李濤 張揚(yáng)
(河南省地震局,河南 鄭州 450016)
地震災(zāi)害是群災(zāi)之首,每次大地震都會(huì)給世界留下不可磨滅的創(chuàng)傷。但是關(guān)于地震,人們?nèi)杂泻芏嗳菀渍`解或混淆的概念,如地震震級(jí)與地震烈度、地震預(yù)報(bào)與地震預(yù)警、地震事件與地震災(zāi)害等。區(qū)分這些概念對(duì)于非從事地震相關(guān)工作的人來(lái)說(shuō)相對(duì)困難,本文針對(duì)這些不易區(qū)分的概念進(jìn)行解讀,力求讓更多的人更深入地了解地震相關(guān)知識(shí)。
從基本概念來(lái)說(shuō),地震震級(jí) (Magnitude of Earthquake)是表示地震釋放能量的大小的量度,震級(jí)越大,釋放的能量也越大[1]。地震烈度(Earthquake Intensity)是指地震對(duì)地面和房屋等建筑物的破壞程度的量度[2]。一般來(lái)說(shuō),震級(jí)越大,烈度就越大。同一次地震,不同地區(qū)烈度可能是不同的。影響地震烈度的因素有很多,如震級(jí)、震中距、震源深度、場(chǎng)地類型、建筑物抗震性能和施工質(zhì)量等。震級(jí)與烈度最直接的區(qū)別是研究對(duì)象不同,震級(jí)的研究對(duì)象地震釋放的能量,而烈度的研究對(duì)象是地面和建筑物。
由于震級(jí)是根據(jù)地震臺(tái)站觀測(cè)數(shù)據(jù)測(cè)定的,而且測(cè)定方法也有多種,同一次地震之后,采用同一批的地震臺(tái)站數(shù)據(jù)和相同的測(cè)定方法,只有一個(gè)震級(jí),若采用不同的地震臺(tái)站觀測(cè)數(shù)據(jù)和測(cè)定方法,可能會(huì)有較大的差別。如2008年汶川大地震,我國(guó)測(cè)定的面波震級(jí)為8.0Ms,矩震級(jí)為8.3Mw,而美國(guó)地質(zhì)調(diào)查局測(cè)定的矩震級(jí)為7.9Mw。根據(jù)我國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)《地震震級(jí)的規(guī)定》(GB17740—2017)要求,地震臺(tái)網(wǎng)在發(fā)布地震速報(bào)信息時(shí),對(duì)能及時(shí)測(cè)定地震矩M0的地震,應(yīng)優(yōu)先選擇矩震級(jí)Mw作為對(duì)外發(fā)布的震級(jí),對(duì)不能及時(shí)測(cè)定地震矩M0的地震,應(yīng)按規(guī)定原則確定對(duì)外發(fā)布的震級(jí)。對(duì)外發(fā)布的震級(jí)應(yīng)用M表示,不應(yīng)加“里氏震級(jí)”或“矩震級(jí)”等附加信息[3]。
一次地震所釋放的能量固定的,因此一次地震后確定的震級(jí)也是固定的,而同一次地震對(duì)不同地區(qū)的影響不是固定的,即烈度在不同地區(qū)是不固定的。比如汶川地震的震中達(dá)到了11度,成都市區(qū)烈度為7度,西安市區(qū)烈度僅為5度。
地震預(yù)報(bào)(Earthquake Prediction/Forecasting)是指在地震發(fā)生前,對(duì)將來(lái)地震發(fā)生的時(shí)間、地點(diǎn)和震級(jí)范圍等進(jìn)行預(yù)測(cè),并向社會(huì)公告這些信息[4]。準(zhǔn)確的地震預(yù)報(bào)可以讓將要受災(zāi)的人們做好預(yù)防工作,減少人員傷亡和財(cái)產(chǎn)損失。我國(guó)自1972年開(kāi)始,在總結(jié)歷次地震預(yù)報(bào)經(jīng)驗(yàn)的基礎(chǔ)上,形成了一套具有中國(guó)特色的地震預(yù)報(bào)方法,根據(jù)不同的預(yù)報(bào)時(shí)間尺度,將地震預(yù)報(bào)分為長(zhǎng)期預(yù)報(bào)、中期預(yù)報(bào)、短期預(yù)報(bào)和臨震預(yù)報(bào)[5]。對(duì)未來(lái)10年內(nèi)可能發(fā)生破壞性地震的地域的預(yù)報(bào),叫長(zhǎng)期預(yù)報(bào);對(duì)未來(lái)一二年內(nèi)可能發(fā)生破壞性地震的地域和強(qiáng)度的預(yù)報(bào),叫中期預(yù)報(bào);對(duì)3個(gè)月內(nèi)將要發(fā)生地震的時(shí)間、地點(diǎn)、震級(jí)的預(yù)報(bào),叫短期預(yù)報(bào);對(duì)10日內(nèi)將要發(fā)生地震的時(shí)間、地點(diǎn)、震級(jí)的預(yù)報(bào),叫臨震預(yù)報(bào)[6]?!吨腥A人民共和國(guó)防震減災(zāi)法(修訂)》明確規(guī)定,國(guó)家對(duì)地震預(yù)報(bào)意見(jiàn)實(shí)行統(tǒng)一發(fā)布制度,各級(jí)人民政府需按規(guī)定程序發(fā)布地震預(yù)報(bào)信息,任何單位和個(gè)人不得向社會(huì)散布地震預(yù)報(bào)信息。目前我國(guó)和世界各國(guó)的地震預(yù)報(bào)還不成熟,都處于探索階段。
地震預(yù)警(Earthquake EarlyWarning)是指在災(zāi)害性地震發(fā)生以后,利用地震產(chǎn)生的P波與S波之間的時(shí)間差,提前對(duì)破壞性的S波尚未到達(dá)的地方進(jìn)行警示和預(yù)告。要實(shí)現(xiàn)預(yù)警,需要建設(shè)完善的地震預(yù)警系統(tǒng),目前日本、墨西哥、羅馬尼亞、土耳其、意大利、法國(guó)等國(guó)家已經(jīng)建成地震預(yù)警系統(tǒng)[7]。我國(guó)已全面啟動(dòng)地震預(yù)警系統(tǒng)建設(shè)。2013年初,成都高新減災(zāi)研究所建設(shè)的ICL地震預(yù)警系統(tǒng)已經(jīng)投入使用[8]。
地震預(yù)報(bào)與地震預(yù)警最直接區(qū)別是在向公眾發(fā)布信息的時(shí)間不同,地震預(yù)報(bào)是指地震發(fā)生之前一系列的預(yù)測(cè)預(yù)報(bào)工作,而地震預(yù)警則是在地震發(fā)生之后,產(chǎn)生地震災(zāi)害之前的警報(bào)工作。如果地震預(yù)警時(shí)間足夠長(zhǎng),給公眾充分的反應(yīng)時(shí)間,則可以大幅減少災(zāi)害損失,尤其是減少人員傷亡。但地震預(yù)警也有不足,距離震中越近,預(yù)警時(shí)間越短(一般僅有幾秒~幾十秒),且震中附近不能預(yù)警,而震中附近恰恰是地震災(zāi)害最嚴(yán)重的地區(qū);距震中較遠(yuǎn)的區(qū)域預(yù)警時(shí)間雖然較長(zhǎng)(可以超過(guò)1分鐘),地震波能量也會(huì)大大降低,預(yù)警的作用不大。因此,地震預(yù)警并不能完全避免地震災(zāi)害。
從地震預(yù)警的原理中可以發(fā)現(xiàn),地震與地震災(zāi)害不是同時(shí)發(fā)生的,地震并不一定造成地震災(zāi)害。地震(Earthquake)是指大地的震動(dòng)[9]。根據(jù)地震的成因,可以將地震劃分很多類型,如天然地震、誘發(fā)地震、人工地震等。天然地震又分構(gòu)造地震和火山地震,誘發(fā)地震分為礦山誘發(fā)地震和水庫(kù)誘發(fā)地震,人工地震則包括爆破、核爆炸、物體墜落等產(chǎn)生的地震[9]。其中,天然地震是一種自然現(xiàn)象,就像刮風(fēng)、下雨、雷電等自然現(xiàn)象一樣[10],人們無(wú)法避免天然地震的發(fā)生。
地震災(zāi)害(Earthquake Disaster)是指地震造成的人員傷亡、財(cái)產(chǎn)損失、環(huán)境和社會(huì)功能的破壞。但可以減少甚至避免地震所產(chǎn)生的災(zāi)害。發(fā)生在大城市的地震可以產(chǎn)生房屋倒塌、人員大量傷亡的巨災(zāi),如1966年邢臺(tái)7.2地震造成8千多人死亡、1976年唐山7.8級(jí)地震造成24萬(wàn)人死亡[11];而發(fā)生在無(wú)人區(qū)的地震產(chǎn)生的地震災(zāi)害損失則少得多,如2001年昆侖山口西8.1地震僅有部分鐵路和通訊中斷,無(wú)人員死亡。
人類可以在地震災(zāi)害產(chǎn)生之前提前做好應(yīng)對(duì)準(zhǔn)備以減少災(zāi)害損失,例如在地震易發(fā)區(qū)提高各類建筑物的抗震設(shè)防標(biāo)準(zhǔn),在活動(dòng)斷層兩側(cè)設(shè)置避讓帶等;又如地震發(fā)生后核電站停產(chǎn)、高鐵停運(yùn),普通人要關(guān)閉火源、避開(kāi)易倒家具或建筑物等。這些措施都是為了應(yīng)對(duì)可能產(chǎn)生的地震災(zāi)害,而不是避免地震發(fā)生。所謂“防震減災(zāi)”,指的是預(yù)防可能產(chǎn)生的地震災(zāi)害,并不是防止地震的發(fā)生。地震本身不是災(zāi)害,發(fā)生在人類活動(dòng)地區(qū)的地震所造成的人員或財(cái)產(chǎn)損失才是地震災(zāi)害,未造成損失的地震僅僅是地震事件。
我國(guó)是世界上地震災(zāi)害影響最嚴(yán)重的國(guó)家之一,如何有效減輕地震災(zāi)害是地震科技工作者一直實(shí)踐和探索的問(wèn)題,但地震災(zāi)害防治僅依靠政府和科技人員是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的,提高公民科學(xué)素質(zhì),增強(qiáng)社會(huì)公眾防災(zāi)減災(zāi)意識(shí)也是降低地震災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)的重要方面。相比發(fā)達(dá)國(guó)家,我國(guó)公民的地震基礎(chǔ)知識(shí)仍然匱乏,廣泛開(kāi)展地震科學(xué)知識(shí)的普及是地震相關(guān)部門(mén)需要長(zhǎng)期開(kāi)展的工作。