中国成功预报大震，地震预报为何还这么难？

肖龙

人类在面对火山、地震、飓风、山洪和泥石流等自然灾害的时候，大部分都可以做到预测或者预警，但是我们却很少听到对地震的预测和预报。而地震也恰恰是所有自然灾害中破坏力最大的自然灾害之一，我们很想知道全世界的科学家和政府到底为地震研究做了哪些工作，而地震到底能不能预测和预报？

要回答这些问题，我们先来看看地震是如何发生的。现今我们对地震发生的原因的理解主要是基于板块构造理论，由于板块之间的相互挤压、拉张和触动，就会在相邻板块的结合处聚集能量，而当这些能量释放的时候就会产生地震。这也是为什么全球的地震大多发生在板块边界的原因。同时也有一些地震发生在板块的内部断裂带内，称为板内地震。那么从发展机理上看，不管是发生在板块边界还是板块内部的地震，都是地球岩石圈中局部应力不断聚集后突然释放的结果，那么这种力的聚集大部分是来自地球内部的构造活动，我们称之为构造地震；少部分是由火山活动引起的，称为火山地震。另外还有人工地震，包括我们在实行爆破和核爆的时候产生的地震，以及水库地震都大型水库修建的时候，改变了地理条件引起的地震。那么不管哪种情况，一旦聚集的应力超过了临界点，岩石中储存的能量就会以类似波浪的形式辐射出去，并在地球的岩石内部和表面荡漾开来。那么这些波浪在移动的时候，会震动地面，地震就发生了。而且一旦这种应力突破了一个临界点之后，其他地方的应力情况也会发生剧烈的变化，从而发生一连串的地震。这是为什么地震会在短时间内在同一个地区成批出现的原因，例如最近在土耳其叙利亚地区发生了数百次三级以上的地震。

那么在我们认识到地震的发生机理之后就能够预测地震了吗？其实这只是第一步，距离预测预报还很远。那么地震预报是指在地震发生前，对未来地震发生的震级、时间和地点进行预测预报，并且要及时公布于众，让预测受灾区的人们做好预防工作，以减少人员损失和财产损失。根据时间尺度的不同，又可以把地震预报分为4类，那么根据国家地震局的标准说法。那么对10年以上的破坏性地震预报，叫做长期预报，两年以后的叫做中期预报，而三个月以后叫短期预报，对10天左右发生的地震叫临阵预报。也有人把长期预报和中期预报合称为中长期预报，而短期和临阵预报合称为短临预报。还有一种在一次地震发生后，进行的震后地震趋势预报。其中中长期预报相对比较容易，而短龄地震预报非常困难。因为要预报具体的地震发生的时间、地点和震级是非常困难的。在美国地质调查局的网站上，他们有这样一句话，说到无论是美国地质局，还是其他任何国家的科学家，都从未预测过一次大地震，我们也不知道如何做到去预测地震，而且在可以预见的未来，我们也不希望我们能够做到。可见地震预报的难度是很大的。但是是不是在地震预测面前，我们就真的无能为力？其实不然。我国就曾经成功的预测多个短龄预报。我国的地震预报水平已经居于世界的先进行列，曾经成功的对海城等几次大地震做过短龄预报。因此经联合国教科文组织认定，我们国家是唯一对地震做出过成功短龄预报的国家，被载入史册。

但是从世界范围来看，地震预报仍处于探索阶段，尚未完全掌握地震孕育发展的规律，我们的预报主要是根据多年积累的观测资料和地震案例，进行经验性的预报。那么如果要准确的预报地震的话，需要哪些条件？目前依据的预测方法主要是根据历史上地震发生的规律，以及对地震前兆的监测数据分析作为预报的主要依据。为了做到这一点科学家们会试图将过去的地震发生前的多个自然因素与地震本身联系起来。包括当地水源中氡含量和地下水水位的异常变化、电磁活动的变化甚至是奇怪的动物行为。但是上述地球物理场数据的异常和地震的发生并不是一一对应的关系。在地震发生以前往往会有一些不同的异常现象，但是如何做好捕捉异常以及后续分析的方法是地震预报要突破的重点。但是这不像天气预报，我们可以利用大量的气象卫星获得的实时大气活动数据，从而做出天气预报，并且根据不断变化的气象数据不断的进行调整。这是因为我们缺少能够透视地下应力状况的能力，因此地下的情况知之甚少，科学家们也无能为力。全世界有很多的科学家在研究地震，我国就有国家级的地震局和研究机构，而且各个省也有自己的省市级地震局，当地震学家获得某些有可能是地震前奏的信息的时候，是不是就可以随时发布地震预报呢？这是不行的。由于短零预报的成功率还很低，而一旦做出短零地震预报，那么预测的地震区就要启动地震预警，如果发了地震预报，而又没有地震发生的话，就会造成无谓的恐慌，那么这样的事情多了以后，也就没有人相信预报了。为此中华人民共和国防震减灾法第十六条就规定，国家对地震预报实行统一的发布制度，地震短期预报和临阵预报是由各个省、自治区、直辖市人民政府按照国务院的规定的程序进行发布。在我国地震预报的发布权在政府属于地震系统的任何一级行政单位研究单位、观测台、科学家和任何个人都无权发布有关地震预报的消息，任何单位或者是从事地震工作的专业人员关于短期地震预报或者预测的一些意见，应当报国务院地震行政主管部门或者县级以上的地方人民政府负责管理地震工作的部门，或者是机构按照前面的条款进行处理，而不得擅自向社会扩散。

总之到目前为止，地震预报还是一个世界性的难题，地震预报必须同时包括时间、地点和强度。由于地震情况的复杂性，有些地震能预报，有些则无法预报。现在全球预报地震的准确率不到20%，目前包括像美国、日本等发达国家在内地震预报仍然处于探索阶段，地震预报还远远没达到像天气预报那样的准确。那么近年来国际上有些科学家对地震预报甚至于持否定意见。有人甚至发表地震无法预测的论文，明确提出地震是无法预测的观点。但另外一些地震科学家对地震预报的成就却给予了肯定，认为地震发生的地点、时间、震级的短期预报终将实现，而长期预报的成就则更加突出。那么未来的研究需要更多准确的地球物理观测监测数据，并且要建立可靠的预测模型等等。我们也期待正在快速发展的人工智能技术能够在地震预报领域发挥独特的作用。

本文为科普中国·星空计划扶持作品

作者：肖龙

审核：任烨

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