十余万人，中央领导也多次亲临指导。经七年奋战，市区建成一千二百万平方米居民住宅，六百万平方米厂房及公用设施。震后新城，高楼林立，通衢如织，翠荫夹道，春光融融。广大农村也瓦舍清新，五谷丰登，山海辟利，百业俱兴。今日唐山，如劫后再生之凤凰，奋翅于冀东之沃野。

抚今追昔，倏忽十年。此间一砖一石一草一木都宣示着如斯真理：中国共产党英明伟大，社会主义制度无比优越，人民解放军忠贞可靠，自主命运之人民不可折服。爰立此碑，以告慰震亡亲人，旌表献身英烈，鼓舞当代人民，教育后世子孙。特制此文，镌以永志。

笔者（陈颙）是唐山地震后，最先进入唐山的地震工作者之一，并在唐山地震现场工作了一个多月——一场巨大自然灾害后最难忘却的一个月。作为一名当时在最基层工作的科研人员，我经历和看到了许多事情。

图68 历史永远记住这一天,唐山地震中24余万人遇难

地震后，我立即赶往唐山。从北京到唐山这一路给我的感觉是：地震的破坏就像扔了颗炸弹，破坏程度严重但破坏空间却非常局限。出发后100公里内，我没有看出沿途的农村房屋受多大程度的破坏，但是一进到距唐山20多公里的丰润地区，情况就出现了变化——路边的砖房开始开裂。由此可以看出，唐山地震虽然造成了巨大破坏，但破坏最严重的区域的半径也就在20公里左右。天津、北京市也遭到不同程度的破坏，但主要是对高层建筑，对老百姓民房的破坏还是很有限的。

从丰润再往唐山，情况就惨不忍睹了。整个唐山市变成了一片废墟。很多幸存者沿着马路呆呆地坐在废墟堆边，没有声音也没有眼泪——他们的眼泪早已哭干了。一座房子倒了会产生很大的灰尘；一座城市倒了，却不知道会扬起多高、多厚的灰尘？幸存者快变成黑人了，只有眼珠又大又白，满面的灰尘好像刚从土里钻出来。那是夏天的凌晨，很多百姓睡觉时都没有穿衣服，房屋倒塌后，无法从废墟中找寻自己的衣服，只好到附近的商店或别的地方抓来一件衣服。经常看得到这个街区的人们全都穿这种工作服，而另一个街区都穿那种工作服。唐山地委7名常委遇难，政府大楼也受到严重破坏。

如果我们把占一次地震灾害损失90%的时间和空间定义为造成地震灾害的时间和空间，全球20世纪的统计资料表明，100年内全世界所有地震造成灾害的时间不到1个小时，所有地震造成灾害的空间不到地球表面积的万分之一。因此，巨大的地震灾害发生在短暂的瞬间和非常局限的空间，这是地震灾害的显著特点，也是地震灾害有别于其它自然灾害的地方。

图69 唐山地震时滦河大桥破坏，天津至唐山的交通中断。

震后，唐山的交通堵塞十分严重，抢劫等不良现象时有发生。很快,针对这种非常的情况采取了许多非常措施后，情况发生了根本性变化。第一，严格的交通管制。没有通行证的汽车一律不许进入唐山市；市内凡是两车相对堵塞马路又不相让的，毫不客气地将它们翻到路边的废墟里，腾出道路来。第二，严格的治安管理。街上的人特别是出城的人，凡是手上戴两个手表的，或是骑自行车且车架上拉有箱子的，都被认为有抢劫的嫌疑,一律扣留. 这是在非常情况下必须采取的一些非常措施，任何重大灾害后都应这样做。如美国1906年4月18日旧金山大地震发生的当天，旧金山市市长发布市长令：“我授权联邦军队，各种警察可以开枪射杀进行抢劫或其他趁火打劫的任何人。

我已命令所有的煤气和电力公司停止供气和供电。

我下令宵禁，要求所有居民晚上呆在家中，不要外出。

我提醒全体居民注意火灾，特别留意那些破坏的烟筒和管道。

市长SCHMITZ。1906年4月18日。”

图70 美国1906年4月18日旧金山大地震发生的当天，旧金山市市长发布的市长令。

来源 http://www.sfmuseum.org/

图71 争分夺秒对于抢救伤员十分重要，交通堵塞极大地妨碍了伤员救治。

图72 唐山地震时的民兵纠察队，昼夜巡逻，保卫国家财产和维持社会治安。

1999 台湾集集地震——重创台湾经济

1999年9月21日凌晨1时47分12.6秒，台湾中部地区于南投县集集镇附近发生M_L7.3级强烈地震（简称9.21集集地震）。震中位于日月潭西方12.5公里处，震源深度11公里。该地震破坏力相当大，在震中附近的南投县、台中县市造成极大的震害，甚至台北地区亦有不少震害发生。根据台湾气象局地震实时测报网收录资料报告，南投的最大地表加速度值（PGA）达989gal，相当于1G（一个重力加速度）。

图73 台湾集集地震的震中。各地的地震烈度分布为：6级：南投，台中；5级：宜兰，嘉义；4级：台北，高雄，台东。（注意，台湾使用的是7级烈度表，和MMI12级烈度表的大致对应关系为：6级－X ；5级－VIII；4级－VI-VII；3级－V-VI）

这次地震造成2400人死亡（含失踪）及11306人受伤，其中重伤4139人，受灾民众达约31万人，占台湾总人口1.4％，房屋毁损9.6万户，占台湾户数1.5％，地震损失估计超过200亿美元。台湾是个多地震的地区，但大多数地震都发生在海域，台湾经常受到这些海域地震的波及。这次则不同，集集地震发生在台湾岛上阿里山的中段，影响到台北等重要城市。这次地震损害之大，影响之广，是台湾一百年以来最大的地震灾害。

台湾“国立美术馆“珍贵藏品损失惨重，收藏架被震塌，毁坏的画作、陶瓷及雕塑品，价值难以评估。光是设备损失即达数千万元台币。台湾日月潭风景区也受损严重。台湾旅游管理部门除清理现场外，还重新规划重建日月潭。台湾岛内的火车全部停驶，台湾核一、核二厂自动调闸停电。台湾新竹科学园区在地震后全面停电，除造成生产线半成品报废外，高科技精密仪器也受到严重的损坏。

集集地震发生后，震级6.5级以上的强烈余震有4次之多，这是全世界相当罕见的例子。这是因为主震的能量被阻挡在中央山脉和雪山山脉之间，也因此造成4次大余震都集中在这里，这样特殊的地质现象也是全世界仅有的纪录。

集集地震主要是由车笼埔及大茅埔─双冬两条活动断层同时再次活动所引发。虽然活动断层的调查或研究，在台湾一向倍受重视，但万万没想到，这些断层真的会动起来。过去，很难将地震活动与断层连结起来，现在认识到，活动断层与地震确实有关。

图74 1999年9月21日，台湾M_L7.3级地震，2400人死亡。这次地震造成的损失也创下了台湾地区地震损失的新纪录。新竹科技工业园生产半导体芯片的能力受到地震的严重破坏，影响到全世界笔记本电脑生产下降1/3达半年之久。

来源 NGDC/NOAA

图75 台湾M_L7.3级地震造成的丰原市附近的大坝破坏倒塌。

来源 NGDC/NOAA

《自然灾害》之地震灾害-03地震的特点

2008-05-25T01:38:00.002+08:00

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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。

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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。

M=μAD

其中μ是介质的剪切强度，A 是断层面的面积，D是断层两盘相互滑动的距离。用能量定义的震级叫做地震的矩震级M_W。M_W与地震矩M_O的关系是：

M_W = logM_O/1.5 – a

式中a是一个常数，它与M₀的单位选取有关，例如，金森博雄以牛顿·米作为M₀的单位，a＝6.06。若以达因·厘米（dyne-cm）为单位，则a＝10.7。实际确定地震的震级时，根据地震仪记录到的地震波幅度的对数来进行标度的，这就是通常用到的里克特震级即里氏震级。

图26 几位著名地震学家1956年的合影，从左到右：Frank Press，Beno Gutenberg，Hugo Benioff和Charles Richter。其中里克特（Richter）是里氏震级的发明人。

来源洛杉矶检查报

图27 根据地震仪记录到的地震波幅度确定地震的里氏震级

地震释放的地震波能量Es与震级M有下列关系（能量E以尔格计）：

logE=11.8+1.5M

从上式可以看出，不同震级地震的能量差别是很大的。震级每大一级，地震的能量就大10^1.5（约31.6倍），即2级地震的能量是1级地震的31.6倍，3级地震的能量则是1级地震的10^1.5+1.5=1000倍。所以，尽管小地震数目比大地震多得多，但总能量中的大部分仍是由大地震释放的。

图28 自然界各种事件的能量排序

地震的能量到底处于什么数量级上呢？我们可以来做几个比较。如果把1945年美国扔在日本广岛的原子弹（相当于2万吨标准TNT炸药）埋在地下十几公里处让它爆炸，相当的震级是5.5级；而唐山地震则相当于2800颗这样的原子弹在地下爆炸。可见地震的能量是十分巨大的。我们还可以把自然界中的各种现象在能量上作一个排序。上图是以尔格表示的能量图。天上闪电的能量大概相当于10¹⁶尔格。现在已知最大的能量大约为10³²尔格，这是7000万年前，一个直径10公里的天外星体以每秒20公里的速度撞到地球上，产生了大量的灰尘，使地球变成了一个黑暗的世界，有的学者认为正是这场灾难导致了恐龙的灭绝。这个能量是现在我们所知道的最大的。在这样一个广阔的能量图中，地震（图中的红点）大约位于其中部，例如唐山地震约相当于10²³尔格。可见，地震作为地球上的一种自然现象，它的能量对于人类社会乃至整个自然界的影响都是相当大的。

图29 地震的震级和能量

地震的矩震级和里氏震级是表示地震大小的两种不同的震级，矩震级是上世纪80年代发展起来的，而里氏震级要早的多，是上世纪30年代提出的，因此，里氏震级应用要早.对于大多中等地震，两种震级基本相同，而对于特别大的地震，矩震级描述比里氏震级要好。

地震的几种不同的震级

里氏震级M_L是里克特在1935年提出来的。它是以地震仪所记录到的地震波振幅为基础。当地震震源大小一定时，距离震源愈远震波的振幅就愈小；当与震源的距离一定时，则震波的振幅与震源的大小成正相关。

里氏震级被定义为︰一台标准地震仪（当时叫做伍德-安得生（Wood-Andersion）式地震仪,自由周期0.8秒，倍率2800倍，阻尼常数0.8），在距离震中100公里处所记录的最大振幅Ａ（以微米计）的对数值︰

Ｍ_L＝log(Ａ)

显然，100公里外发生地震，地震仪记录真实地动为1微米，则该地震为零级地震。同样，从里氏震级的定义可以知道，如果地震和台站之间距离不变，地震震级大1级，地震产生的震动的振幅大10倍；震级大2级，振幅大100倍；震级大3倍，振幅大1000倍，依次类推。

但是地震并非都发生在距离测站100公里处，因此在计算地震震级时，我们必须考虑震中距△（即震中与台站之间的距离, 以度为单位）的修正，则上式可以修正为︰

Ｍ_L＝log（Ａ）＋2.56log（△）－5.12

里克特还发现，上述里氏震级仅适用震中距离小于600公里的地震，当震中距离超过600公里时，用面波来确定震级比较适合。1966年苏黎士国际地震学会上进一步扩展了里氏震级，计算面波震级（Ms）时，应考虑最大振幅之外，还须考虑周期T和震中距离：

Ｍs＝log（Ａ/Ｔ）＋1.66logΔ＋3.3

里氏震级提出后约半个世纪，Kanamori发展出由地震矩（Ｍ₀）计算地震的矩震级的方法（矩震级的测定正文中已有介绍）。这种发展基于两个原因。第一，里氏震级是一种测量震级，而矩震级则是考虑地震机理的物理震级；第二，里氏震级难以测量特大地震。当M_W<7.25时，矩震级M_W的测量结果与用里氏面波测量的震级M_S的测量结果基本一致；但当M_W> 7.25时，面波震级M_S开始出现“饱和”，也就是测量出的面波震级M_S低于能反映地震真实大小的矩震级M_W。而当M_W=8.0-8.5时，M_S达到完全饱和，也就是此时无论M_W如何增大，测量出的面波震级M_S不再跟着增大。所以，当测定大地震的震级时，如果采用M_W以外的其它震级标度，则会由于震级饱和而低估地震的震级。地震的矩震级对大地震无饱和的现象。

图30 几种震级的关系

表示地震大小的第二种方法，是用地震在地面上产生的破坏程度，地震越大，它产生的破坏就大。我们把地面及房屋等建筑物受地震破坏的程度叫做地震烈度。中国和世界上多数国家一样，采用12级的地震烈度表。下面给出不同地震烈度对应的地面破坏情况（习惯用罗马数字表示）：

小于Ⅲ度：人无感受，只有仪器能记录到；
Ⅲ度：夜深人静时人有感受；
Ⅳ－Ⅴ度：睡觉的人惊醒，吊灯摆动；
Ⅵ度：器皿倾倒、房屋轻微损坏；
Ⅵ－Ⅶ度：房屋破坏，地面裂缝；
Ⅷ－Ⅹ度：房倒屋塌，地面破坏严重；
Ⅺ－Ⅻ度：毁灭性的破坏。

震级和烈度都是表示地震大小的量,但是两者有很大的不同.震级是表示地震所释放的能量的大小的,因此,一个地震只有一个震级。而烈度表示的是地面及房屋等建筑物受地震破坏的程度，对同一个地震，不同的地区，烈度大小是不一样的。距离震源近，破坏就大，烈度就高；距离震源远，破坏就小，烈度就低。还可以举个例子说明震级和烈度的不同,地震震级好象不同瓦数的日光灯，瓦数越高能量越大，震级越高。烈度好象屋子里受光亮的程度，对同一盏日光灯来说，距离日光灯的远近不同，各处受光的照射也不同，所以各地的烈度也不一样。

图31 烈度是地震造成地面及房屋等建筑物的破坏程度，它也是表示地震大小一种方法，地震越大，它产生的破坏就大，地震烈度就大。但是，烈度和震级不同。一个地震只有一个震级。而烈度表示的是地面及房屋等建筑物受地震破坏的程度，对同一个地震，不同的地区，烈度大小是不一样的。距离震源近，破坏就大，震中处的烈度就高；距离震源远，破坏就小，烈度就低。图中I:烈度。M：地震震级；R：震中距。

图32 世界上几种常用的烈度表，大多数国家使用12级烈度表，最早的12级烈度表是由意大利科学家Mercalli在19世纪提出来的，判断烈度主要利用19世纪的建筑物的破坏情况。以后，根据20世纪末期建筑物的发展，修改了判断烈度的标志，新的12级烈度表被叫做修改后的Mercalli烈度表，简称MMI（Modified Mercallii Intensity）。中国使用的12级烈度表于MMI烈度表相近，烈度判断标志根据中国建筑的特色做了部分修改。

图33 唐山地震的震级为7.8级，它的烈度分布如上图所示：唐山X度；天津VII度；北京VI度。描述地震大小的两种方法可以通过地震震级和震中烈度联系起来：5级地震－震中烈度VI－VII度，6级地震－震中烈度VIII度；7级地震－震中烈度IX－X度；8级地震－震中烈度XI－XII度。

2.2 地震带

我们已经知道地震在地球上的分布不是完全没有规律的，也不是完全有规律的，即地震活动是规律性与随机性共存。从全球地震震中分布图上可以看出，地震主要分布在三个地震带上。首先约70%的地震分布在环太平洋地震带，包括日本、台湾、美国加州圣安德列斯断层区等著名的地震活动区。第二个地震带是从地中海到喜马拉雅的欧亚地震带，其上地震分布的特点是比较分散，不像环太平洋地震带那么集中那么有规则，欧亚地震带约占全球地震的15%左右。第三个地震带是沿着各大洋洋中脊分布的洋脊地震带，约占5%左右。全球地震的这种成带分布可以用板块学说来解释。板块学说认为，地球的岩石圈是由若干刚性块体组成的，板块内部相对比较稳定，各板块之间则发生俯冲、碰撞、剪切等多种作用，正是板块之间的相互运动造成了地震的孕育和发生，所以大多数地震都分布在板块的边缘地区。全球的地震基本上分布在这三个地震带上，但仍有约10%的地震不是那么有规律，而是分布在这些地震带之外、离板块边界相当远的地方。这就是所谓的“板内地震”，典型的如美国的新马德里地震带，它远离板块边界，却频繁发生大地震，中国大陆发生的地震多属“板内地震”，其发生机制仍然是个未解之谜。

图34 全球强震分布与板块构造

图35 中国地震台分布图（截止到2006年8月，共有：首都圈台网107个台，国家台网48个台，其他地区台网393个台。部分地震台资料可以在网上查到：www.csndmc.ac.cn）

中国现代地震仪器观测始于十九世纪末期。日本侵占台湾省后，在1897年建立了台北地震台，以后，又陆续建立了台南台（1898）、台中台（1902）、台东台（1902）、恒春台（1907）。1904年法国教会所属的上海徐家汇观象台增设了地震仪，建立了中国大陆第一个地震台。中国人自己建立的第一个地震台，是李善邦先生等1930年在北京建的鹫峰地震台，从1930年冬到1937年抗日战争爆发为止，共记录2472次地震。

图36 中国地震震中分布图（公元前780年至2005年，地震的大小见图左下方的图标）

在中国的地震震中分布图上可以看到，震中分布有的地方密，有的地方稀，分布的规律远不如海洋地震那样有规律。这正是大陆地震与海洋地震不同的地方。按照地震分布的密集，同时，考虑到地质背景，也可以象海洋一样，划分出一些地震带来。例如，非常明显的一条南北地震带，它北起阿拉善地块，经山丹、民勤、银川与秦岭相遇，然后从天水，沿岷江上游而下，直至怒江、澜沧江，直到云南西部，全长2000多公里。又如，另一条是华北地震带，它始于西安附近，经华县，进入汾河河谷，再经临汾、太原、大同转而向东，过蔚县、怀来、延庆，直到渤海。中国大陆的地震震中分布比海洋要分散的多，这意味着，中小地震在大陆各地随机发生的可能性，比海洋要大的多。

图37 1900-2000年间中国大陆每年5级以上地震数目

2.3 地震的频度

根据位于伦敦的国际地震中心（ISC）的统计，从1964年开始到1999年，全球发生的各种大小的地震数目如下：

表1 国际地震中心ISC（1964－2001）地震数目统计

由于上世纪60年代之前，全世界的地震台站不多，许多小地震可能记录不到，所以国际地震中心（ISC）只给出1964年以后的结果。美国科学家恩达尔等统计了全世界各国的地震记录结果，发现：从1900年以来，7级地震的记录是完备的；1930年以来，6.5级地震的记录是完备的；1964年以来，5.5级地震的记录是完备的。下表是他们的统计结果：

表2 恩达尔等20世纪（1900－1999）目录统计

注：7级以上地震该记录是完备的，而7级以下地震则有许多遗漏。

以上的两种地震数目的统计，结果不尽相同，原因是所用的震级不同，ISC用的是里氏震级，而恩达尔等用的矩震级（如上个世纪，世界上记录到最大的地震是1960年发生在南美洲的智利地震，它的里氏震级为8.9级，而它的矩震级为9.5。对与多数地震而言，两种震级是比较接近的。），两种统计的时间段也不同。但他们的统计不仅让我们获得了地球上一年发生多少次地震的概念，而且还告诉我们关于大小地震之间的频度的关系。地震有大有小，那么到底是大的多还是小的多呢？从上面的表中可以看到，小地震比大地震要多，即震级越大、地震数目越少。实际上，这种多少是有一定比例关系的，即9级地震数目与8级地震数目的比值约等于8级与7级地震数目的比值，也约等于7级与6级地震的比值，这样可以依此类推下去。有趣的是，这种现象我们在自然界中遇到了很多，比如说，千年一遇的洪水与百年一遇的洪水数目的比值等于百年一遇的洪水与十年一遇数目的比值，还有天上的星星一等星与二等星数目的比值等于二等星与三等星的比值，等等，这些比值都是比例常数，都存在一个幂指数关系，这好像是自然现象的一个共同规律。而在地震学中这个现象发现得很早，这就是著名的古登堡─里克特关系(G-R关系)，即若以N(M)表示震级大于M的地震数目，则N(M)与M之间有幂指数关系：

logN(M)=a-bM(其中a、b为常数)。从中可以容易推出N(M+1)/N(M)常数。

图38 美国地震信息中心（NEIC）给出的地震的大小和地震的数目的关系图。图中的颜色代表地震的震源深度。从图中可以看出，地震越大（震级越高），这种震级的地震数目越少。

图39 中国大陆1970年以来发生的震级大于或等于M的地震数据N（M）与地震震级M的关系：LgN＝a－bM。其中a，b为常数：a＝6.9，b＝0.8

《自然灾害》之地震灾害-00引言

2008-05-17T14:10:00.001+08:00

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。

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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。

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作为人类面临的一种主要自然灾害，天然地震（earthquake）的历史源远流长。中国最早关于地震的报道是在公元前1831年即公元前18世纪。更早的地震文字记载包括象形文字记载是在中东和阿拉伯，在这些地区，我们可以把地震记载追溯到公元前40世纪。地震给人们的印象就是一场灾难。大的地震导致历史上一些最重大的灾害，没有其它自然现象能在那样大的面积、那样短的时间里，造成如此大的破坏。如1923年的日本关东大地震使距震中六十公里外的东京和横滨成为废墟，约十四万人丧生；1556年陕西华县大地震估计死亡人数近八十三万，当时"山川移易，道路改观，屹然而起者成阜，坎然而下者成壑，攸然而涌者成泉，忽焉而裂者成涧。民庐官廨、神宇城池，一瞬而倾屺矣"（明隆庆《华州志》）。地震甚至能使山川道路等地貌全然改观，其威力可见一斑。

图1 古代世界的七大奇迹都毁于地震灾害：埃及的大金字塔(The Great Pyramid of Giza)，巴比伦的空中花园(Hanging Gardens of Babylon)，亚历山大灯塔(The lighthouse of Alexandria)，阿特米斯（月亮女神）庙(The Temple of Artemis at Ephesus)，卡里亚王陵(The Mausoleum at Halicamassus)，阿波罗青铜巨像(The Colossus of Rhodes)，奥林匹亚宙斯雕像((The Status of Zeus at Olympia)。

图2 西方版画中记载的1805年意大利那不勒斯地震。
图片来源 Jan T. Kozak Collection, Na.'l Information Service for Earthquake Engineering

图3 古代日本人民想象地震是由于一条巨大的鲇鱼翻身引起的，制止了鲇鱼翻身，就能避免地震灾害。
图片来源东京大学地震研究所

但是地震到底是怎么回事呢？这是人们一直在思考、探索的问题。古代日本人认为是一种鲇鱼（Catfish）的翻身造成了地震，印度人认为是地下的大象发怒引发了地震，古代中国人则把地震归因于抽象的"阴阳失调"，当然这些只不过是对于地震的想象。真正对地震的科学认识始于东汉132年张衡候风地动仪的出现。候风地动仪是基于这样一种对于地震的本质性的科学理解，即地震是一种远方传过来的地面震动。而这一概念建立了地震和地震波的直接联系，这一概念直到18世纪才被西方科学家所重新确认。候风地动仪的出现以及它所基于的这样一种科学思想实际上代表了地震科学的开始。而现代地震学则开始于19世纪末精密地震仪的出现。

从地震科学诞生之日起，它一直沿着两个方向发展，第一个方向是认识地震，第二个方向则是利用地震。我们先从第一个方向谈起。

图4 东汉张衡于公元一三二年创制了世界上第一台观测地震的仪器－侯风地动仪。《后汉书.张衡传》记："阳嘉元年，复造侯风地动仪，以精铜制成，圆径八尺，合盖隆起，形似酒樽，饰以篆文，山龟鸟兽之形。中有都柱，旁行八道，施关发机；外有八龙，首衔铜丸，下有蟾蜍张口承之。其牙机巧制，皆隐在樽中，覆盖周密无际。如有地动，樽则振，龙机发，吐丸而蟾蜍衔之，振声激扬，伺者因此觉知。虽一龙机发，而七首不动，寻其方向，乃知震之所在，……"公元一三八年，陇西发生地震，千里之外的洛阳并无感觉，但地动仪却测到了，许多人都不相信，几天后，驿马送来了消息，于是朝廷内外尽皆信服。可惜的是，公元四世纪，这台仪器在战乱中散失，至今失传。

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《自然灾害》之地震灾害-01什么是地震

2008-05-17T15:03:00.001+08:00

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。

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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。

图6 跨圣安德烈斯断层的篱笆当断裂弹性回跳时造成的结果。(a)篱笆垂直穿过断层，地震前未发生形变。(b)构造力作用下横过断层的篱笆发生弯曲，A点和B点向相反方向移动；(c)在C点发生破裂，在断裂两侧的应变岩石弹回到C1和C2。

于是，美国工程师里德（Reid）根据这些观测结果，提出了地震的弹性回跳假说：地球深部的作用力使地震活动区岩石产生变形，随时间增加变形渐渐变大。这种变形在很大程度上，起码在大约千年尺度上，是弹性变形。所谓弹性变形，是指加力时岩石产生体积和形状变化，当力移去时将弹回到它们的原状。旧金山地震前，包括圣安德烈斯断层在内的广大区域发生弹性变形，积聚了弹性能量，地震时，圣安德烈斯断层发生错动，释放了积聚的能量，整个区域又回到原来的状态。

图6形象地表示了地震的弹性回跳假说。有一个垂直穿过断层，在两侧延伸许多米的篱笆。用箭头表示的构造力作用使弹性岩石应变。当它们缓慢地作功时，该线（篱笆）弯曲了，左侧相对右侧错动。这种应变作用不能无限地持续，早晚那些软弱岩石，或那些位于最大应变点的岩石要破坏。这一破裂后将接着发生弹回，或在破裂的两侧回跳。这样在图中断裂两侧的岩石中的C回跳到C1和C2。

图7 地震造成的沿断层的位移错位,不仅仅出现在圣安德烈斯断层上，在全世界的许多地方都能见到。如：1739年平罗地震断层顺时针运动造成长城宁夏段的错位（王兰民提供）

自里德提出弹性回跳假说后，地震学界普遍认为，天然地震是地球上部沿一地质断层发生突然滑动而产生的。这滑移沿断面扩展，这种滑移破裂传播的速度小于周围岩石中的地震剪切波波速。存储的弹性应变能使断裂两侧岩石回跳到大致未应变的位置。像钟表的发条上得越紧一样，岩石的弹性应变越大，存储越大的能量一样，地震变形的区域越长、越宽，滑移的距离越大，地震释放的能量就越多，我们用地震矩来表示地震释放能量的大小：

图8 小虫子拉木块沿地面滑动。木块单位面积与地面粘合的力μ （也可以叫做剪切强度）越大，木块与地面的接触面积A越大，滑动的距离D越大，小虫子作的功 μ AD就越大。依照这个原理，当断层两盘发生相对滑动的时候， μ 就是断层的剪切强度，A就是发生滑动部分断层面的面积，D就是断层两盘的滑动距离，而 μ AD就是断层滑动所释放的能量。

图9 地震发生在地下深处，发生地震的地方叫做震源，震源离地面的距离叫做震源深度，地面上正对着震源的地方叫做震中。
图片来源普通高中课程标准实验教科书地理·选修 ⑤

按照震源的不同深度，通常把地震分成三类：

浅源地震：震源深度小于70公里；

中源地震：震源深度在70－300公里之间；

深源地震：震源深度大于300公里。

全世界90%的地震震源深度都小于100公里，仅有3%的地震是深源地震。由于浅源地震能够产生更大的地球表面的震动，因此，浅源地震的破坏力也最大。

地震的震源深度与板块边界有密切的关系，在板块的发散边界和转换型边界，发生的地震多是浅源或中源的，而在汇聚边界，发生的地震则多是深源的，随着海洋板块从海沟向大陆的俯冲，震源的深度也不断的增加。

(2008-05-12)四川7.8级大地震科学简介

2008-05-13T19:57:00.002+08:00

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，一直破裂到1200km远处，比北京到南京的距离还要长一点，平均破裂速度2.5km/s，也就是说破裂时间持续了500s，文章在Nature上发表。

图3 5级以上的余震分布，呈很好的线性分布

图4 震区烈度和受影响人口分布（颜色越深，人口密度越大）。震中的人口密度幸好不是很高

震级只有一个，反映的是地震波能量释放的多少。烈度有多种尺度，反映的是破坏性的强弱，不同的地区烈度有很大不同，距离震中越近的通常烈度越大。地震释放能量虽然很大，可是真正破坏的区域范围并不是很广，就像唐山地震，距离唐山震中100km外的地方，房屋倒塌情况就远远降低了。这有些像扔炸弹，炸就炸那么一片。当然，这不同于地震引起的大海啸。

这次地震震中烈度达到了X，和唐山地震震中烈度相同。同样从图4可以看到，距离震中约80km的程度，烈度为VI，已经大幅度降低。超过100km的地方，烈度基本上为V。下面是烈度说明：

Ⅵ－Ⅶ度：房屋破坏，地面裂缝；

Ⅷ－Ⅹ度：房倒屋塌，地面破坏严重；

Ⅺ－Ⅻ度：毁灭性的破坏。

震中地表加速度PGA=0.63G，约630gal，根据以前炸药爆破经验，通常我们对几十个gal就有较强的震感，630gal可以将整个人抛起来。据说北京都有震感。

通常天然地震的能量很大，地震波可以绕地球传播好几圈，甚至影响到地球的自转周期。地震波是研究地球内部的最得力的工具，是照亮地球内部的一盏明灯。昨天到IRIS上下载四川地震的全球台网数据，发现大多数是中国的研究者在下载，看得出大家都很关心这次地震。

下面是我根据数据制作的一张地震波的不同震相走时图。地震波一直传播到18000km远（图5），而通常一吨炸药爆破，地震波只能传播300公里左右，真是小巫见大巫。18000km差不多就是地震波绕地球一圈的最远距离了，其中的R表示面波，在地球的表面或分层界面传播，它的速度很慢，但振幅很大。传播时间大约是4000s，也就是1个小时左右，这个地震波才到达地球的对面-南美洲(速度较快的波早就到了，比如图上的PKP，而且地震台网分布在世界各地，无需地震波传到本土，通过无线电或光缆等方式传播的就可以获取地震周边的地震波数据，从而更快地定位)，但是这个时候的地震波的能量还是很强大。因此可以肯定全世界各地的地震台都可以记录到这次地震，不可能测不出震级和震中位置。图6是地震波的传播路径图，其中最远处的160度约为18000km（1度= 111.2km)。

图5 四川地震地震波不同震相的走时图

图6 四川地震地震波的传播路径图

图7 每次发生大地震，BBC的记者就会采访专家，我发现这个家伙就是专门被采访的地震专家（参考2008年2月27日的英国地震）

题外话1：如果三峡周边发生大地震，结果会怎样？无法想象。

题外话2：为什么中国的地震监测信息部门不能及时发布更多的详细的地震信息？并不是测震出现问题，我认为是信息整合技术不够先进，无法把最新的研究资料在第一时间公布出去，也就是说科普工作还要加强。

地震科学之路，漫漫而远兮。

向地震遇难者表示诚挚的哀悼！自然灾害就在我们身边～有时候离我们很近很近。多一些灾害的知识太重要了，请关心身边的自然灾害。

Technorati : 四川汶川地震信息科学分析

[转贴]地震局都做了什么

2008-05-15T12:46:00.001+08:00

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院这个地震非常大，导致的灾害也非常大，我们的总理和一群管事儿的部长能决定马上出发，并直接赶往成都么？

还有震后扑灭谣言稳定民心，自是不用多说。

（二）应对地震灾害

与气象灾害相比，地震灾害具有无法准确预报、瞬间发生、大面积房倒屋塌的特征。因而，应对地震灾害，除了需要常备医护人员之外，还要常备各种从房屋中可以迅速救人的各类特殊工具，甚至还要有搜索犬。

因而，几年前，我们建立一支集工兵团、急救医生团、地震灾害专家团为一体的地震紧急灾害救援队。那支被温总理授旗成立的队伍，经历了阿尔及利亚地震、印度尼西亚等等多次国外地震救援，不仅为国家赢得了荣誉，也积累了地震救援的经验。

试想，应对大面积房倒屋塌的地震灾害，仅仅依靠地方的救火队，好使吗？建立并维持这样一支精强的队伍带着专用的工具和丰富的经验，没有地震局，靠谁呢？

为什么这次地震倒塌了那么多房子？地震局联合建设部早就发布了房屋抗震设防标准，如果有经济基础，这次也不会伤亡如此惨重。

谁告诉你在北京要建设Ⅷ度抗震的房屋？地震局呀！地震局凭什么告诉你的？靠地震局的人几十年的默默无闻的工作！

（三）推进地震预报研究

或许很多人，甚至连地震行业内的人都在指责为什么地震就报不出来。其实，这样的指责非常不妥当。

要说地震预报，就要先给地震预报下一个明确清晰的定义。在这个行业内，只有能确切说准某几天、某几十平方公里范围内、某个震级范围内的预报才能被专业认识称为地震预报。

试想，你听说"2007-2009年在四川省有大地震"的"地震预报"会怎样？如果你是四川常住的人，你会不会痛打一顿说这话的人？！3年，48.5万平方公里的面积上，8700万元人，要防备大地震，咋整？！

而客观地说，虽然地震局建立了2000多个地下水位、地磁、地电场的所谓地震前兆观测台站，但这点儿数量的台站洒胡椒面儿一样在960万平方公里的土地上，能给出多少成片成片的准确异常呢？

地震前兆台站，与测震台站不同，测震台站只要建立在没有什么背景噪声的偏远地区，就能清晰地记录到美国发生的5级地震，而前兆台站撑死了能给出方圆100平方公里的异常。

单单靠这点儿台站，加上地震事件随着时间的数量变化，要是能做出准确地震预报，不跟算命先生差不多了么？即便如此，这一万来人，依然兢兢业业地维护着台站，慢慢地增加着台站，一点儿一点儿积累着数据。

因此，如果你需要知道未来几年，哪儿可能有比较大的地震，OK，地震局已经每年根据实际观测情况上报国家了。如果你要能说出什么时间、什么地点、多大震级的地震，太好了！你有特异功能，请找司马南去，让我们也看看什么叫做骗局！

需要真诚感谢的是那些善良的人们，他们坚信地震局知道5月12日在汶川有8级大地震因顾及社会稳定而隐瞒不报。

（四）三十二年的对比

假若，5月12日，那个地震发生在唐山，我相信，一定也不会死亡22万人！因为，今天的地震局可以在震后15分钟内告诉你地震发生在哪里，30分钟内地震应急预案启动，2个小时后，地震救援队就可以直奔唐山了！这与32年前，地震4天了，救灾队伍都找不到震中区相比，可以减少多少伤亡？

假若，1976年的地震发生在当时的汶川，地震几天后，你或许都不知道地震破坏最严重的地方在哪里呢！

遗憾的是，32年过去了，我们的民房还是那么脆弱，我们的救助还是要靠军人徒步赤手。

知道地震局在这场地震中干了什么吗？快速准确地告诉了你一个消息，及时地回击了地震谣言，两个小时内派出了灾情评估和救援专业队伍！

知道地震局为什么要存在了吗？地震局一万多人在没有地震的时候默默拿着低薪坚守着台站，在地震发生后听你指责谩骂而继续告诉你不要惊慌，继续用那个灌满了地震人心血的指挥大厅为你直播着震情！

附：中国地震局职责

（一）拟定国家防震减灾工作的发展战略、方针政策、法律法规和地震行业标准并组织实施。

（二）组织编制国家防震减灾规划；拟定国家破坏性地震应急预案；建立破坏性地震应急预案备案制度；指导全国地震灾害预测和预防；研究提出地震灾区重建防震规划的意见。

（三）制定全国地震烈度区划图或地震动参数区划图；管理重大建设工程和可能发生严重次生灾害的建设工程的地震安全性评价工作，审定地震安全性评价结果，确定抗震设防要求。

（四）依照《中华人民共和国防震减灾法》的规定，监督检查防震减灾的有关工作。

（五）对省、自治区、直辖市地震局实施以中国地震局为主的双重领导，建立和完善相应的管理与计划财务体制；指导省级以下地震工作机构的工作；管理局直属事业单位。

（六）管理全国地震监测预报工作；制定全国地震监测预报方案并组织实施；提出全国地震趋势预报意见，确定地震重点监视防御区，报国务院批准后组织实施。

（七）承担国务院抗震救灾指挥机构的办事机构职责；对地震震情和灾情进行速报；组织地震灾害调查与损失评估；向国务院提出对国内外发生破坏性地震作出快速反应的措施建议。

（八）指导地震科技体制改革；拟定地震科技发展规划和政策；组织地震科技研究与国家重点地震科技项目攻关；组织协调地震应急、救助技术和装备的研究开发；指导地震科技成果的开发与应用；承担地震科技方面的对外交流与合作，承担国际禁止核试验的地震核查工作。

（九）指导防震减灾知识的宣传教育工作。

（十）管理、监督地震事业费、基本建设经费和专项资金的使用。

（十一）承办国务院交办的其他事项。

Technorati 标签: 四川,汶川,大地震,地震局,地震预报

闲谈巴厘岛联合国气候会议

2008-03-20T07:16:00.001+08:00

一、巴厘岛上的客人

2007年12月3日，千岛之国印度尼西亚美丽的旅游胜地——巴厘岛迎来了五湖四海近200个国家的客人，小岛一下子热闹开了。但这群客人此行不是为了欣赏巴厘岛迷人的风景，他们是来讨论如何给地球降温，具体地说，是一群“穷人”要求一群“富人”挑起降温的重责并在经济和技术上给予援助。“富人”对这种会议，内心当然是极不情愿，比如美国、日本、加拿大等号称“伞形集团”的国家。但是，这是一次集体行动，是一次彰显正义和诚意的大会，谁都不敢冒天下之大不韪而真的缺席。

这就是联合国《气候变化框架公约》（简称《框架公约》）第13次缔约方大会，旨在应付气候变化，确定各国特别是发达国家的责任和义务的大会。

曾和美国狼狈为奸，不顾反对毅然退出《京都议定书》的澳大利亚这次给大会献上了一份隆重的见面礼，刚刚上任几天的新总理陆克文正式在《京都议定书》署名，此举赢得一片掌声。此前几个月，联合国政府间气候变化专家小组(IPCC)也发布了他们近10个月才完成的包括中文版在内的气候评估报告，预先给大会做了科普热身：近些年的气温变化90%和人类活动排放的温室气体有关，并以此告诫人们一定要采取措施减少温室气体的排放。2000年底美国总统大选中曾败给小布什的戈尔凭借其满腔热血坚持不懈地宣传环保观念和投资并参与拍摄的影片《难以忽视的真相》，与IPCC分享了今年诺贝尔和平奖的桂冠，狠狠地给了承诺要做“环保总统”却出尔反尔的小布什一个耳光。在小布什面红耳赤时，在榜样的激励和欧盟的积极响应下，这次谈判究竟能取得怎样的历史性突破呢？

然而科学在政治面前似乎很无力，结果让人失望。原定于14日结束的大会，一直拖到15日，直到最后才勉强通过了一份叫做《巴厘岛路线图》（Bali Roadmap）协议。这份协议现在看来真的只能算是路线，因为多次妥协再妥协后的它只告诉人们从现在开始到2009年，各国需要进一步谈判的主要内容（比如削减排放，保护森林，资金资助和技术转让等）及相应的日程表，而具体谈得成谈不成还要看天时地利人和。就好比指了一条路，走不走要看各国领导人的心情。虽然有官员乐观地称这是一次突破（总比搁浅好），但谈了这么多天，实质性进展却依旧缓慢而艰难，真是让人丈二和尚——摸不着头脑！

二、谈判背后的较量

谈判有时候就是这样让人摸不着头脑，何况这是一次出席的政治家多于科学家的谈判。有个笑话说，政治家说行的，那就是可能，如果真的就行了，那他简直就不能算是一个出色的政治家。想一想自1972年《框架公约》签署以后磕磕绊绊毫无进展的谈判历程，想一想美国人毫无顾忌地单方面退出1997年签订的《京都议定书》，我们就应该对政治家的外交艺术有所了解。

关心气候从来都不是政治家真正关心的问题，那是“杞人忧天”的科学家或环保人士所关心的事，政治家首先要考虑的是利益，其次是名誉，最后才是气候，毕竟气温高低也会影响到人体的舒适程度。这利益的权衡和掂量，就不是我们所能明白的，各国都有各自的智囊团去理清这里面错综复杂的博弈关系。但如果我们能了解到隐藏在这类问题背后的一个词语—利益时，我们就能少一些困惑。

真正希望世界清静到一尘不染的国家当然有，当然他们此刻已经无法再考虑利益的问题了，因为他们面临更头痛的大问题—亡国的灭顶之灾。这些国家就是那些海平面非常低的岛国，比如太平洋岛国图瓦卢，他的1.1万国民在2002年开始放弃家园，举国迁往新西兰。印尼科学家今年1月也曾预测印尼约1.75万个岛屿中将有2000个可能在2030年前被海水淹没。刚出炉的IPCC气候评估报告更是明确指出，到2100年之前，全球平均气温的“最可能升高幅度”是1.8至4摄氏度，海平面的升高幅度是18至59厘米，更多的国家将面临艰难的抉择：是放弃故土还是加固防御？

让发展中国家减排，可能吗？多数发展中国家尚处于饥饿和贫穷边缘，本来排的不多，还要他们减排，那简直是天方夜谭。另外，发达国家的化石燃料已经烧了几百年，现在脱贫致富了，就禁止发展中国家烧化石燃料，这公平吗？但是就是有一些厚脸皮的国家，特别是美国要求发展中国家负担减排义务，美国总担心发展中国家因此“占尽便宜”，并且一次次以此为借口走单边主义路线。结果自然是招致一片嘘声，而绝大多数工业化国家都很清楚让发展中国家减排是不现实的，并同意不让发展中国家额外承担减排义务。

那只能是发达国家做贡献了，但是无论这些国家是靠化石燃料换钱，还是用钱换化石燃料，如果在减排协议上签字，那就意味着化石燃料出口量的减少或大量工厂规模受到限制，纵使政府同意，有权有势的既得利益集团也会想法设法对政府官员施加的压力，加上政府考虑到国内政治经济情况，考虑到引发的生活方式改变所带来的影响，因此都不愿轻易刹住这辆行驶速度缓慢的经济列车。而且，他们之间也在相互嘀咕闹矛盾，不可能让一些国家减排，而让排放量超过25%的老大——美国肆无忌惮地污染减排所留下的洁净的空间吧，这样的游戏未免太不公平。那么，让美国带头怎么就会这么难呢？当然了，美国向来都如西部牛仔一般特立独行，并且打着自己的经济小算盘。

三、美国人的小算盘

没有永远的敌人，也没有永远的朋友，只有永远的利益。虽然利益是各国都要考虑的主要问题，但谁都不如美国那么直接和顽固，那么不顾颜面。美国是个自我意识为主和利益驱动的国家，回顾他的建国史就可窥一斑。从美国历史上第一份政治性契约文件《五月花号公约》到独立战争后的《独立宣言》，从林肯颁布的《宅地法》到美国专利法，背后无不充斥着个人和利益至上的价值观。如今在美国商务部的大门口上还刻有林肯总统的一句话：“专利制度就是将利益的燃料添加到天才之火上。”

美国是世界第一经济大国，是引导全球经济的老大，试问怎么可能限制得了老大的行为呢，即使他不遵守游戏规则又能怎么样？让美国放弃其中的利益，实在太难。有人会问为什么将减排等同于经济减速呢？在清洁能量没有广泛使用的今天，石油等化石燃料是不可替代的，机器设备乃至整个国家机器也都依赖于这些化石燃料运转，而要达到减排目的，要么控制工业规模，要么投入更多资金开发新能源，总的一句话，都会直接造成国家GDP的减少，至少短期内是这样，何况美国人有的是买油的钱。

美国也不是不知道新能源的重要性，他在这方面的研究是领先的。但美国现在的能源策略可能是这样的：不管是否合法，能抢夺的就先抢夺国际能源，没法抢夺了再买，买不到了大不了再回本国挖，挖完了，美国的新能源技术估计已经瓜熟蒂落了。减排显然不合美国的小九九，不能使之经济利益得到最大化。

美国不愿意谈论减排当然还另有其因，因为作为发达国家还要面临一个责任，就是必须向发展中国家提供清洁能源的资金和技术开发及转让。让一个以知识产权保护根植于人心的资本主义帝国，向发展中国家转让技术，美国显然不愿意！

需要技术的国家此刻得不到买不起技术，而持有技术的国家通过技术控制和间接奴役那些需要技术的国家使他们为之服务，这就是知识产权带来的社会问题。正如在2002年第三世界科学院(TWAS)第13届院士大会上，印度总理瓦杰帕伊针对该问题所反问的那样——“这个世界还有公平吗”。

四、中国的减排之路

不管世界公不公平，至少气候变暖的威胁谁都无法逃避，中国也是。中国沿海是中国经济最发达的地区，利用数字高程地图（DEM）和2004年世界银行公布的GDP数据可以初步统计出全国约1/4的GDP产生在沿海仅5米海拔内的区域，气候变化导致的海平面升高、海水倒灌、土壤盐渍化、风暴潮增多等灾害将直接威胁中国的经济建设。《气候变化国家评估报告》指出，20世纪中国气候变化趋势与全球变暖的总趋势基本一致，近100年来观测到的平均气温上升了0.5至0.8℃，今后气候变化的速度将进一步加快。也有数据预测到2020年我国地表平均气温将可能升高1.3℃—2.1℃，2100年甚至会升高3.9℃—6.0℃。中国同样面临气候变暖的严峻挑战。

中国作为发展中国家，虽然目前没有强制的减排目标，但毕竟是世界上第2大温室气体排放国并可能很快超过美国（国际能源机构IEA估计中国在2007年底超越美国成为全球第一的温室气体排放国），显然中国今后会承受更大的压力。西方媒体对中国也是格外关注，很多国外环保人士对中国怀有敌意并在一些网站上表示强烈不满。

指责布什这个单边主义牛仔无助于问题的解决，指望富国俱乐部的头脑们某日突然联合起来大发慈悲并不现实。我们要自己做好充分的准备，走自己的路！

怎么走自己的路？是利用我们的发展中国家身份继续进行有效的政治斡旋，还是及早应付新能源技术的挑战？

政治斡旋只是暂时的，一个大国不可能在资金技术援助之路上走得太久；经济高速增长所付出的沉重的代价，也已经严重影响我国经济发展。

也许挑战会减慢我们的GDP增长速度，但从长远的角度考虑不能不说是一件值得去做的事，人类迟早有一天要面临能源这个难题，何况我们此刻迎来了一次难得的机遇——清洁发展机制（CDM，是指发达国家通过帮助发展中国家建设减排项目来抵消部分发达国家的减排义务）中大部分的资金都投入中国以促进了中国的清洁发展，这意味着中国将成为全球最具潜力和活力的碳市场。当欧盟不断发劲，签下第一个国际碳交易协议时，一场围绕着能源的绿色战争其实已经悄然而至。（数据有误，故删除）可以预见，能源技术竞争是未来综合国力竞争中一个重要的棋盘，能否玩得得心应手，就要看对弈者对整个棋局的把握是否具有远见。

中国国家主席在早先党的十七大报告中就明确提出国民经济要又好又快地发展，建设资源节约型，环境友好型社会，加强应对气候变化能力建设，为保护全球气候做出贡献。中方在本次大会上也正式表示，在发达国家给予资金、技术转让等支持的情况下，发展中国家也应当在减缓排放上做出更多贡献。

中国以大国的气度和敢于承担的责任心，赢得了赞赏，但这是不是表示我们真的已经做好了准备，应对气候变化的宣战呢？国务院在2007年5月30日颁布的《中国应对气候变化国家方案》显示了我们的责任和决心。

五、尾声

气候的变暖是否和人类增加温室气体排放密切有关，历来存在两种截然相反的观点，但IPCC的一次次评估报告无疑代表了当前的主流观点。

也许美国还在研究2005年那次让他有着切肤之痛的“卡特里娜”飓风，也许英国正在为这个时候的气温庆幸暖冬没有再度光临，也许德国汉诺威的狗熊因为失眠而正为2008年的冬眠时间忧心忡忡……气候变化带来的威胁没有国界，它是人类或者说自然界所有生物必须共同面对的问题。作为万物之灵的人，又走到了一个理性和利益的十字路口。

我们真不希望地球如同霍金所担忧的那样“变成像今天的金星一样，高达250摄氏度的表面温度，并且下着酸雨”。亡羊补牢，犹未晚也！

巴厘岛是美丽的，愿这份美丽天长地久！

请多了解地球，关心地球！为了人类的明天！（图片来源：IPCC）

地球人同一祖先？最新研究支持人类起源非洲说

2007-08-19T11:39:00.001+08:00

图人类迁徙示意图显示了人类起源于非洲

　　日本佐贺大学和英国剑桥大学科学家在分析研究了世界105个民族的6245个头盖骨标本(4666个为男性，其余的为女性)后认为，这些头盖骨的大小、形状等数据的多样性说明，现代人类起源于非洲，从而否定了人类有多个起源的说法。

　　目前，大多数的学者同意，在大约5万年以前，人类从非洲向世界各地扩散迁徙，不久后在欧洲、亚洲及澳大利亚等地建立了石器时代文化。但也有一部分人认为，各个分散的人类种群是在不同的区域独立进化而来的。

　　英国剑桥大学动物学系安德烈娅•马尼卡及其同事对这6245个头盖骨中的4666个男性头盖骨进行了研究，他们在每个头盖骨的37处不同的位置进行了测量，按照长度、宽度、眼窝的尺寸、鼻子的高度等比较每个头盖骨在这37个位置的形状差异，并与他们的祖先从非洲来到该地要走过的路途距离相联系。马尼卡说，以前的基因数据一直支持人类单一起源说，加上他们这次对大量头盖骨测量所得的新数据，可以肯定地说，现代人类起源于撒哈拉以南非洲的单一区域。

　　马尼卡在近日出版的《自然》杂志上撰文指出，头盖骨所在的地理位置离非洲越远，其形状和尺寸的变化就越小，这和人类DNA的变化规律是一致的。这反映了一个事实，在人类走出非洲的多步迁移的每一个阶段，原始的非洲人种群是稳定的，仅有一小部分人发生了变化。这就构成了一系列有效的"瓶颈"，使得种群差异减少。事实上，变化最大的头盖骨来自东南非洲，通常认为那里是人类的摇篮。

　　最近有一些观点认为，不同种群的原始人类的交配有可能是很普遍的。但马尼卡及其同事的研究却指出，非洲原始人和其他早期的原始人类，如尼安德特人(石器时代生活于欧洲，现已绝种)的交配要么没有发生，要么就是微不足道。

　　围绕现代人类即智人的起源问题，有"非洲起源"和"不同地区分别起源"等假说。非洲起源说认为，智人的祖先在20万年至10万年前诞生于非洲，此后他们迁徙到世界各地，进化为早期智人。这种假说还从遗传学角度指出，在远古时距离非洲越近的地区人数越多，遗传上的多样性也越明显，离非洲越远的地区人数越少，多样性方面的差异也随之变小。

　　但近年来也有一些考古发现显示，现代人类的起源可能比非洲起源模式复杂得多，现代人类的祖先不一定全部来自非洲。 (记者：李学华)

相关参考：美科学家通过数学计算得出中国人是人类祖先

来源：科技日报　

“海平面上升”说缺乏足够科学依据？和科学时报商榷

2008-03-02T03:53:00.000+08:00

图1 显示了A-B一个剖面上的海平面高度变化差异，这是海洋测高卫星得到的数据，此时，剖面上的赤道地区显示紫色，表示海平面比平均年份低，而纬度较高的地区海平面比平均年份高（这里的数值只表示差异，并不表示赤道和高纬度地区的绝对海平面高度）。从这里，我们可以得到一个基本信息： 全球海平面高度变化是不一致的！图片来源：NASA

科学网上有一条新闻："海平面上升说"缺乏足够科学依据（陈朝辉：国家海洋局公布的数据出处有问题）。咦，还有这种事情？海洋局竟然连个海平面都测不准？于是看了新闻。

看完之后，我认为这则新闻标题实在太醒目，且还有地方值得商榷。下面我谈谈值得商榷的几个地方。

一、2007年中国海平面公告

国家海洋局编制了《2007年中国海平面公报》，提到中国沿海海平面平均上升速率为2.5毫米/年，略高于全球平均水平。近30年来，中国沿海海平面总体上升了90毫米。其中，天津沿岸上升最快为196毫米，上海次之为115毫米，辽宁，山东、浙江上升均在100毫米左右，福建、广东较低为50～60毫米，总体趋势为北快、南缓。（来源）

图2 2007年中国沿海海平面与常年比较（来源：2007年中国海平面公报）

二、陈朝辉老师的说法

陈朝晖老师是广州地理研究所研究员，他认为这些数据不科学，它的出处有问题。

第一，全球海平面上升应是一致的，不可能无规律地高低不平。

第二，如果说海平面上升有不均匀的现象，那么受惯性力的影响，在赤道周围的海平面可能会高一些，因为按照物理学上的科里奥利力定律，地球赤道附近惯性力最大，两极较小，越靠近南北两极，海平面也会相对较低，因此，不可能有中国北方的海平面上升比南方高的道理，更不可能因为是经济发达地区，海平面就高出其他地方。同理，在全球范围内，中国的海平面绝不会比其他国家高。

三、我的看法

我不知道这些话是不是陈朝晖老师的本意，但是用来反驳海洋局的一些道理讲不通。因为事实表明世界各地的海平面上升并不均匀！这是事实。

1，首先，我们要知道为什么海平面高度会变化

海平面的升高或降低主要和几个因素有关：重力、大陆冰川、洋流。

重力在短期（比如100年内）变化很小；

洋流与温度、风力有关，比如正常年份时，太平洋赤道地区吹东信风，使得赤道西面的海平面比东面要高。

但是，在IPCC的报告中，对"平均海平面上升"有专门的解释：这种海面升降变化是由于世界海洋体积的改变而导致的全球平均海平面变化。相对海平面上升是指海平面相对于陆地的局地上升，这可能是由于海面升高和/或地面下沉所致。在一些地区由于地面快速抬高，相对海平面会下降。

这里，重力和洋流是否改变体积，我不确定，但海洋体积改变和下面两个因素有关

大陆冰川
温度

大陆冰川融化，雪水汇入海洋不必多说，如果格陵兰冰盖和南极西部冰盖的完全消融，将会分别导致海平面上升7米和5米（引自IPCC第四次报告）。

温度也是！由于海水变暖，密度减小，那么体积就会增加！因此，海洋增温会导致海洋体积的膨胀，从而使海平面升高。这叫"热膨胀"。

2，海平面温度升高是否一致？

不一致。看过一部电影An inconvenient Truth（不可忽视的真相），记得戈尔在里面说：如果赤道地区的温度升高1摄氏度，那么在两极地区会升高12摄氏度。我想数据可能夸张了一点，但是因为地形、季风、洋流等各种因素的差异，全球的气温变化不可能一致，如果温度变化不一致，那么海洋的体积变化理论上也是不一致，那么海平面上升的速率就可以不一致！

图3 赤道地区和极地地区的气温升高速率不同。

图4 1970-2004年温度的变化，其中海洋温度变化也并不一致，更何况是局部地区。（图片来源：IPCC）

图5 全球气温变化趋势：1979－2005年全球地表温度(左)和卫星观测的对流层温度(右)的线性趋势型态。灰色表示资料不完整的区域。由此看，全球地表温度变化趋势因地而异，中国的南北也不相同（来源：IPCC）

3，惯性力影响海平面？

至于惯性力是否影响海平面，我不知道这种说法，因此也无法判断是否越靠近南北两极，海平面也会相对越低。不过我会关注的，我对这种说法表示怀疑，惯性力和海平面高度有关吗？

图6 1993年至2003年期间平均海平面的短期线性趋势的地理分布，数据基于TOPEX/Poseidon卫星测高资料。图上可以看出，同样是赤道地区，有的地方升高，有的地方降低，并没有明显随维度变化的规律（图片来源：IPCC）

4，感想

不要把标题写得太绝对，标题党总是能使标题做到标新立异，但是科学哪能这么绝对，何况没有经过自己的调查和研究，只是采访一位老师而已。

中国网络新闻重复性内容实在太多了，转载来转载去，制造了很多网络垃圾，如果内容不严谨，那会误导很多人。

～再也不想说中国的新闻媒体了，实在太累了。科学记者应该有自己的判断能力，更不能歪曲事实或别人的说法。

推荐大家看IPCC的报告（气候变化2007-自然科学基础），写的通俗易懂，言之有物，且有中文版下载，了解更多：

（doubanclaimf10443fba6baaaa1）

冻雨灾害(低温雨雪冰冻)

2008-03-01T04:22:00.000+08:00

今天发一篇稍微长一点的文章，主要就这次中国中部和南部的低温雨雪冰冻灾害，稍微展开并介绍一些科普性知识，尽可能用图片来说明道理，请继续往下看。

一、什么是冻雨，有什么危害

冻雨是指过冷却水落在地面或暴露物体时，迅速凝结为冰的天气现象。冻雨与冷暖气流的相遇有关，它的形成通常需要两个条件：

(1) 水汽充足。美国的东北部和加拿大中东部地区是世界著名的冻雨灾害区，靠近它们的五大湖区正是暖湿气流的来源。

(2) 地面温度低于0 ℃，高空则有逆温层。下冷上热的气温条件使雪落到地面之前融化为水滴，而地面低温使水滴落地时又能迅速凝结成冰。

冻雨可以在物体表面形成一层透明的冰覆盖层，这种冰覆盖层被称作"雨凇"，又称"冰挂"。

图1 两冷包夹一暖的"三明治"气层是冻雨的理想"温床"。冻雨开始时以雪的形式落下，在下降过程中遇到暖气流层而完全融化为雨滴，随后在更低的高度上又遇到温度低于零摄氏度的冷气流层，此时雨滴不再凝结，而是形成过冷雨滴。过冷雨滴一旦遇到低于0 ℃的任何物体就会立刻凝结，形成细长条状的冰挂。图片来源：University of Illinois wiki来源

冻雨会使路面覆冰，铁路、公路、航空等交通运输因此陷入停顿；冻雨落在屋顶以及各种裸露的户外公共设施上，公共设施因为承载过重而倒塌。特别值得一提的是冻雨严重威胁着电网设施，当冻雨附在输电铁塔和输电线路上结冰时，电线因负载超过设计标准而拉断；中国电力顾问公司总工程师吴云说，像双回线这样的( 铁塔) 的重量大概是6 吨，但是结了冰以后，重量大概达到50 吨，是原来的6 倍（数据来源于CCTV）。另外，附在电线上的冰面使得电线在风力作用下"迎风舞动"，很容易拉倒铁塔进而造成供电中断，一旦供电不畅，就会引发一系列连锁反应，如果发生事故的电塔在山区，维修起来及其不便。2008 年1 月中国南部和中部遭受严重的气象灾害，其中一大部分损失由冻雨造成。

图2 这是贵州某地区的冻雨图，冻雨在贵州并不少见，但持续时间没有今年这么长。冻雨附在电塔上凝结成冰后，时间一长就可能压垮电塔，特别在南方地区，设计标准没有考虑到极端的天气情况。当前清理这些附冰最有效的办法是人爬上去敲掉冰挂，这类工作具有危险性，湖南有三个烈士为此殉职。（图片来源：网易）

图3-4 冻雨通常一遇到固体表面就立刻结冰，电线也不例外。电线上的附冰使电线载荷加重拉倒电线杆；此外，进入融冰期后，因为电线融冰速度不同（比如向阳一侧的冰先融化），也会造成电线杆张力不平衡，而使之倒塌。（图片来源：网易）

二、2008年中国的冻雨灾害及其原因

2008年1月10日，中国南部和中部19个省普降大暴雨和大暴雪，持续时间长达20多天，低温、雨雪和冰冻的共同交织，造成了中国50年以来最严重的冰雪冻雨灾害。

由于正逢春运期间，大量旅客滞留在站场港埠，社会秩序一度混乱。另外，由于电力受损、煤炭运输受阻（煤炭占电力发电的主导地位），不少地区用电中断，电信、通讯、供水、取暖均受到不同程度影响，某些重灾区甚至面临断粮危险。

民政部副部长李立国在2月23日提供了一些数据，在这次低温雨雪冰冻灾害中，农作物受灾面积1.78亿亩；倒塌房屋48.5万间；因灾直接经济损失1516.5亿元，在这次低温雨雪冰冻灾害中，已造成129人死亡，4人失踪，紧急转移安置166万人。其中，湖南、湖北、贵州、广西、江西、安徽6省受灾最为严重。（解读这些数字看这篇）

此次冰雪灾害具有范围广、强度大、持续时间长、灾害重等特点，形成此次灾害的主要原因如下：

1、冷空气频繁南下，并长期滞留在长江以南。2008年１月来，中高纬度欧亚地区的大气环流呈现西高东低分布，这种环流异常的持续时间长达19天，是正常时间的3倍以上，是中国1951年以来该环流类型持续最长的一次，有利于冷空气频繁地从西北方向沿河西走廊连续不断入侵中国，并造成4次较大范围的低温雨雪冰冻天气。

图5 这是2008年1月29日美国航空航天局（NASA）利用MODIS卫星获得的中国部分地区的降雪分布图，其中橘红色代表有雪地区，而白色则代表云层。从图上可以看出中国很多地区例如湖北，湖南，贵州，广东等有雪，而河北、山东、辽宁少雪。（图片来源：Jesse Allen, Earth Observatory/NASA）

图6 2008年1月15日至2月13日期间，中国绝大部分地区包括长江以南很多省受冷空气影响，最低温度低于0℃，低温为冻雨的形成提供了条件，使雨水落地时能迅速凝结成冰。(图片来源：中国气象局网站)

2、孟加拉湾暖气流异常强大。青藏高原南缘的南支低压槽活跃，是近十多年来少有的，使得西南方向孟加拉湾暖湿空气沿云贵高原不断向中国输送，在对流层中低层形成稳定的逆温层，当北上暖气流和南下的冷空气相遇后对峙，互不相让，因为势均力敌，最终上演了多达20多天的"角力"，导致中国南部中部普降雨雪，形成大范围的冻雨，贵州，湖南等省因为靠近"角力战场"，冻雨灾害由为严重。

图7 2008年1月16日-2月14日，中国长江以南地区降雨量丰富的地区也是此次冻雨冻雪受灾严重地区，这些暖湿气流主要来自孟加拉湾。。(图片来源：中国气象局网站)

3，可能受拉尼娜的影响。小女孩拉尼娜给世界留下了深刻的印象，虽然她最直接的影响区域是热带，但表面积占地球71%的海洋是巨大"储热罐"，她的温度变化和能量释放会影响到全球大气循环和天气变化，而绝大多数的天气和气候事件是海洋和大气耦合的结果。拉尼娜从2007年7-8月生成后开始影响我国，据专家预测，其影响将持续到2008年夏季。

图8 2007年11月海水表面温度和往年同期平均温度（1985-1997年）的比较图。蓝色表示温度比往年平均温度低，红色表示温度比往年平均温度高。从图上可以看出太平洋赤道地区的中部和东部地区海水温度比往年更冷，而西部的海水温度更高，这就是拉尼娜（La Nina，西班牙语"小女孩"的意思）的特征，遗憾的是科学家现在还无法准确的知道拉尼娜产生的原因。（图片来源：NASA）

图9 拉尼娜是太平洋赤道地区东信风增强的结果，信风将更多温暖的海水"吹"到太平洋西部，它使美国西南部和南美洲西岸变得异常干燥，而澳洲、印尼、马来西亚和菲律宾等东南亚地区有异常多的降雨。但是拉尼娜可以影响到全球的天气和气候条件，中国2008年1月份的冻雪冻雨天气可能和拉尼娜有关，1月份发生在南部非洲的洪灾和1月份美国南部的龙卷风也可能和拉尼娜有关。(图片来源：NOAA)

4，过年返乡潮。就像英国人每到夏季会拥到爱丁堡观看艺术节一样，中国人宁愿在车站禁受严寒，等候数天也要赶在春节前回家团聚，这是根深蒂固、难以改变的风俗习惯。冷冻伤害倘若发生在平时，损失会减轻很多，但恰好遇到了"世界上规模最大的人类迁徙"，使灾害对人的影响"雪上加霜"。由此可以看出，自然灾害必须要考虑人文因素。

图10 几十万名乘客守候在广州火车站广场，这场50年一遇的气象灾害虽然中断了多条铁路动脉，但是无法阻挡乘客过年回家和亲人团聚的决定。中国的过年成了世界媒体最常见的新闻。(图片来源：美国时代Time网站)

5，科学预报不足。中国气象局局长说，当前技术水平难以对一周以后的天气作出肯定的预报，对此次连续发生的四场低温雨雪冰冻天气过程，没有事先料到，对后面可能出现的灾害缺乏足够的估计。

三、冻雨灾害带给我们的思考

灾害虽然暂时平息，但灾害带给我们的启示值得继续深思和总结：

（1）一个灾害发生，往往会影响到社会系统的方方面面，电力、水供应、通讯、交通、农业和金融市场等等都将受到冲击。

（2）我们在发展经济的同时，加强对自然灾害的科学认识和建立灾害应急措施刻不容缓，在一个环境变化的世界里，减少损失和促进发展同样重要，减少损失更是增加GDP。

（3）气候变化导致的极端天气事件正变得越来越常见，中国的这场灾害也突显出全球对加强和防范新类型自然灾害的必要性。

厄尔尼诺，这个小男孩真不简单(连载1) (连载2)

Technorati : China snow, Freezing rain, natural disasters

2008年2月27日的英国地震(Ml5.2)

2008-02-29T07:44:00.002+08:00

英国当地时间（也就是世界标准时，格林尼治时间）2008年2月27日凌晨，英国发生了近20多年来的最大的一次地震，震级为里氏5.2级，实际上这个震级很小，但是相对于地震少又小的英国，算是大地震了。

天然地震的三要素包括地震发生的时间、地点和大小，也就是我们经常when where how。英国地质调查局（BGS）给出了这次地震一些参数：

发震时间 : 2008年2月27日 00:56 47.8s UTC（世界标准时）
地点 : 北纬53.404 ° ，东经0.331 °
震源深度 : 18.6 km
震级: 5.2 ML （里氏震级）
发生位置 : Market, Rasen, Lincolnshire （英国南部）
烈度: 6 EMS （EMS是European Macroseismic Scale的简写，也就是欧洲地震烈度表，一个地震发生了，震级有不同的类型，报纸上经常报道的是里氏震级，科学研究更多的用面波震级和矩震级；烈度在各个国家也有差别，比如中国和台湾，日本所用的烈度表不同）

主震后发生了2次余震，余震震级比较小，它们的参数分别为：

图1 红色大星星是主震，两个小星星是余震。这次两个小星星靠的很近，可能地震波都很相似。

图2 震中烈度图。根据欧洲地震烈度表。

5级烈度表示有强烈有感，介绍很有意思：室内的人绝大多数能感觉到，室外的人可能不容易感觉到，很多睡觉的人会被惊醒，并有部分人会逃到户外避难，房子摇晃，悬挂物晃动很厉害，瓷器（这里用China表示瓷器）和眼镜作响，门和窗户开关不停。

4级烈度表示部分人会被惊醒（注意这里是部分人），晃动不是那么可怕，窗户门或盘子作响。

3级烈度基本是就很少有人难感觉到了，人可能晃一晃而已。

2级烈度就是只有那些敏感的人，可能正在屋顶的人能感觉到了。当时我所在的地方是2级，当时我正在睡觉，我没有感觉，说明不是很敏感啊。

图3 地震波在不同的距离的地震图。距离最近的地震台为90km，振幅约1mm。90km也就图2英国大陆最窄的东西横向距离，因此，我们可以知道人对1mm的震动(图上约3-4级烈度)，还能有感。这一点我还先前还没有意识到。（以上图片来源：BGS）

Technorati : UK, earthquake

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1.2 地震波

1.2.1 体波

1.2.2 面波

1.3 地震是照亮地球内部的一盏明灯

1.4 地震波的多种应用

对地震预报的一点看法

《自然灾害》之地震灾害-05减轻地震灾害

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

2.4.2 中国是地震灾害最严重的国家

2.4.3 高质量建筑能化解地震灾害

2.4.4 预防为主，减灾非工程措施的建设

《自然灾害》之地震灾害-04地震灾害

2.3 地震灾害

2.3.1 国外9次大地震

2.3.2 中国的大地震

1920宁夏海原——中国地震现场考察的开始

1966河北邢台地震——地震预报实践的开始

1975年辽宁海城地震-第一次成功的地震预报

1976河北唐山地震——20世纪死人最多的地震，预报受到挫折

1999 台湾集集地震——重创台湾经济

《自然灾害》之地震灾害-03地震的特点

2 地震的特点

2.1地震的大小

2.2 地震带

2.3 地震的频度

《自然灾害》之地震灾害-00引言

《自然灾害》之地震灾害-01什么是地震

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