地震預報難在哪?韌性城市怎麼建?專家談我國防災減災能力建設

2008年5月12日,一場有著巨大破壞力的地震在四川汶川發生。為進一步增強全民防災減災意識,經國務院批准,2009年開始,每年的5月12日定為「全國防災減災日」。

中國的地震活動具有分佈範圍廣、頻度高、強度大、震源淺的特點。在第14個全國防災減災日到來之際,對於中國的地震監測能力如何?能否對一場地震進行有效預測?當我們提到防災減災的時候,公眾起到了多大的作用?北京市地震局重大項目總技術指導、二級研究員邢成起以及中國災害防禦協會副秘書長鄒文衛進行了介紹。

5月11日,甘肅,中國救援隊、青海省消防救援總隊地震救援重型隊、厚天救援志願服務隊等救援力量正在進行搜救埋壓人員的演習。新京報記者 馬駿 通訊員 張小軍 攝

焦點1

全國大部分地區實現2.0級以上地震監測

地震監測是指在地震發生前後,對地震前兆異常和地震活動的監視、測量。邢成起介紹,經過幾十 年的發展,目前中國已經建立起覆蓋全國的地震監測台網體系,而且手段豐富,門類齊全,實現了地震監測的數字化、網路化和自動化。

「在監測能力方面,目前全國大部分地區都能實現對2.0級以上地震的監測。在一些人口密集的大中城市、重點監視防禦區,監測能力還會更高一些,1.5級以上地震都可以監測到。」邢成起說,「以北京為例,地震監測台網是全國最密集的城市之一,監測能力可以達到1.0級以上,定位的精度可以達到三公里。」

「從地震速報的角度來看,全國絕大多數地區2分鐘左右就可以提供自動速報,對地震發生的時間、地點、震級進行初步確定,10分鐘左右可以形成正式速報。」邢成起說。

他介紹,一些重大工程比如高速鐵路、核電站、大型水庫、大型橋樑也架設安裝了地震監測和預警系統。「一旦發生較大地震,可以及時採取緊急措施,或進行健康診斷,除險加固。」

據了解,今年年底,歷經5年建設,上千名科研和業務人員攻關,覆蓋220萬平方公里地震多發重點地區的中國地震預警網將全部建成並投入運行。它將在華北、南北地震帶、東南沿海、新疆天山中段以及拉薩周邊等預警重點地區形成秒級地震預警能力,在全國形成分鐘級地震烈度速報能力。

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地震預報仍是一個世界性科學難題

「地震預警」和「地震預報」雖只有一字之差,卻是兩回事。

邢成起介紹,「地震預報」是在地震發生之前,對未來地震發生的時間、地點和震級做出預測並發出通告。而地震預警是在地震發生以後,搶在破壞性地震波傳播到設防地區之前,向設防地區提前發出警報,相當於向「遠方」趕緊打個招呼。

既然地震預報可以「防患於未然」,那麼,只要做好地震預報,不就「萬事大吉」了?

專家表示,成功的地震預報可以大幅度減輕地震災害損失,可以拯救成千上萬人的生命。

「比如,1975年遼寧海城發生過7.3級地震,對那次地震,我們國家做出了比較成功的預報,也是世界上唯一一個對7級以上地震做出成功預測的國家,獲得了聯合國教科文組織的評審認可。當時,人們及時進行緊急撤離、避險,那次地震造成的生命財產損失大大減低了。後來據一些專家估計,如果沒有預報,可能會造成近10萬人的傷亡。」邢成起說。

「這也是為什麼社會公眾對地震預報的期待比較高的原因。」邢成起介紹,事實上,地震預報目前仍是一個世界性的科學難題。「也就是說,地震孕育發生的規律,人類還沒有完全掌握,地震預報還處在經驗探索的階段。」

那麼,地震預報到底難在哪裡?

「地震和天氣變化一樣,都屬於複雜現象,稍微一點擾動,引發的結果也會大不相同。地震的前兆和背景噪音經常在一個數量級上,不容易分清哪個是真正的地震前兆,哪個是干擾。」鄒文衛說。

地震震源深度的不可入性也是一個難點。「受到觀測技術的制約,地震預報必須依託豐富的觀測數據來進行分析預測,我們現在的觀測主要集中在地表,而地震發生在地下深部。」邢成起介紹,中國大陸地區的地震一般震源深度都在20公里左右,目前的觀測手段難以達到這個深度。「我們只能通過地表的觀測來推測地下的變化,這實際上是一種間接的觀測,很難直接獲得震源處變化的信息。」

此外,地震特別是較大的地震,屬於小機率事件,科學實踐與積累的難度制約了地震預報能力的提升。

「地震原地重復發生的周期一般比較長,可能是幾十 年、幾百年甚至幾千年,而人的一生只有短短的幾十 年,所以實踐的機會少。地震預報需要好幾代人的接續努力,期待有一天人類能夠攻破這個科學難題。」邢成起說。

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地震預警利用「速度差」

「雖然現在無法對地震進行預報,但地震預警作為一種彌補措施,同樣能起到一定的減災作用。」鄒文衛說。

專家介紹,地震預警主要是利用不同地震波之間的速度差,以及地震波和無線電波之間的速度差來實現。

「地震波主要包括縱波(p波)和橫波(S波),縱波的傳播速度快,約為6-7千米/秒,破壞性小,而橫波傳播速度較慢,約為3-4千米/秒,但破壞性大。當破壞性小的縱波到達的時候,意味著破壞性大的橫波馬上就要到了,可以利用這個空隙進行應急避險,採取緊急措施。」鄒文衛說。

此外,地震波和無線電波之間的傳播速度差別更大。鄒文衛介紹,無線電波的傳播速度是30萬千米/秒。「也就是說,當地震發生的時候,在地震震中最近的地震台或檢測器探測到地震以後,通過一系列的裝置發出無線電波,通過手機、廣播、電視等終端發出地震預警,未等地震波到來,人們就已經知道地震發生了,比如說還有20秒、15秒地震波就會到這裏,利用這個時間,人們可以進行應急避險,一些重要設施可以採取緊急措施避免災害。」

但專家也表示,有時,地震預警對烈度的準確性和預警速度難以兩全。「預警發出的時間越快,留給人們進行避險的時間越充足,但震級或烈度就不準確,而判斷分析的時間越長,對之後地震的震級、烈度判斷越準確,但縮短了預警時間。」鄒文衛說。

「拿日本的3·11大地震來舉例,當時的第一報只有5級左右,之後幾報才越來越準確,這就是業內人士常說的,『大震級的地震預警容易報小,小震級的地震預警容易報大。』」鄒文衛說。

他介紹,雖然最快的地震預警不能保證震級、烈度的準確,但震中和時間比較准,可以對地震波到達的時間做出較準確的預警。

「因此,地震預警可以對一些重大基礎設施、生命線工程和重要生活設施起到減災效果。」鄒文衛說。

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南北地震帶活動與板塊運動有關

中國地震台網顯示,今年年初,中國青海省發生多起5.0級以上地震。此外,雲南、甘肅、新疆等地也發生了5.0級以上地震。「西區一直是中國大陸的地震高發地帶,很大一部分原因與青藏高原的隆起有關,這與印度洋板塊和亞歐板塊之間的板塊碰撞擠壓有關。」鄒文衛介紹。

對地震多發地帶來說,鄒文衛表示,首先要做好規劃。「一些地方比如斷層、高山峽谷、陡崖峭壁是不適宜人居住的,就不能建設城鎮。」此外,監管部門還要對房屋質量做好監管。邢成起介紹,考慮到抗震,在建房子的時候,可以採取新的或更加有效的抗震技術。像隔震技術,它是在地基與上部建築結構之間設置隔震層或隔震裝置,以阻止或減少地震動傳遞到上部結構,從而減輕上部建築結構的振動。

做好地震災害應對預案、提高居民的應急避險能力也很重要。鄒文衛介紹,特別是在一些高原地區和山區,進行應急救援的時候,還要考慮當地的氣候和地理特點。

「其實,每次大地震發生以後,被埋壓的90%以上的人都是靠自救和互救存活下來的,救援隊到達救援地點需要一定時間,所以人的防災減災意識和自救互救能力十分重要。」鄒文衛說,遇到地震,人們要進行綜合考慮、權衡,採取科學的避險方式。

「這就要靠平時積极參與相應的培訓和演練活動,增強防災減災意識和技能,才能在地震來臨的時候,第一時間做到科學避險,有效自救、互救。」邢成起介紹。

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韌性城市建設需綜合城市特點和面臨的災害風險

近年來,「韌性城市」作為體現城市面對各種災害時的應對和恢復等能力,被越來越多人知曉。

「韌性城市理論的提出,給防災減災理念帶來了新的變化,特別是為城市應對災害風險提供了新的研究思路和技術途徑,得到了國際社會的普遍認可。」邢成起說。

邢成起介紹,北京是全國最早關注韌性城市建設的城市之一,也是全國首個把韌性城市建設任務納入城市總體發展規劃的城市。「北京屬於超大城市,城市規模越大、人口越密集、功能越複雜,城市的脆弱性也就越高,如果不提前降低脆弱性、做好風險防範,一旦發生大的災害後果就會很嚴重,尤其對北京這樣的超大城市來說,其災害風險更是不容忽視,建設韌性城市就是要更加有效地降低這種風險。」邢成起說。

《北京城市總體規劃(2016年-2035年)》中強調,「強化城市韌性,減緩和適應氣候變化、加強城市防災減災能力」等。2018年,北京市防震抗震工作領導小組印發了北京地震安全韌性城市建設三年行動計劃,目標是防範化解重大地震災害風險。

去年,北京市印發了《關於加快推進韌性城市建設的指導意見》,意見提出,到2025年,韌性城市評價指標體系和標準體系基本形成,建成50個韌性社區、韌性街區或韌性項目,形成可推廣、可複製的韌性城市建設典型經驗。

邢成起介紹,該意見是為應對多災種的災害,提升城市整體韌性,從拓展城市空間韌性、強化城市工程韌性、提升城市管理韌性和培育城市社會韌性四個方面,來推進韌性城市的建設。

「目前,北京在推進韌性城市建設方面取得了一些進展,比如開展了社區、學校、醫院的韌性評估試點和一些地區的地震災害情景構建等工作。」邢成起說。

他強調,韌性城市的建設要根據城市本身的特點,該城市所面臨的災害風險種類、大小以及防災減災方面的經驗教訓,制定韌性提升的策略和措施。

「比如,北京市是歷史上自然災害多發的地區,要充分做好這方面的風險識別評估工作。從長期發展的角度來說,還要考慮極端事件的影響,大的災難事件都是由超過了人的預期或設防閾值的極端事件造成的。」邢成起說。

邢成起建議,北京在推進韌性城市建設方面,需要有一整套的標準規範作為技術支撐,包括各行業、各領域的韌性建設標準和不同層面(如市級、區級、社區級)的韌性評估指標體系。

新京報記者 展聖潔

編輯 白爽 校對 楊許麗

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