海城大地震的“预报成功”与唐山大地震的“预报失败”

2019-08-04     孟话历史

短史记

言九林

问:(指2019年7月28日)就是唐山大地震43周年,编辑能否说一说唐山大地震的地震预报问题?


唐山大地震的预报问题,与海城大地震对照起来解读,可以看得更为清晰一点

海城大地震的“预报成功”

1975年的辽宁海城地震,素有“世界上第一个被成功预报的大地震”之称,至今仍被“地震可预报论”的支持者们津津乐道。

但细察该地震的过程,不难发现:

其所谓“预报”,依赖大量强烈前震的存在。因为大震前出现了大范围的前震,给予了民众转移安置的机会,故减少了很多伤亡。这种大范围前震,在其他大地震中,是未必会有的现象。

中国70年代建立的地震预报系统,其具体运作,一般分为长期预报(几年)、中期预报(1-2年)、短期预报(几个月内)和临震预报(几小时-数天)四个阶段。

只有短期预报与临震预报,对指导民众及时躲避地震有实际意义。一般谈论地震预报,都是指“短临预报”。

海城地震的长期预报,至晚可以追溯到1970年。

该年,在周恩来的推动下,中国召开了首次全国地震预报工作会议,辽宁省革委会也成立了地震工作领导小组,该小组在一份秘密报告中说道:

“渤海湾强震区的震中近期有北移的趋势。位于渤海湾之滨的金县和营口,可能受到这个强震区的影响而遭受破坏”。

营口,正是海城地震所在的核心区域。

这份长期报告,没有就地震发生时间做出任何预测,所以在指导民众躲避地震方面没有实际价值(不是说它没有学术价值)。

海城地震的中期预报,至晚可以追溯到1974年。

该年6月,国家地震局在北京召开华北及渤海地区地震形势会商会,辽宁方面的地震工作人员也参与了此次会议。会后,国务院发布1974年69号文件,向相关各省转发了会议形成的中科院报告。报告中提到:

“(会上)多数人认为:京津一带,渤海北部,晋、冀、豫交界的邯郸、安阳一带,山西临汾盆地、山东临沂一带和黄海中部地区,今明年内可能发生五至六级地震,内蒙的包头、五原一带可能发生五级左右地震。”

“渤海北部”包括了辽宁海城在内。

这份中期预报所预测的六个地区,只有“渤海北部”在之后的两年内发生了破坏性地震。这种中期预报,是没有办法拿来指导民众躲避地震的——让上述六个地区的民众,在“今明年内”天天避震,是不现实的。

何况,69号文件自己也承认:

“由于目前地震预测预报的科学技术水平还不高,因此,在报告中提出的一些地方今明年内可能发生强震,只是一种估计,可能发生,也可能不发生。”

简言之,因为”长期预报“与”中期预报“,无法提供具体的地震发生时间和具体的地震发生地点,故在现实避灾层面,不具备任何指导价值。

海城地震也有过短期预报。

为响应国务院69号文件,辽宁省革委会于1974年7月召开会议专门讨论地震问题。会议主旨是大规模地开展地震教育工作和培训前兆异常检测群众队伍,不涉及对地震形势的预报。

11月,国家地震局在辽宁开原召开会议,对东北地震趋势做具体评估,简单罗列了东北地区6个“近期”可能发生地震的地区,其中两个——大连市和营口市,位于辽宁境内。

对这6个地区的预报,只有营口应验,但当时的预报没有限定时间范围,只笼统冠以“近期”,一个月两个月是近期,一年两年也是近期。在指导民众避震方面,仍无可操作性。

这次会议之后,辽宁方面提供的报告,列举了辽宁境内7处“地震危险性比较大的地区”,认为金县和营口-熊岳地区以及大连西南200公里以内海域“近期发生破坏性地震的可能性更大一些”。

12月22日,ML5.2级的辽阳-本溪地震的发生,让辽宁省革委会的神经突然高度紧张起来。虽然国家地震局最终的考察结果认为该地震是当地水库注水引发,但该结论直到1975年1月初才传达给辽宁省革委会。

所以,整个12月下旬,神经紧绷的辽宁省革委会一直在竭力催迫省地震办拿出具体的短期预报方案。

12月23日,革委会发布了三个来自省地震办的短期预报:

(1)丹东一带可能发生5级左右地震,但“日期尚难判定”。

(2)盘锦-营口-熊岳地区12月25日到1月10日期间可能发生4-5级地震。

(3)大连一带可能发生5级以上地震,但“日期尚难判定”。

事后证明,这三个短期预报,都是错误的。

29日,省革委会又发布省地震办提供的短期预报:

(1)认为辽阳-本溪地区仍可能发生5级左右地震。

(2)重申了23日对盘锦-营口和大连地区的短期预报,但没有再给出时间范围。

(3)不再提及丹东地区。

31日,省地震办将29日的短期预报进一步具体化,认为辽阳-本溪地区可能发生5级地震的大致时间范围是在1975年1月5日以前。

事后证明,这次短期预报也是错误的。

这些误报引发的混乱,直到1975年1月10日前后才结束。

结束的原因有二,一是省革委会获悉了国家地震局对辽阳-本溪地震的考察结论;二是该区域的地震异常活动已经减弱。

1975年1月12日,省革委会再次发布预报,认为辽东半岛可能发生大于5级的地震,但“具体时间尚难判断”。该预报在时间和空间上都过于模糊,对避震减灾没有实际指导意义。

后来被着力宣传的“准确预报了海城地震”的“短期预报”,是辽宁省地震办的地震学者顾浩鼎,于1975年1月在北京召开的“全国地震趋势会商会”上提出来的。

顾氏在会议上提出:

“(1)较大地震可能发生的时间不会拖得很久,在今年上半年或一、二月份内;(2)地震在辽东半岛发生的可能性较大,……也可能大一些,既包括整个辽东半岛及沿海海域;(3)预料的地震震级在6级左右。”

顾氏的预报能否指导具体的避震减灾工作?

就上述引文来看,显然是不能的。首先,时间跨度过长,“今年上半年或一、二月份内”,让民众在长达半年的时间里躲到户外帐篷避震,这不现实。其次,地域也过大,“整个辽东半岛及沿海海域”,让如此大范围的民众天天避震,也不现实。

其实,当时的“全国地震趋势会商会”并没有完全认可顾氏的这一预报。

大会总结报告将顾氏的结论修正为“辽东半岛的金县、营口一带以及丹东,今年可能有5-6级地震”,预报的时间范围也被延长至1年。稍后,辽宁省地震办接受了“全国地震趋势会商会”的结论。

也就是说,海城地震并没有公开发布过准确的“短期预报”。

事实上,自中国开始搞“地震预测”以来,每一次大地震,在事后检验时,总能发现一些“准确预测”;但这些“准确预测”,在事前都难以证明其正确性——包括预测的发布者在内,均没有能力在学理层面证明该预测比其他预测更具科学性。

这就好比:一群瞎子给人算命,看他究竟哪年发达;事前,没有任何人能确定究竟哪个瞎子算得准;但事后,却很容易找到一个“算得准”的瞎子。

“地震短临预测”最核心的难题,恰是事前从海量预测报告中筛选出最可靠的那一份。

迄今为止,人类尚未掌握这种筛选能力。


图:1975年2月4日,辽宁省营口、海城一带发生7.3级强烈地震,救援人员正从海城废墟中抢救受害者


真正成就海城地震“世界上第一个被成功预报的大地震”名声的,是其频繁的破坏性前震。

自获悉辽阳-本溪地震是水库引发后,辽宁省革委会对地震的关注度,本已大幅下降。2月1日、2日,距离未来的震中只有不到20公里的石硼峪地震台曾监测到几个很小的地震,没有引起任何注意。

2月3日傍晚,该地区小震活动骤然增多。这才引起省地震办的高度警觉——自傍晚至午夜,石硼峪地震台的值班记录里记下了33个小震;到2月4日清晨8时,已监测到200多个地震,其中最大者达到ML5.1级;2月4日下午两点省地震办提交给省革委会的《地震情报》第17期,提到了诸如山墙和烟囱倒塌的信息,可见当时前震之烈。

如此多而剧烈的前震,以及前震区域的集中,让辽宁省革委会的官员迅速紧张了起来。

他们的紧张程度,甚至超过了省地震办的学者——地震办的朱凤鸣在2月4日8时面见了省革委会副主任华文,报告了其“很可能后面有较大的地震”的判断。朱凤鸣“心里想的是一两个星期的时间尺度”,他建议华文先派人去营口-海城一带了解一下情况再安排应急措施,但华文心情急迫,担心“怕来不及”,要求立即开会研究防震措施和布置防震工作。华文的这一决断,使海城地震在省政府层面的预警信息得以在上午10:30及时发布。

前震之外,一些与当时的地震宣传材料相吻合的特殊表现,也强化了部分基层地震工作者对大地震一定会发生的判断。

譬如,在大地震爆发前的2月4日下午前震活动曾一度归于平静。这种平静,让一些基层地震工作者坚信大震将至,因为根据1966年邢台地震的前震情况,曾总结出一条“经验”——“小震活跃-短暂平静-大震”,该经验虽然并不科学,但因宣传而广为人知。

营口县地震办的曹显清,因此直观地将2月4日下午地震活动的减弱,解释为破裂前能量的最终积累,他还根据当时宣传材料里引用的《银川小志》里的一句“秋多雨水,冬时未有不震者”,断定1974年秋天多雨,所以按节气,这次大震必定在1975年2月4日晚8点冬天结束前到来。

有太多的地震案例,可以驳倒上述“经验”,指出它们并不科学。但在海城,频繁而强烈的前震,强化了部分基层地震工作者对这些“经验”的信赖,从而使得如营口县这样的地方,在省革委会发布预警之前,就展开了发布临震预报、疏散民众的工作。

这种偶然性,是很难复制的。

因为强烈前震的缘故,许多地方没有等到2月4日上午10点半省里的预警,在2月3日晚上就住到了房子外面。比如,营口县的农民,在地震前夜就住在外面了;海城县丁家沟大队2月3日动员群众住进了离房10米远的防震棚内。

频繁的前震,是海城地震免于伤亡惨重的主因。而所谓的“地震预报”,即便剧烈的前震活动已将未来大震的具体位置透露,但学术界仍然解决不了地震时间的问题。所有的短、临预警,都没能给出一个具体到10天之内的发震时间。

简言之,是前震导致了海城地震前的预警和疏散的决定,而不是所谓的“地震预测”,在频繁的前震出现之前,省革委会和省地震办并没有没有发布过成功的“短期预报”和“临震预报”。

如果所有的大地震爆发前,都会出现如海城地震这般频繁而剧烈的前震,那么,“地震短、临预报”也就变得容易了。但事实是相反的,大地震前是否会出现频繁而剧烈的前震,并无规律可言。

除了频繁的前震,使海城震区百姓免受巨大伤害的原因,还包括当地特殊的房屋结构。

震中一带城乡多数居民当时所住的房子,都是木砖(石)混用,用木头构建房屋的立体架构,砖(石)墙砌在木柱之间,没有承重功能,地震发生时往往只倒砖(石)墙,不倒木架构。正如海城县岔沟镇龙川村村民韩玉仁所回忆的那样:

“村子的房屋都是木头柱子,石头墙,砖很少。石头都掉了,但很多房屋没有倒,……睡在土坯房屋内,其实只要跳下炕头就没事。”

综而言之,海城地震的“临震预报”并不成功,所谓“海城地震被成功预测”,在科学层面,只是一种假象。

图:海城震后残留的房屋,可以清晰地看到砖墙虽倒,但木架构仍然屹立。这种建筑设计挽救了许多人的生命


唐山大地震的“预报失败”

唐山大地震的“预报”情况,有太多的纪实文学乃至纪录片进行过反思。这些反思,常常聚焦于“人事斗争”或者“瞒报”导致预报失败。

不可否认,“人事斗争”与“瞒报”是存在的。但同样不可否认,地震学者本就不具备通过“短临预测”来预报唐山大地震的科学能力。不但当年不具备,今天也仍然不具备;不但今天的中国地震学者不具备,全世界的地震学者也不具备。

海城地震“预报成功”后,中国的地震预报工作,从人员到经费,得到了全方位的加强。

在唐山布置的地震预测力量尤其强大。唐山是当时中国地震观测时间最长(始于1966年),台站密度最大(500多个测报点),专业地震队伍及业余地震队伍最集中的地区(2800余名测报员,群众观测哨5552个),可谓天罗地网。

当然,布置如此多的地震预测力量,并非仅为唐山一地的地震预报,更是为了整个首都圈的安全。其中的逻辑是:北京发生地震,唐山可能出现异常;唐山发生地震,北京也可能出现异常;唐山出现异常,但地震未必发生在唐山。

了解上述逻辑,就不难理解下面这一事实:在当年的观测地域里,唐山地区虽然被认为有震,但中、长期预报却估计该地区不会有大地震,故而没有被纳入中长期捕捉大震的重点视野——1970年10月,地震界的一份内部刊物《地震战线》刊登了四篇不署名学者的文章,四篇文章,用四种不同的理论和方法对华北地区未来的地震危险进行评估,其中三篇文章明确认为唐山地区不会发生大地震。1972年,中国科学院地质研究所对华北地区地震危险区进行等级划分,唐山没有被划入任何程度的危险区内。1972年的“中期地震预报交流经验会”,在划出的华北30年内6级地震危险区中,也没有唐山。……直到唐山大地震爆发。

当然,也有个别学者曾做出过非常接近唐山大地震的中、长期预报,比如河北省地震局的贾云年。他在1975年寄给《地球物理学报》的一篇《关于河北省地震危险性的探讨》中写道:1980年前后,河北北部有可能发生7级以上地震。

作为一个中、长期预报,这个结论确实能够对应1976年的唐山大地震。但细看文章的依据,却难免使人生疑:

文章罗列了1000年来河北的地震活动,认为河北的地震一段时间集中发生在北部,又一段时间集中发生在南部,犹如候鸟迁徙一般;1689年的三河8级地震发生在北部,1830年的磁县7.5级地震发生在南部,其中间隔151年;到1980年,差不多又过了151年。作者的预报即由此推测而来。

这样一种预测逻辑,自然得不到地震学界的认同。事实也正是如此,这篇稿件被弃置,直到地震爆发之后,才获得发表,此时,贾云年已在地震中遇难。

1976年初,国家地震局召开“全国年度地震趋势会商会”,才正式拿出一个与唐山地区地震形势有关的中期预报。

会议形成了一份给国务院的报告,关于京、津、唐、渤、张地区,有这样三个基本描述:

(1)今年内仍然存在发生5-6级地震的可能。

(2)但目前尚未出现明显的短期和临震异常。

(3)唐山和朝阳之间和京津两个地区应加强工作。

这个中期预报,在震级上与后来的唐山大地震7.8级相差甚远。当时,作出这个预报是一种勉为其难,因为在会议上,“未来华北的地震形势是减缓还是加剧”这个最基本的问题,与会学者并没有能够达成共识。之所以在没有共识的情况下,做出一个“今年内”有可能发生地震的中期预报,完全是因为行政上的需要(自然,会议不可能做出“今年内”不会发生地震的预报)。

时间进入1976年4月,一系列与唐山地震有关的异常前兆开始出现。最突出的是宝坻地电、昌黎地磁、滦县水氡、香河水准,当年号称“四大异常”。

具体的专业解释这里略去,简而言之,这些都是专业的地震台站观测的结果。

四大异常,最终有三项被专家们一致确认为真。但仅仅根据这些异常,并不能预测出地震发生的事件、地点和强度,只能得出一个笼统的结论:京津唐渤地区与地震有关的异常活动在加剧。这个结论,对以避震减灾为目的的地震短、临预报,几乎毫无意义——京津唐渤地区面积如此之大,不能将地震核心区域缩小至一定程度,不能将地震发生时间缩小到一定范围,避震减灾根本无从谈起。让京津唐渤地区几千万人在几个月乃至1~2年的时间内出门避震,根本就不现实。

同年4月份发生的内蒙和林格尔6.3级地震和河北大城4.4级地震,让上述笼统的结论也成了疑问。5月份,国家地震局召开了唐山大震前最后一次大规模的震情会商会议,主要讨论这两次地震之后,华北地区还有没有地震的问题。

会议结果,认为不会发生大震的意见占了多数,理由是许多之前观测到的异常,在这两次地震后都恢复了正常;但认为华北还存在大震危险的意见也有相当的市场,理由是这些曾发现异常的观测站距离内蒙太远,对应大城的4.4级地震又太小。争论相当激烈,没有任何一种意见能取得压倒性的优势。

不过,持两种意见的专家,也达成了一个共识:目前尚未出现大地震的临震迹象,若近期有震,震级不会太大,大约4-5级。

后来的事实证明,这个共识是错误的。

这次会议还讨论了另外一个主题:宝坻地电异常已经出现3年了,按照以往的经验,3年的持续异常应该对应一个7级以上的地震。但质疑又随之而来:如果真是7级以上地震,按照以往的经验,地电异常不应该只对应宝坻一个点,应该很多点都异常才对。

其实,即便承认宝坻地电对应着一个7级地震,要预测出地震发生的时间、地点和强度三要素,以进行具备可操作性的短、临预报,仍然做不到。

个别地震专家的个人预测,确实有可能接近唐山大地震发生的实际情况。譬如,汪成民在1976年7月17日唐山的一个震情座谈会上,曾作出过京津渤张地区“1976年7月22日至8月5日是个危险时段,可能发生5级左右地震”、“1976年下半年至明年可能有更大地震,强度达7级以上”的预测。

但问题在于:决策者无法根据单个学者的预测,就制定具体的避震防灾政策。对地震预测越了解,就越不容易接受单个学者的独立意见,因为没有一种合格的标尺,可以拿来衡量该意见是否正确,而摆在台面上的,往往是多份乃至数十成百份短、临预测,它们所预测的时间、地点,往往各不相同

举个例子:1975年三、四月间,针对京津地区可能发生4级以上地震的预报有23起,但一起都没有应验。

使人感慨的是,汪成民的个人预测,被一位来自青龙县的毫不了解地震预测的年轻地震工作者听进了心里,青龙县因此在唐山大地震中幸运地逃过一劫;若碰上的是一位了解地震预报虚报率有多高的“老地震”,汪成民的个人预测,恐怕很难引起注意。

这种“偶然的幸运”,是不可复制的。


图:地震后唐山建筑物几乎全部倒塌。因唐山不在抗震规范要求设防范围内,这些建筑在震前没有丝毫抗震设计


事实上,地震前半个月,北京地震队曾观察到了七大异常,相当焦急地要向国家地震局汇报。但问题同样在于:根据这些异常,只能得出“北京及其周围……从今年下半年起,发生5级以上地震的趋势背景正在加强”,并不能具体预测地震发生的时间、区域和准确强度。

震前7天,汪成民在国家地震局领导的门上,贴了两张汇报震情的大字报,其中包括很多专业部门的预报意见,但唐山并没有出现在这些意见当中。正如梅世蓉所总结的那样:

当时的预报意见比较多,这是事实,但是没有一个集中的地区,要加强工作总要有个集中的地点,否则队伍往哪里去?在这种情况下,能采取的措施只能是加强工作,哪里出现情况就赶紧去落实。当时派队伍上唐山,你根据什么?唐山又没报警,唐山要是报了,我们也就去了。”

7月24日,震前四天,国家地震局分析预报室和北京市地震队都在各自开会。目的都是为两家稍后的集体会商作准备。

26日上午8时,两家终于聚到一起。北京队的地震专家坚持有震,并认为震情非常紧迫,集中在7月底8月初。但地震局面临的是另一个问题:京、津、唐地区如此之大,地震预报该如何发布才不至于引发大混乱?分析预报室主任梅世蓉的意见是:四川北部为搞防震,已经闹得不可收拾,京、津、唐地区再乱,可怎么得了?北京是首都,预报要慎重。

会议一直持续到下午5点半,漫长的争论之后,作出的结论仍然是难以准确作出短临预报:

“双方一致认为情况严重,震情紧迫感是客观存在的,也是空前的,……但是临震预报,要有较为明确的地点、时间、震级的预报,尚难作出决定。”

事后回顾,此时距离地震的发生,已不足40个小时。

7月27日10点,在汪成民的强烈要求下,国家地震局领导又听了一次震情汇报。汪在汇报中说:

“我们认为可能发生较大地震的背景是存在的,北京队已提出自建队以来最突出的异常,……我们要紧急动员起来,密切注视情况的发展,要采取什么措施,请领导赶快研究一下。”

但汪的汇报,无法对地震发生的时间、位置、强度作出预测。副局长张魁三反问:

“说了半天,你们的意见呢?你们分析预报室有没有什么倾向性看法?……你们有没有掌握什么规律性的东西?”

与会者无言以对。

会议最后决定,“下星期准备一周,要圈出几个危险区”。

事后回顾,此时距离地震发生,已不足15个小时。


图:建筑物缺乏防震能力、遭受毁灭性破坏的唐山火车站


从唐山大地震爆发的那一天开始,关于“瞒报”的传言就从未断绝。早期仅限于市井之言,80年代逐渐有纪实文学加入其中,90年代新闻媒体也开始报道,再往后,纪录片也加入其中,不断“反思”地震发生前的“瞒报”问题,乃至“人事斗争”问题。

这里不打算一一说清楚那些“瞒报”论和“人事斗争”论的实情(当然是有的),而想强调一点,在反思“瞒报”与“人事斗争”时,要注意一个学术背景,那就是:

人类现有的科学认知水平,还做不到对地震准确的短、临预报。

在许多纪实文学作品中,汪成民接受的采访最多,被描绘成“有震论”的代表人物,他的态度一度坚决到给领导门口贴大字报汇报震情。但如前文所述,即便是他,在7月27日的汇报中,也无法给出具备时间、位置和强度的预报结论;他之前在唐山的那次个人预测,也并没有指出地震会发生在唐山;而汪自己,之后也对该预测不再提及。

唐山地震不同于海城地震。后者有大量的强烈前震,为避震减灾指明了时间、位置和强度;唐山地震没有前震,连宏观前兆也很少,以往的所谓“经验”,在这里派不上用场。梅世蓉在当年的漏报总结报告中写道,这场预报的失败“在于科学技术水平太低”。今天重读报告中的那些句子和段落,仍不难体察到那一代地震预报工作者强烈的无力感:

“看不到一个大地震的长期异常”;“对于决定震级大小的各种因素,缺乏深入的研究,把握不住哪些是决定性的”;“对如何消除干扰缺乏有效的办法,只能承认干扰与前兆的同时存在”;“只好既承认有干扰,又承认有前兆,谁也说不清他们各占多少比例,因此,这些重点异常引不出一个是否有大震的肯定性结论”;“各预报单位也曾试图总结发现一些较为可靠的临震标志,但总结出来的东西,在付诸预报的实践中,往往遭到失败,造成虚报。……一些所谓临震异常,个性很强、随意性很大,还不是规律性的东西,因而也不是必震讯号。我们……一面觉得有震情,一面又拿不准。”

必须承认这样一个现实:时至今日,地震预报在当前仍是世界级的难题,无论是中国地震学界,还是国际地震学界,地震的短、临预报,仍是未能解决的问题。

面对这个现实,更务实的做法,应该是普及防震知识,强化建筑物的抗震能力,不能再像1976年的唐山那样,所有建筑物,面对地震几乎全不设防。

参考资料:《Predicting the 1975 Haicheng Earthquake》,Bulletin of the Seismological Society of America, Vol. 96, No. 3, pp. 757–795, June 2006, doi: 10.1785/0120050191;郭安宁,《中国唐山大地震》,陕西科学技术出版社;张庆洲,《唐山警世录:七·二八大地震漏报始末》,上海人民出版社。)

文章来源: https://twgreatdaily.com/zh-hans/RQZPXGwBUcHTFCnf-OK7.html