拉奎拉地震事件對可操作地震預(yù)報(bào)的經(jīng)驗(yàn)教訓(xùn)＊

動 態(tài)

拉奎拉地震事件對可操作地震預(yù)報(bào)的經(jīng)驗(yàn)教訓(xùn)＊

Thomas H Jordan
（Southern California Earthquake Center，University of Southern California，Los Angeles，California 90089－0742 U.S.A.）

編者按：本文是2012年4月19日美國地震學(xué)會（SSA）年會的公共政策午餐會時(shí)的致辭。2012年10月22日，意大利法院宣判6名地球科學(xué)家和1名公共安全官員過失殺人罪，SRL發(fā)布了控告書的內(nèi)容。正式的文本可以訪問www.seismosoc.org／italy／獲取。SSA對這一判決的聲明刊于本期SRL中新聞和按語欄，可參見http：∥www.seismosoc.org／news／newsitem.php？id＝i20121011183。

2009年4月6日的拉奎拉地震（震級6.3）造成309人死亡、1 500多人受傷，并使數(shù)萬人無家可歸。2010年6月，意大利民防局（Department of Civil Protection，DPC）的副主任及其咨詢機(jī)構(gòu)之一的重大災(zāi)害預(yù)測和預(yù)防委員會的6名科學(xué)家均被指控犯有過失殺人罪。兩次司法復(fù)查之后，案件被要求進(jìn)行審判，并于去年9月開始。起訴已在幾周前完成，現(xiàn)在審判已進(jìn)入辯護(hù)階段。與此同時(shí)，根據(jù)最新披露的竊聽到的地震之前的電話錄音，正在準(zhǔn)備對DPC前負(fù)責(zé)人Guido Bertolaso進(jìn)行指控。

案件迅速引起科學(xué)家們的強(qiáng)烈反響。2010年6月起訴的消息一傳出，引起了大家的憤怒。起訴書好像指責(zé)科學(xué)家們沒有給當(dāng)?shù)鼐用窬瘓?bào)，即本地即將發(fā)生地震——未能預(yù)測。眾所周知，大地震在短期內(nèi)不能被準(zhǔn)確預(yù)測。為什么意大利法院將設(shè)法懲罰科學(xué)家對他們不知道（和現(xiàn)在仍然）如何去做的事無所作為呢？

世界各地的科學(xué)組織，包括國際大地測量與地球物理學(xué)聯(lián)合會（International Union of Geodesy and Geophysics，IUGG）、美國科學(xué)促進(jìn)協(xié)會（American Association for the Advancement of Science，AAAS）、美國地球物理學(xué)會（American Geophysical Union，AGU）和美國地震學(xué)會（Seismological Society of America，SSA）都給意大利總統(tǒng)寫信表示抗議。SSA主席Rick Aster在給總統(tǒng)的信中指出，“起訴科學(xué)家是因?yàn)槲茨軐?shí)現(xiàn)地震預(yù)報(bào)，實(shí)現(xiàn)地震預(yù)報(bào)在目前是不可能的，這是對科學(xué)和社會的共同傷害。”

然而，最終由原告提交的法庭文件控告的不是不作為犯罪，而是有作為犯罪。指控科學(xué)家進(jìn)行的風(fēng)險(xiǎn)評估是“泛型和無效的”，為民防當(dāng)局和公眾提供的“有關(guān)地震災(zāi)害的性質(zhì)、原因和未來發(fā)展趨勢是不完整、不準(zhǔn)確和矛盾的信息”，并且他們認(rèn)定主震前約3個(gè)月影響拉奎拉的震群的是“正常的地質(zhì)現(xiàn)象”。在案件提交審判的過程中，拉奎拉法官同意起訴被告所作的公開聲明“阻撓了旨在保護(hù)公眾的活動”。

1 拉奎拉到底發(fā)生了什么？

本案的事實(shí)是復(fù)雜的。2009年1月拉奎拉地區(qū)的地震活動增加，致使學(xué)校疏散和采取其他防范措施。從2月開始，媒體報(bào)道的焦點(diǎn)是在拉奎拉附近的格蘭薩索國家物理實(shí)驗(yàn)室工作的當(dāng)?shù)丶夹g(shù)員吉安保羅·朱利亞尼（Gioacchino Giuliani）發(fā)布的一系列業(yè)余地震預(yù)測。這些預(yù)測是根據(jù)他自己設(shè)計(jì)的伽瑪射線探測器測量的氡濃度得出的，沒有官方的效力，但被廣泛報(bào)道并認(rèn)真對待，引起一些公民撤離其城鎮(zhèn)。其中至少有兩次預(yù)測是虛報(bào)。從朱利亞尼或其他任何人那里沒有確鑿的證據(jù)證明，他向公眾或任何民事當(dāng)局發(fā)布過主震的有效預(yù)測。

基于對朱利亞尼2月份地震預(yù)測的響應(yīng)，政府科學(xué)家公開表示對地震預(yù)測沒有經(jīng)過驗(yàn)證的方法，在意大利這一地區(qū)有震群活動是常見的，發(fā)生大地震的概率仍然很小。這些做法從技術(shù)上講是正確的，但不能消除公眾的關(guān)注。DCP 3月31日在拉奎拉召集了非常規(guī)的重大災(zāi)害委員會的公開會議。

根據(jù)最近公布的會前竊聽到的錄音，Bertolaso告訴一位地方官員說，專家們被召集在一起“不是因?yàn)槲覀兏械娇謶趾蛽?dān)心”，而是因?yàn)椤拔覀兿胍屖忻穹判摹?。Bertolaso向官員解釋說，會議是“更多的媒體操作”。尤其是，專家們將會說，“100個(gè)震級是4的地震肯定比平靜更好，因?yàn)?00個(gè)地震釋放了能量，就不會有破壞性地震發(fā)生了”。

會議很短而且當(dāng)?shù)毓賳T參加了，重大災(zāi)害委員會得出的結(jié)論是：“沒有理由說一系列小震級事件可以肯定地預(yù)測出一個(gè)強(qiáng)地震發(fā)生”。這種論斷在科學(xué)上是正確的，雖然幾乎沒有地震學(xué)家認(rèn)為它在科學(xué)上是全面的。在這次會議之前的新聞發(fā)布會上，既不是地震學(xué)家也不是重大災(zāi)害委員會成員的DCP副主席Bernardinis說：“科學(xué)組織告訴我們沒有危險(xiǎn)，是因?yàn)橛心芰空卺尫?。這種情況看起來對我們有利”。這種論斷在科學(xué)上是不正確的。

余震一直持續(xù)到4月，致使更多的學(xué)校疏散。4月5日下午11時(shí)前不久，就在主震前幾個(gè)小時(shí)，一個(gè)3.9級地震襲擊了該城市。在一次《自然》（Nature）雜志采訪中，Vittorini描述了他與妻子和他驚恐的9歲女兒爭論當(dāng)晚是否在室外度過這是對意大利這一地區(qū)的地震活動通常的響應(yīng)。想起權(quán)威發(fā)言聲稱，每次震動減少了大地震的可能性，他說服他的家人留在他們自己的公寓大樓里。主震時(shí)公寓大樓倒塌了，他的妻子和女兒還有其他5人遇難。在拉奎拉的幾乎每個(gè)人，包括檢察官都失去了親人或朋友。像Vittorini那樣的悲慘證詞成為這一起訴的案件的大部分內(nèi)容。

在拉奎拉災(zāi)后的幾個(gè)星期，意大利政府召集了一個(gè)關(guān)注民防的國際地震預(yù)報(bào)委員會（International Commission on Earthquake Forecasting for Civil Protection，ICEF），該委員會由來自中國、法國、意大利、英國、德國、希臘、俄羅斯、日本和美國9個(gè)國家的10個(gè)有經(jīng)驗(yàn)的科學(xué)家組成。本人擔(dān)任該委員會主席。DPC要求我們負(fù)責(zé)報(bào)告短期地震預(yù)測方法的現(xiàn)狀并提出建議如何讓他們能更有效地實(shí)施民防。我們在拉奎拉、波茨坦和羅馬舉行會議，拉奎拉地震后不到6個(gè)月，2009年10月2日我們發(fā)表了調(diào)查結(jié)果和建議。最終報(bào)告共77頁，完全記錄了我們的這些調(diào)查結(jié)果和建議，經(jīng)過同行評審、修改，最后全文發(fā)表在地球物理學(xué)年報(bào)（Annals of Geophysics）［1］。該報(bào)告題為“可操作的地震預(yù)報(bào)：認(rèn)知狀態(tài)和應(yīng)用指南”，可以從該雜志網(wǎng)站免費(fèi)下載（www.annalsofgeo－physics.eu／index.php／annals／article／view／5350）。

委員會定義的“可操作的地震預(yù)報(bào)（OEF）”涉及兩項(xiàng)關(guān)鍵活動：持續(xù)地更新關(guān)于未來將發(fā)生潛在破壞性地震的權(quán)威信息，并以官方認(rèn)可的方式在面臨危險(xiǎn)的民眾中宣傳這些信息以加強(qiáng)地震防備。

ICEF報(bào)告記錄了有關(guān)OEF的幾個(gè)科學(xué)結(jié)論。尤其是，尚無有效的方法可以高概率來預(yù)測地震。但是，因?yàn)榈卣疳尫拍芰亢妥罱K會導(dǎo)致未來地震的構(gòu)造應(yīng)力的突然改變，使得地震危險(xiǎn)性隨時(shí)間發(fā)生改變。地震相互作用的統(tǒng)計(jì)模型捕獲了許多天然地震的短期時(shí)空分布特征，比如余震和其他地震序列的激發(fā)。這些基于地震活動性的模型提供了許多短期預(yù)測方法的得到確認(rèn)的最高的概率增益。

然而，我們注意到，雖然在有利的情況下，這些概率增益可以很高（相對于長期預(yù)測的100～1 000），即使在高地震活動性地區(qū)，大地震的概率仍然較低（通常＜每天1%）。我們研究了6個(gè)地震高危險(xiǎn)性國家（中國、希臘、意大利、日本、俄羅斯和美國），發(fā)現(xiàn)在這種高增益、低概率的情況下，他們對適當(dāng)?shù)臏?zhǔn)備行動沒有進(jìn)行系統(tǒng)地調(diào)查研究。在所有這些國家中，OEF程序的標(biāo)準(zhǔn)化僅處于發(fā)展的初期階段，并且對民防來說，OEF增加的益處相對于長期地震危險(xiǎn)性分析還沒有得到令人信服的證明。在這些情況下，具有地震預(yù)測法定責(zé)任的政府機(jī)構(gòu)在發(fā)展可操作能力方面相當(dāng)謹(jǐn)慎。

這些能力的缺乏是意大利當(dāng)局在拉奎拉被困的原因之一。地震前的一周科學(xué)家們可能知道，大的震動不是很有可能：誤報(bào)概率（如果警報(bào)被發(fā)布）超過漏報(bào)概率（如果警報(bào)不發(fā)布）的倍數(shù)大于100。即便如此，地震活動通過顯著性因子增加了一次大地震的概率，或許高于長期平均達(dá)100倍。

被朱利亞尼的預(yù)測弄昏了，當(dāng)局并沒有強(qiáng)調(diào)這增加的危險(xiǎn)，他們也沒有重點(diǎn)建議拉奎拉的人們針對地震危險(xiǎn)做必要的準(zhǔn)備措施。相反，他們被陷入處理簡單的是或否的問題：“較大的地震會襲擊我們嗎？”他們不能確鑿地回答這個(gè)問題，但能使人們平靜，他們的發(fā)言令人放心，被廣泛地解釋為“反報(bào)警”，也就是說，有一個(gè)明確的聲明，大地震不會發(fā)生。這種理解成為拉奎拉指控的核心。

我可以看到被起訴的公職人員想在混沌的情況下善意地保護(hù)市民但沒有得到善報(bào)。事后看來，他們的失誤在于未能突出增加的危險(xiǎn)而令人感到遺憾，但是，受到壓力的風(fēng)險(xiǎn)咨詢系統(tǒng)的無作為和由非科學(xué)家代表該系統(tǒng)的誤述幾乎不能被解釋為部分科學(xué)家個(gè)人的犯罪行為。只能寄希望于司法理智占上風(fēng)。

2 危險(xiǎn)性和風(fēng)險(xiǎn)的傳播

然而，這種情況給我們提供了一個(gè)思考一些重大問題的機(jī)會，對于從事災(zāi)害管理和風(fēng)險(xiǎn)信息交流的科學(xué)家而言，這些問題肯定還會遇到。拉奎拉的主要教訓(xùn)之一是，需要將提供自然災(zāi)害客觀信息的科學(xué)顧問和必須權(quán)衡預(yù)防措施的利益和誤報(bào)或漏報(bào)的代價(jià)的城市決策者分開。拉奎拉事件表明，混淆這些角色能導(dǎo)致麻煩。

ICEF的結(jié)論是，實(shí)現(xiàn)這種分離的最佳途徑是使用概率而不是確定性的語言來表征地震危險(xiǎn)性的短期變化。我們建議DPC應(yīng)支持發(fā)展基于地震活動性的預(yù)測方法來量化短期概率變化，并且我們對實(shí)施OEF系統(tǒng)提出了一系列建議：

（1）應(yīng)該給公眾提供未來地震短期概率的權(quán)威的、科學(xué)的、一致的、透明的和及時(shí)的信息的公開來源。

（2）在正常的地震活動期間和地震危機(jī)期間，都應(yīng)定期提供這種信息。公眾必須在科學(xué)對話中受到教育，通過反復(fù)溝通了解可預(yù)測的是什么。機(jī)構(gòu)不應(yīng)該在地震危機(jī)時(shí)期嘗試傳遞信息的新方式。

（3）公眾咨詢應(yīng)基于業(yè)務(wù)合格、定期更新的地震活動性預(yù)測系統(tǒng)，專家對這種系統(tǒng)在地震信息的創(chuàng)建、發(fā)布和應(yīng)用方面都進(jìn)行了嚴(yán)格的審查和更新。

（4）所有可操作模型的質(zhì)量都應(yīng)該由回顧性測試來評估它的可靠性和性能，同時(shí)，它們也應(yīng)該對已經(jīng)建立的長期預(yù)測模型和供比較的依賴于時(shí)間的模型進(jìn)行連續(xù)的前瞻性測試。我們的報(bào)告特別建議將地震可預(yù)測性研究國際合作實(shí)驗(yàn)室（Collaboratory for the Study of Earthquake Predictability，CSEP）作為進(jìn)行盲性能測試的基礎(chǔ)設(shè)施。

（5）警報(bào)程序應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)化，以方便各級政府和公眾作決定。

（6）應(yīng)建立地震概率閾值來指導(dǎo)基于成本和效益客觀分析的警報(bào)級別，這種分析應(yīng)包括信息價(jià)值的無形方面，比如，在心理準(zhǔn)備和復(fù)原能力方面的收益。

（7）由社會科學(xué)研究建立的有效的公共交流原則應(yīng)該用來傳遞地震災(zāi)害信息，比如，消息傳遞的一致性。

在這個(gè)近即時(shí)信息和高帶寬通信的時(shí)代，公眾對得到權(quán)威性的短期預(yù)測的期望正在被不斷地迅速發(fā)展，同時(shí)會有更大的危險(xiǎn)，就是信息空白會使非正式預(yù)測和錯誤信息大量產(chǎn)生。拉奎拉地震事件說明了為什么在這種富媒體環(huán)境下，OEF能力的發(fā)展是一項(xiàng)要求，而不是一個(gè)選擇。

意大利地震專家們在實(shí)施OEF所需研究的第一線。ICEF報(bào)告強(qiáng)調(diào)了他們的成就并提供了建立于他們近期努力的路線圖。雖然它是為此目的而寫的，我還是希望ICEF的研究將來不僅對意大利有幫助，而且對其他需要可操作地震預(yù)測的地震活動區(qū)有幫助。全國地震預(yù)測評估委員會（National Earthquake Prediction Evaluation Council，NEPEC）和加州地震預(yù)報(bào)評估委員會（California Earthquake Prediction Evaluation Council，CEPEC）應(yīng)該仔細(xì)研究它的建議。我在CEPEC任職，同時(shí)我不得不承認(rèn)我們的程序確實(shí)不太符合ICEF規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)。

當(dāng)然，我們必須保持我們的觀點(diǎn)，不允許以對短期預(yù)測的關(guān)注來削弱我們減少地震風(fēng)險(xiǎn)的長期努力。ICEF強(qiáng)調(diào)，長期模型是目前保護(hù)公民免受地震災(zāi)害的最重要的預(yù)測工具，因?yàn)樗麄冎笇?dǎo)建筑規(guī)范的地震安全規(guī)定、基于性能的抗震設(shè)計(jì)和其他減少風(fēng)險(xiǎn)的工程實(shí)踐，例如，對老的建筑進(jìn)行翻新以彌補(bǔ)設(shè)計(jì)上的缺陷。

然而，已經(jīng)正確完成的短期預(yù)測在促進(jìn)防震減災(zāi)方面是對長期地震危險(xiǎn)性分析的補(bǔ)充。

這份報(bào)告寫在2010—2011新西蘭基督堂市破壞性地震系列和2011年3月11日日本東北災(zāi)難性地震之前。但是，我們從這些悲劇中學(xué)到的東西支持ICEF的調(diào)查結(jié)果和建議。這兩個(gè)地震序列均強(qiáng)調(diào)，我們需要依賴時(shí)間的地震災(zāi)害的權(quán)威信息，特別是在大地震之后。例如，不管喜歡與否，依賴時(shí)間的危險(xiǎn)性模型對于指導(dǎo)基督堂市的重建和評估世界上最大城市東京當(dāng)前的危險(xiǎn)性將是必要的。

OEF的時(shí)代已經(jīng)來臨，SSA在搜集、交流和傳播改善依賴時(shí)間的預(yù)測所需要的知識方面可以做很多。在考慮我們的活動時(shí)，我們應(yīng)該把OEF放在減少風(fēng)險(xiǎn)的其他技術(shù)的適當(dāng)?shù)奈恢谩＿@些形成一個(gè)連續(xù)體，包括從長期地震危險(xiǎn)性分析、OEF、地震和海嘯的早期預(yù)警和用于緊急響應(yīng)的震后信息。這些技術(shù)一起可用來跟蹤地震發(fā)生前后的各階段，從而減少他們在發(fā)生之前，期間和之后的地震危險(xiǎn)性。

譯自：Seismological Research Letters，2013，84（1）：4－7

原題：Lessons of L’Aquila for operational earthquake forecasting

（中國地震局地球物理研究所 姚雪絨 譯；張?zhí)熘?校）

（譯者電子信箱，姚雪絨：yicong2008＠163.com）

［1］Jordan T H，Chen Y T，Gasparini P，et al.Operational earthquake forecasting：State of knowledge and guidelines for implementation，F(xiàn)inal report of the international commission on earthquake forecasting for civil protection.Annals Geophys，2011，54（4）：315－391，doi：10.4401／ag－5350，www.annalsofgeophysics.eu／index.php／annals／article／view／5350

P315；

D；

10.3969／j.issn.0235－4975.2013.11.001

2013－11－01。