海城大地震的「預報成功」與唐山大地震的「預報失敗」

2019-08-04     孟話歷史

短史記

言九林

問:(指2019年7月28日)就是唐山大地震43周年,編輯能否說一說唐山大地震的地震預報問題?


唐山大地震的預報問題,與海城大地震對照起來解讀,可以看得更為清晰一點

海城大地震的「預報成功」

1975年的遼寧海城地震,素有「世界上第一個被成功預報的大地震」之稱,至今仍被「地震可預報論」的支持者們津津樂道。

但細察該地震的過程,不難發現:

其所謂「預報」,依賴大量強烈前震的存在。因為大震前出現了大範圍的前震,給予了民眾轉移安置的機會,故減少了很多傷亡。這種大範圍前震,在其他大地震中,是未必會有的現象。

中國70年代建立的地震預報系統,其具體運作,一般分為長期預報(幾年)、中期預報(1-2年)、短期預報(幾個月內)和臨震預報(幾小時-數天)四個階段。

只有短期預報與臨震預報,對指導民眾及時躲避地震有實際意義。一般談論地震預報,都是指「短臨預報」。

海城地震的長期預報,至晚可以追溯到1970年。

該年,在周恩來的推動下,中國召開了首次全國地震預報工作會議,遼寧省革委會也成立了地震工作領導小組,該小組在一份秘密報告中說道:

「渤海灣強震區的震中近期有北移的趨勢。位於渤海灣之濱的金縣和營口,可能受到這個強震區的影響而遭受破壞」。

營口,正是海城地震所在的核心區域。

這份長期報告,沒有就地震發生時間做出任何預測,所以在指導民眾躲避地震方面沒有實際價值(不是說它沒有學術價值)。

海城地震的中期預報,至晚可以追溯到1974年。

該年6月,國家地震局在北京召開華北及渤海地區地震形勢會商會,遼寧方面的地震工作人員也參與了此次會議。會後,國務院發布1974年69號文件,向相關各省轉發了會議形成的中科院報告。報告中提到:

「(會上)多數人認為:京津一帶,渤海北部,晉、冀、豫交界的邯鄲、安陽一帶,山西臨汾盆地、山東臨沂一帶和黃海中部地區,今明年內可能發生五至六級地震,內蒙的包頭、五原一帶可能發生五級左右地震。」

「渤海北部」包括了遼寧海城在內。

這份中期預報所預測的六個地區,只有「渤海北部」在之後的兩年內發生了破壞性地震。這種中期預報,是沒有辦法拿來指導民眾躲避地震的——讓上述六個地區的民眾,在「今明年內」天天避震,是不現實的。

何況,69號文件自己也承認:

「由於目前地震預測預報的科學技術水平還不高,因此,在報告中提出的一些地方今明年內可能發生強震,只是一種估計,可能發生,也可能不發生。」

簡言之,因為」長期預報「與」中期預報「,無法提供具體的地震發生時間和具體的地震發生地點,故在現實避災層面,不具備任何指導價值。

海城地震也有過短期預報。

為響應國務院69號文件,遼寧省革委會於1974年7月召開會議專門討論地震問題。會議主旨是大規模地開展地震教育工作和培訓前兆異常檢測群眾隊伍,不涉及對地震形勢的預報。

11月,國家地震局在遼寧開原召開會議,對東北地震趨勢做具體評估,簡單羅列了東北地區6個「近期」可能發生地震的地區,其中兩個——大連市和營口市,位於遼寧境內。

對這6個地區的預報,只有營口應驗,但當時的預報沒有限定時間範圍,只籠統冠以「近期」,一個月兩個月是近期,一年兩年也是近期。在指導民眾避震方面,仍無可操作性。

這次會議之後,遼寧方面提供的報告,列舉了遼寧境內7處「地震危險性比較大的地區」,認為金縣和營口-熊岳地區以及大連西南200公里以內海域「近期發生破壞性地震的可能性更大一些」。

12月22日,ML5.2級的遼陽-本溪地震的發生,讓遼寧省革委會的神經突然高度緊張起來。雖然國家地震局最終的考察結果認為該地震是當地水庫注水引發,但該結論直到1975年1月初才傳達給遼寧省革委會。

所以,整個12月下旬,神經緊繃的遼寧省革委會一直在竭力催迫省地震辦拿出具體的短期預報方案。

12月23日,革委會發布了三個來自省地震辦的短期預報:

(1)丹東一帶可能發生5級左右地震,但「日期尚難判定」。

(2)盤錦-營口-熊岳地區12月25日到1月10日期間可能發生4-5級地震。

(3)大連一帶可能發生5級以上地震,但「日期尚難判定」。

事後證明,這三個短期預報,都是錯誤的。

29日,省革委會又發布省地震辦提供的短期預報:

(1)認為遼陽-本溪地區仍可能發生5級左右地震。

(2)重申了23日對盤錦-營口和大連地區的短期預報,但沒有再給出時間範圍。

(3)不再提及丹東地區。

31日,省地震辦將29日的短期預報進一步具體化,認為遼陽-本溪地區可能發生5級地震的大致時間範圍是在1975年1月5日以前。

事後證明,這次短期預報也是錯誤的。

這些誤報引發的混亂,直到1975年1月10日前後才結束。

結束的原因有二,一是省革委會獲悉了國家地震局對遼陽-本溪地震的考察結論;二是該區域的地震異常活動已經減弱。

1975年1月12日,省革委會再次發布預報,認為遼東半島可能發生大於5級的地震,但「具體時間尚難判斷」。該預報在時間和空間上都過於模糊,對避震減災沒有實際指導意義。

後來被著力宣傳的「準確預報了海城地震」的「短期預報」,是遼寧省地震辦的地震學者顧浩鼎,於1975年1月在北京召開的「全國地震趨勢會商會」上提出來的。

顧氏在會議上提出:

「(1)較大地震可能發生的時間不會拖得很久,在今年上半年或一、二月份內;(2)地震在遼東半島發生的可能性較大,……也可能大一些,既包括整個遼東半島及沿海海域;(3)預料的地震震級在6級左右。」

顧氏的預報能否指導具體的避震減災工作?

就上述引文來看,顯然是不能的。首先,時間跨度過長,「今年上半年或一、二月份內」,讓民眾在長達半年的時間裡躲到戶外帳篷避震,這不現實。其次,地域也過大,「整個遼東半島及沿海海域」,讓如此大範圍的民眾天天避震,也不現實。

其實,當時的「全國地震趨勢會商會」並沒有完全認可顧氏的這一預報。

大會總結報告將顧氏的結論修正為「遼東半島的金縣、營口一帶以及丹東,今年可能有5-6級地震」,預報的時間範圍也被延長至1年。稍後,遼寧省地震辦接受了「全國地震趨勢會商會」的結論。

也就是說,海城地震並沒有公開發布過準確的「短期預報」。

事實上,自中國開始搞「地震預測」以來,每一次大地震,在事後檢驗時,總能發現一些「準確預測」;但這些「準確預測」,在事前都難以證明其正確性——包括預測的發布者在內,均沒有能力在學理層面證明該預測比其他預測更具科學性。

這就好比:一群瞎子給人算命,看他究竟哪年發達;事前,沒有任何人能確定究竟哪個瞎子算得准;但事後,卻很容易找到一個「算得准」的瞎子。

「地震短臨預測」最核心的難題,恰是事前從海量預測報告中篩選出最可靠的那一份。

迄今為止,人類尚未掌握這種篩選能力。


圖:1975年2月4日,遼寧省營口、海城一帶發生7.3級強烈地震,救援人員正從海城廢墟中搶救受害者


真正成就海城地震「世界上第一個被成功預報的大地震」名聲的,是其頻繁的破壞性前震。

自獲悉遼陽-本溪地震是水庫引發後,遼寧省革委會對地震的關注度,本已大幅下降。2月1日、2日,距離未來的震中只有不到20公里的石硼峪地震台曾監測到幾個很小的地震,沒有引起任何注意。

2月3日傍晚,該地區小震活動驟然增多。這才引起省地震辦的高度警覺——自傍晚至午夜,石硼峪地震台的值班記錄里記下了33個小震;到2月4日清晨8時,已監測到200多個地震,其中最大者達到ML5.1級;2月4日下午兩點省地震辦提交給省革委會的《地震情報》第17期,提到了諸如山牆和煙囪倒塌的信息,可見當時前震之烈。

如此多而劇烈的前震,以及前震區域的集中,讓遼寧省革委會的官員迅速緊張了起來。

他們的緊張程度,甚至超過了省地震辦的學者——地震辦的朱鳳鳴在2月4日8時面見了省革委會副主任華文,報告了其「很可能後面有較大的地震」的判斷。朱鳳鳴「心裡想的是一兩個星期的時間尺度」,他建議華文先派人去營口-海城一帶了解一下情況再安排應急措施,但華文心情急迫,擔心「怕來不及」,要求立即開會研究防震措施和布置防震工作。華文的這一決斷,使海城地震在省政府層面的預警信息得以在上午10:30及時發布。

前震之外,一些與當時的地震宣傳材料相吻合的特殊表現,也強化了部分基層地震工作者對大地震一定會發生的判斷。

譬如,在大地震爆發前的2月4日下午前震活動曾一度歸於平靜。這種平靜,讓一些基層地震工作者堅信大震將至,因為根據1966年邢台地震的前震情況,曾總結出一條「經驗」——「小震活躍-短暫平靜-大震」,該經驗雖然並不科學,但因宣傳而廣為人知。

營口縣地震辦的曹顯清,因此直觀地將2月4日下午地震活動的減弱,解釋為破裂前能量的最終積累,他還根據當時宣傳材料里引用的《銀川小志》里的一句「秋多雨水,冬時未有不震者」,斷定1974年秋天多雨,所以按節氣,這次大震必定在1975年2月4日晚8點冬天結束前到來。

有太多的地震案例,可以駁倒上述「經驗」,指出它們並不科學。但在海城,頻繁而強烈的前震,強化了部分基層地震工作者對這些「經驗」的信賴,從而使得如營口縣這樣的地方,在省革委會發布預警之前,就展開了發布臨震預報、疏散民眾的工作。

這種偶然性,是很難複製的。

因為強烈前震的緣故,許多地方沒有等到2月4日上午10點半省里的預警,在2月3日晚上就住到了房子外面。比如,營口縣的農民,在地震前夜就住在外面了;海城縣丁家溝大隊2月3日動員群眾住進了離房10米遠的防震棚內。

頻繁的前震,是海城地震免於傷亡慘重的主因。而所謂的「地震預報」,即便劇烈的前震活動已將未來大震的具體位置透露,但學術界仍然解決不了地震時間的問題。所有的短、臨預警,都沒能給出一個具體到10天之內的發震時間。

簡言之,是前震導致了海城地震前的預警和疏散的決定,而不是所謂的「地震預測」,在頻繁的前震出現之前,省革委會和省地震辦並沒有沒有發布過成功的「短期預報」和「臨震預報」。

如果所有的大地震爆發前,都會出現如海城地震這般頻繁而劇烈的前震,那麼,「地震短、臨預報」也就變得容易了。但事實是相反的,大地震前是否會出現頻繁而劇烈的前震,並無規律可言。

除了頻繁的前震,使海城震區百姓免受巨大傷害的原因,還包括當地特殊的房屋結構。

震中一帶城鄉多數居民當時所住的房子,都是木磚(石)混用,用木頭構建房屋的立體架構,磚(石)牆砌在木柱之間,沒有承重功能,地震發生時往往只倒磚(石)牆,不倒木架構。正如海城縣岔溝鎮龍川村村民韓玉仁所回憶的那樣:

「村子的房屋都是木頭柱子,石頭牆,磚很少。石頭都掉了,但很多房屋沒有倒,……睡在土坯房屋內,其實只要跳下炕頭就沒事。」

綜而言之,海城地震的「臨震預報」並不成功,所謂「海城地震被成功預測」,在科學層面,只是一種假象。

圖:海城震後殘留的房屋,可以清晰地看到磚牆雖倒,但木架構仍然屹立。這種建築設計挽救了許多人的生命


唐山大地震的「預報失敗」

唐山大地震的「預報」情況,有太多的紀實文學乃至紀錄片進行過反思。這些反思,常常聚焦於「人事鬥爭」或者「瞞報」導致預報失敗。

不可否認,「人事鬥爭」與「瞞報」是存在的。但同樣不可否認,地震學者本就不具備通過「短臨預測」來預報唐山大地震的科學能力。不但當年不具備,今天也仍然不具備;不但今天的中國地震學者不具備,全世界的地震學者也不具備。

海城地震「預報成功」後,中國的地震預報工作,從人員到經費,得到了全方位的加強。

在唐山布置的地震預測力量尤其強大。唐山是當時中國地震觀測時間最長(始於1966年),台站密度最大(500多個測報點),專業地震隊伍及業餘地震隊伍最集中的地區(2800餘名測報員,群眾觀測哨5552個),可謂天羅地網。

當然,布置如此多的地震預測力量,並非僅為唐山一地的地震預報,更是為了整個首都圈的安全。其中的邏輯是:北京發生地震,唐山可能出現異常;唐山發生地震,北京也可能出現異常;唐山出現異常,但地震未必發生在唐山。

了解上述邏輯,就不難理解下面這一事實:在當年的觀測地域裡,唐山地區雖然被認為有震,但中、長期預報卻估計該地區不會有大地震,故而沒有被納入中長期捕捉大震的重點視野——1970年10月,地震界的一份內部刊物《地震戰線》刊登了四篇不署名學者的文章,四篇文章,用四種不同的理論和方法對華北地區未來的地震危險進行評估,其中三篇文章明確認為唐山地區不會發生大地震。1972年,中國科學院地質研究所對華北地區地震危險區進行等級劃分,唐山沒有被劃入任何程度的危險區內。1972年的「中期地震預報交流經驗會」,在劃出的華北30年內6級地震危險區中,也沒有唐山。……直到唐山大地震爆發。

當然,也有個別學者曾做出過非常接近唐山大地震的中、長期預報,比如河北省地震局的賈雲年。他在1975年寄給《地球物理學報》的一篇《關於河北省地震危險性的探討》中寫道:1980年前後,河北北部有可能發生7級以上地震。

作為一個中、長期預報,這個結論確實能夠對應1976年的唐山大地震。但細看文章的依據,卻難免使人生疑:

文章羅列了1000年來河北的地震活動,認為河北的地震一段時間集中發生在北部,又一段時間集中發生在南部,猶如候鳥遷徙一般;1689年的三河8級地震發生在北部,1830年的磁縣7.5級地震發生在南部,其中間隔151年;到1980年,差不多又過了151年。作者的預報即由此推測而來。

這樣一種預測邏輯,自然得不到地震學界的認同。事實也正是如此,這篇稿件被棄置,直到地震爆發之後,才獲得發表,此時,賈雲年已在地震中遇難。

1976年初,國家地震局召開「全國年度地震趨勢會商會」,才正式拿出一個與唐山地區地震形勢有關的中期預報。

會議形成了一份給國務院的報告,關於京、津、唐、渤、張地區,有這樣三個基本描述:

(1)今年內仍然存在發生5-6級地震的可能。

(2)但目前尚未出現明顯的短期和臨震異常。

(3)唐山和朝陽之間和京津兩個地區應加強工作。

這個中期預報,在震級上與後來的唐山大地震7.8級相差甚遠。當時,作出這個預報是一種勉為其難,因為在會議上,「未來華北的地震形勢是減緩還是加劇」這個最基本的問題,與會學者並沒有能夠達成共識。之所以在沒有共識的情況下,做出一個「今年內」有可能發生地震的中期預報,完全是因為行政上的需要(自然,會議不可能做出「今年內」不會發生地震的預報)。

時間進入1976年4月,一系列與唐山地震有關的異常前兆開始出現。最突出的是寶坻地電、昌黎地磁、灤縣水氡、香河水準,當年號稱「四大異常」。

具體的專業解釋這裡略去,簡而言之,這些都是專業的地震台站觀測的結果。

四大異常,最終有三項被專家們一致確認為真。但僅僅根據這些異常,並不能預測出地震發生的事件、地點和強度,只能得出一個籠統的結論:京津唐渤地區與地震有關的異常活動在加劇。這個結論,對以避震減災為目的的地震短、臨預報,幾乎毫無意義——京津唐渤地區面積如此之大,不能將地震核心區域縮小至一定程度,不能將地震發生時間縮小到一定範圍,避震減災根本無從談起。讓京津唐渤地區幾千萬人在幾個月乃至1~2年的時間內出門避震,根本就不現實。

同年4月份發生的內蒙和林格爾6.3級地震和河北大城4.4級地震,讓上述籠統的結論也成了疑問。5月份,國家地震局召開了唐山大震前最後一次大規模的震情會商會議,主要討論這兩次地震之後,華北地區還有沒有地震的問題。

會議結果,認為不會發生大震的意見占了多數,理由是許多之前觀測到的異常,在這兩次地震後都恢復了正常;但認為華北還存在大震危險的意見也有相當的市場,理由是這些曾發現異常的觀測站距離內蒙太遠,對應大城的4.4級地震又太小。爭論相當激烈,沒有任何一種意見能取得壓倒性的優勢。

不過,持兩種意見的專家,也達成了一個共識:目前尚未出現大地震的臨震跡象,若近期有震,震級不會太大,大約4-5級。

後來的事實證明,這個共識是錯誤的。

這次會議還討論了另外一個主題:寶坻地電異常已經出現3年了,按照以往的經驗,3年的持續異常應該對應一個7級以上的地震。但質疑又隨之而來:如果真是7級以上地震,按照以往的經驗,地電異常不應該只對應寶坻一個點,應該很多點都異常才對。

其實,即便承認寶坻地電對應著一個7級地震,要預測出地震發生的時間、地點和強度三要素,以進行具備可操作性的短、臨預報,仍然做不到。

個別地震專家的個人預測,確實有可能接近唐山大地震發生的實際情況。譬如,汪成民在1976年7月17日唐山的一個震情座談會上,曾作出過京津渤張地區「1976年7月22日至8月5日是個危險時段,可能發生5級左右地震」、「1976年下半年至明年可能有更大地震,強度達7級以上」的預測。

但問題在於:決策者無法根據單個學者的預測,就制定具體的避震防災政策。對地震預測越了解,就越不容易接受單個學者的獨立意見,因為沒有一種合格的標尺,可以拿來衡量該意見是否正確,而擺在檯面上的,往往是多份乃至數十成百份短、臨預測,它們所預測的時間、地點,往往各不相同

舉個例子:1975年三、四月間,針對京津地區可能發生4級以上地震的預報有23起,但一起都沒有應驗。

使人感慨的是,汪成民的個人預測,被一位來自青龍縣的毫不了解地震預測的年輕地震工作者聽進了心裡,青龍縣因此在唐山大地震中幸運地逃過一劫;若碰上的是一位了解地震預報虛報率有多高的「老地震」,汪成民的個人預測,恐怕很難引起注意。

這種「偶然的幸運」,是不可複製的。


圖:地震後唐山建築物幾乎全部倒塌。因唐山不在抗震規範要求設防範圍內,這些建築在震前沒有絲毫抗震設計


事實上,地震前半個月,北京地震隊曾觀察到了七大異常,相當焦急地要向國家地震局彙報。但問題同樣在於:根據這些異常,只能得出「北京及其周圍……從今年下半年起,發生5級以上地震的趨勢背景正在加強」,並不能具體預測地震發生的時間、區域和準確強度。

震前7天,汪成民在國家地震局領導的門上,貼了兩張彙報震情的大字報,其中包括很多專業部門的預報意見,但唐山並沒有出現在這些意見當中。正如梅世蓉所總結的那樣:

當時的預報意見比較多,這是事實,但是沒有一個集中的地區,要加強工作總要有個集中的地點,否則隊伍往哪裡去?在這種情況下,能採取的措施只能是加強工作,哪裡出現情況就趕緊去落實。當時派隊伍上唐山,你根據什麼?唐山又沒報警,唐山要是報了,我們也就去了。」

7月24日,震前四天,國家地震局分析預報室和北京市地震隊都在各自開會。目的都是為兩家稍後的集體會商作準備。

26日上午8時,兩家終於聚到一起。北京隊的地震專家堅持有震,並認為震情非常緊迫,集中在7月底8月初。但地震局面臨的是另一個問題:京、津、唐地區如此之大,地震預報該如何發布才不至於引發大混亂?分析預報室主任梅世蓉的意見是:四川北部為搞防震,已經鬧得不可收拾,京、津、唐地區再亂,可怎麼得了?北京是首都,預報要慎重。

會議一直持續到下午5點半,漫長的爭論之後,作出的結論仍然是難以準確作出短臨預報:

「雙方一致認為情況嚴重,震情緊迫感是客觀存在的,也是空前的,……但是臨震預報,要有較為明確的地點、時間、震級的預報,尚難作出決定。」

事後回顧,此時距離地震的發生,已不足40個小時。

7月27日10點,在汪成民的強烈要求下,國家地震局領導又聽了一次震情彙報。汪在彙報中說:

「我們認為可能發生較大地震的背景是存在的,北京隊已提出自建隊以來最突出的異常,……我們要緊急動員起來,密切注視情況的發展,要採取什麼措施,請領導趕快研究一下。」

但汪的彙報,無法對地震發生的時間、位置、強度作出預測。副局長張魁三反問:

「說了半天,你們的意見呢?你們分析預報室有沒有什麼傾向性看法?……你們有沒有掌握什麼規律性的東西?」

與會者無言以對。

會議最後決定,「下星期準備一周,要圈出幾個危險區」。

事後回顧,此時距離地震發生,已不足15個小時。


圖:建築物缺乏防震能力、遭受毀滅性破壞的唐山火車站


從唐山大地震爆發的那一天開始,關於「瞞報」的傳言就從未斷絕。早期僅限於市井之言,80年代逐漸有紀實文學加入其中,90年代新聞媒體也開始報道,再往後,紀錄片也加入其中,不斷「反思」地震發生前的「瞞報」問題,乃至「人事鬥爭」問題。

這裡不打算一一說清楚那些「瞞報」論和「人事鬥爭」論的實情(當然是有的),而想強調一點,在反思「瞞報」與「人事鬥爭」時,要注意一個學術背景,那就是:

人類現有的科學認知水平,還做不到對地震準確的短、臨預報。

在許多紀實文學作品中,汪成民接受的採訪最多,被描繪成「有震論」的代表人物,他的態度一度堅決到給領導門口貼大字報彙報震情。但如前文所述,即便是他,在7月27日的彙報中,也無法給出具備時間、位置和強度的預報結論;他之前在唐山的那次個人預測,也並沒有指出地震會發生在唐山;而汪自己,之後也對該預測不再提及。

唐山地震不同於海城地震。後者有大量的強烈前震,為避震減災指明了時間、位置和強度;唐山地震沒有前震,連宏觀前兆也很少,以往的所謂「經驗」,在這裡派不上用場。梅世蓉在當年的漏報總結報告中寫道,這場預報的失敗「在於科學技術水平太低」。今天重讀報告中的那些句子和段落,仍不難體察到那一代地震預報工作者強烈的無力感:

「看不到一個大地震的長期異常」;「對於決定震級大小的各種因素,缺乏深入的研究,把握不住哪些是決定性的」;「對如何消除干擾缺乏有效的辦法,只能承認干擾與前兆的同時存在」;「只好既承認有干擾,又承認有前兆,誰也說不清他們各占多少比例,因此,這些重點異常引不出一個是否有大震的肯定性結論」;「各預報單位也曾試圖總結髮現一些較為可靠的臨震標誌,但總結出來的東西,在付諸預報的實踐中,往往遭到失敗,造成虛報。……一些所謂臨震異常,個性很強、隨意性很大,還不是規律性的東西,因而也不是必震訊號。我們……一面覺得有震情,一面又拿不准。」

必須承認這樣一個現實:時至今日,地震預報在當前仍是世界級的難題,無論是中國地震學界,還是國際地震學界,地震的短、臨預報,仍是未能解決的問題。

面對這個現實,更務實的做法,應該是普及防震知識,強化建築物的抗震能力,不能再像1976年的唐山那樣,所有建築物,面對地震幾乎全不設防。

參考資料:《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;郭安寧,《中國唐山大地震》,陝西科學技術出版社;張慶洲,《唐山警世錄:七·二八大地震漏報始末》,上海人民出版社。)

文章來源: https://twgreatdaily.com/zh/RQZPXGwBUcHTFCnf-OK7.html