忆往昔峥嵘岁月稠(二)

2017-06-07 09:53郭大庆
城市与减灾 2017年3期

郭大庆

忆往昔峥嵘岁月稠(二)

郭大庆

郭大庆,原北京市地震局副局长、巡视员,研究员,博士生导师,中国地震局第六届科学技术委员会委员。1970 年毕业于北京大学地球物理系,后在中国科学院兰州地震研究所从事地震预报研究工作,1994年调入国家地震局分析预报中心,负责首都圈地震预报,1996年起在北京市地震局从事地震监测预报、地震综合防御等的管理与研究,先后任北京市地震局副局长、巡视员,《城市与减灾》杂志主编。先后主持一系列重大科研项目,发表著作和论文三十多篇,科研项目和成果荣获省部级科研成果一等奖1 项、二等奖5 项、三等奖6 项以及局、所级科研成果多项。

1971年国家地震局成立以后,中国地震事业发展得很快。文革动乱时期,国家设立的唯一的一个新的机构是国家地震局,国家地震机构的诞生是地震严峻形势的需要,是周恩来总理等老一代无产阶级革命家果断决策的结果。

政府和人民群众对地震工作者最期待的是能够实现地震的预报。就像气象预报一样提前对社会公布预报信息。这应该是地震工作者实现社会责任、最大限度减轻地震灾害的美好梦想。朝着这个方向,地震局工作的重中之重是地震的监测预报。多学科、多兵种的专业科技人员把科研方向转向地震预报。很快实现了地磁、地电、重力、地形变、地应力、地下水、地球化学和大地测量八大学科的基础研究和实际观测方法。各个学科的学术带头人是地震局直属科研单位的一批科学家,他们大都是原研究所最有实力的学术带头人,很多是研究室负责人,他们或是留学国外的或是研究所最有成就的科学家。

国家地震局努力发展地震监测和预报工作的同时,注意专群结合和土洋结合,一方面建设专业台站,另一方面也发动地方政府建设群众的地震测报点,也叫地震的宏观测报点,以动物观测点和土地电、土应力和地下水为主,逐渐形成群测群防的地震监测预报体系。

兰州所是地震局地电学科的牵头单位。钱复业和赵玉林将地下电阻率的动态观测开发用于地震观测的预报研究,创立了地电的地震观测技术和预报机制;赵九章的研究生钱家栋留美学成归来成为地电学科的带头人;西安交大毕业的赵家骝,研制了几代地下形变电阻率观测仪,具有世界先进水准。

地震活动性的研究后来也成为地震的预报方法,各种预报指标层出不穷,云南省地震局的刘正荣提出h值的预报方法,安徽省地震局的陆远忠提出的地震c值预报方法,兰州所的冯德益提出地震波速预报方法等。

对地震预报的初步认识,1982年甘肃武威5.1级地震

在从事了多年的强震观测技术的研究过程中,1975年2月4日辽宁省海城发生了7.3级强烈地震。在地震发生的当日上午10点30分,辽宁省政府发出了地震的短临预报,当日晚7点36分7.3级地震发生了。这次地震的预报成功极大地鼓舞了广大地震工作者,对地震预报充满了信心和希望。

我国地震预报建立起的地震会商制度,即周、月、年度会商会成为地震系统最重要科学实践,在地震局范围内,有各省会商会,分片会商会,如西北片、东北片、西南片等。特别是全国地震会商会,一般在年初或年末召开,国家地震局领导都要参加会商会。会上各省和直属单位的大专家畅所欲言,各种方法和手段百花齐放,科学水平很高,发言水平精湛,各路“神仙”大显神通,把最好、最新的研究成果用在地震预报上。除了参加会议的正式代表,很多人旁听会议,也会发言,谈出自己的看法。正是在这种科学气氛下,地震预报会商会的质量很高。

海城地震后的那些日子,地震工作者盯着两个地区,一个是川滇地区,一个是华北地区。两个地区出现大面积的地震前兆异常。在华北,梅世蓉、张国民、汪成民等一批专家深入实际,不断落实出现的异常;在四川,罗灼礼等专家对出现几起几落的地震异常,做出了四川将发生强烈地震的中短期预报。

1976年是极不寻常的一年,7月28日河北唐山发生7.8级地震,紧接着8月16日在四川北部松潘—平武间发生7.2级地震震群。在唐山地震中河北省地震局赴唐山工作的数名地震科技工作者遇难。如果我们的牺牲能够换来广大人民群众的安全那也是值得的。唐山地震没有提前对社会做出预报,造成巨大的人员伤亡和城市破坏。唐山地震时我正在北京出差,夜里地震发生的时候我从梦中惊醒,心里不断地在祈祷,天亮以后乘车赶到出差单位工程力学所北京强震观测站,又到国家地震局,等着地震震中的确定。

1976年8月16日四川松潘-平武发生地震前,四川省地震部门在8月2日、7日地震简报中指出: 8月份,特别是8月13日、17日、22日前后,在龙门山断裂带中南段茂汶、北川或康定、泸定一带可能发生6级或6级以上,甚至7级左右的地震。地震预报意见被抄成大字报贴在大街上。还有一张大字报,是中共中央8月13日给中共四川省委的电话指示,大意是对四川可能发生的震情,既要保持警惕,又要沉着冷静,要加强领导,有组织、有秩序地开展防震工作等。不仅如此,四川省在人民南路广场8月13日组织20万人的大会传达中央的电话指示精神。 四川松潘—平武7.2级地震的预报过程中,时任分析预报室副主任的罗灼礼以及韩渭宾都是我在北大地球物理系的学长,他们经受了极大的工作和心理的考验。从6月份地震异常不断出现到地震发生2个多月,不断地处理震情,承受着上上下下各个方面的压力。6月23日四川省委根据会商意见以(1976)川委字28号文件的形式发出地震的短临预报:近一、二个月龙门山断裂带的东南段有发生7级以上地震危险的短临预报。四川省委书记杨超同志亲自参加地震部门的会商会,拍板定调。当时地震预报能够出现公开告知群众的情况,现在难以想象。然而地震预报的成功在中国历史上是有的。当我们一再漏报和失败之后,看看以前的成功我们不该泄气。

松潘—平武7.2级地震时,我和家人已经上床了,10点多一点的时候,突然整个房间开始震动,床摇晃着咣当咣当地响,我和爱人意识到有地震了,抱着孩子就往楼下跑.当时我们有两个孩子,都很小,住在兰州所车库楼的二楼一间房子里。稍事平静后,我把孩子交给爱人,自己奔向兰州盘旋路的办公室。办公大楼门前已被兰州市民围得水泄不通,经辨认后,我挤进大门,在办公室等候消息。

作者在甘肃河西走廊野外考察

1976年四人帮垮台后,国家恢复了高考,尊重知识、爱护人才的氛围又回到社会中,我考进兰州大学物理系理论物理专业进修了两年,回所后我调到地壳研究室重力组,和唐九安同志一起研究固体潮。那时候兰州观象台没有重力固体潮的观测,仅有的一台重力仪在天水台睡觉。我和田少柏同志将仪器运到北京,在地质所陈益惠同志的指导下,对仪器进行了标定,很快返回兰州,将仪器安装在兰州观象台的地下观测室,从此兰州观象台有了重力固体潮的观测。固体潮主要反映的是地球在月亮和太阳的引力下地壳的变形。可以想象,当地壳因地震变形时,固体潮的波形会有一定程度的改变。潮汐因子是个比值。1982年5月,武威地区发生了一场5级左右地震,距兰州200千米,当时值班的白亚平反映重力固体潮的观测出现了异常,经调和分析,潮汐因子的值在震前一段时间出现了变化。是否是地震的异常,那时候进行了研究,还在《西北地震学报》上发表了研究文章。这是我第一次利用重力固体潮的资料研究地震预报。

为了加强地震预报的研究和工作,1982年时任兰州所党委书记的杜振民同志找我谈话,请我考虑到综合预报研究室工作。杜振民同志1966年毕业于中国科技大学地球物理系,在兰州时住在我隔壁,和我是邻居。我明白,杜书记是看中我工作踏实、肯吃苦的品格,因而重用我。我答应了。从此,我调任到综合预报研究室,开始了地震预报的研究和实际工作。

地震预报岗位上的酸甜苦辣

到了综合预报研究室,我担任地震综合预报组组长,石特临同志和我一起调到综合预报室工作,担任预报室主任。石特临同志是1963年北大地球物理系毕业的学生,是学长,业务能力和管理能力都很强。这次调动,所里是认真思考过的,是一次有意的加强。

地震综合预报室每周召集全所预报人员开展周会商会,还有月会商会,半年和年度会商会,年底会商会召集全省地方地震部门参会,由所领导主持。综合预报室综合各学科、各个手段的意见,最后拿出综合预报意见,上报国家地震局。综合预报研究室还设有通信站、值班室、地震前兆研究组。作为综合组组长,石特临主任交给我主持周会商会,刚上任的我在主持会议上虽然没有经验,但是在石特临的支持下很快进入角色,那时候我38岁。

我用了两个月的时间查阅资料,对甘肃省及邻区的地震活动开展研究,从地震活动的规律研究入手,就可能对所在地区的地震情况有大概的了解。从中长期的尺度上,把地震活动性规律掌握了,就能对中长期的地震趋势有个初步的看法。甘肃省地处青藏高原北部地区,这里历史上曾发生多次大地震,著名的有1927年古浪8级地震、1932年昌马7.8级地震和1954年山丹7级地震,这几次地震均发生在河西走廊地区。在甘肃省东部地区,著名的中国南北地震带通过这里,1897年这里发生过武都8级地震,甘肃省省会兰州市在1925年也发生过强烈地震。甘肃及邻区是我国地震活跃地区,在1966年至1976年我国地震活跃期期间没有发生过7级以上的强震。从事过地震预报的人都知道,一个地震活跃期内会有主体地区,华北地区和川滇地区是1966年至1976年地震活跃期的主体。那么,地震平静之后,新的地震活跃期和主体地区会在哪里?

开展地震大形势的研究主要是结合地震的发震构造和地震活动性的研究,时间上还可利用统计方法。当时利用数学上时间序列的各种模型,如AR序列的建模,大致可以对地震的活跃期及平静期进行判定。在当时我和杨立明同志(现甘肃省地震局副局长,研究员,我和石特临的研究生)利用时间序列预测方法开展了19世纪末以来地震活动的建模研究,给出了我国大陆地区地震活跃期的判断指标。在大陆地区,基本上一个地震活跃期是10年左右,平静期是12年到13年。1966年邢台地震到1976年唐山地震和松潘—平武地震是我国大陆地区的第四个地震活跃期。一个地震活跃期内要发生3次以上的7级地震,甚至8级地震,及数十次6级地震。这些认识在地震预报的实际工作中至今还是有参考价值的。

1976年之后,我国大陆地区确实进入到了地震动平静期,直到1988年11月6日,中间相隔12年后,在云南省澜沧—耿马发生了7.6级地震,一个新的地震活跃期开始了。对地震大形势估计正确了,就会对新的地震活跃期有所准备,不会陷入被动的局面。

青藏高原北部地震区,主要包括青海、甘肃和宁夏。我们兰州地震研究所负责的地域主要是甘肃省。我利用历史地震资料,结合祁连山断裂带的情况,用地震空区(the seismic gap)的判定方法,确定祁连山断裂带的中段为未来6~7级地震的危险区,具体地点为张掖地区的肃南至民乐一带。这个地震危险区确定之后,心里基本上有了底。为了能实现对未来地震的短临预报,按照国家地震局的要求,我们制订了张掖地震危险区的短临预报方案。这一方案上报国家地震局之后,得到当时主管地震监测预报工作的主管局长陈顒同志的欣赏,决定以国家地震局科技监测司文件的名义,转发至全国各省地震局参考和借鉴。文件说,甘肃省地震局对祁连山中段地震危险区制订的短临预报方案思路清晰,可行性强,可操作性高,值得各地参考借鉴。就是这一短临预报方案还获得了甘肃省地震局科技进步三等奖。虽然获奖等级不高,但这是一种鼓励。

1988年11月20日凌晨1点46分,肃南发生6.1级地震,我接到震情值班室的电话后,迅速赶到办公室,很快兰州所领导和分析预报人员都集中到地震会商室,大家紧张处理手头工作的同时,都有一种喜悦,预测的地震来了,有胜利感了。所里领导立即派出了地震现场考察队并开始判断震后趋势。这次地震由于地处偏远山区人烟稀少,地震基本上没有造成人员伤亡和大的经济财产损失。

1988年肃南地震等震线

1989年初在全国召开的年度会商会上,肃南地震准确落入上年度划定的地震危险区内,甘肃省地震局和兰州地震研究所获得了国家地震局的表彰。说到表彰,国家地震局为了加强地震监测预报工作,从20世纪80年代中开始,对各省、市、自治区的年度震情报告开展专家评审,并在年度会商会上由专家进行点评。在第一次评比时,由我执笔的甘肃省震情研究报告获得专家评比的第二名。安徽省的报告获第一名,那时负责安徽省震情研究报告的是预报室主任王炜同志,后任上海市地震局副局长。评比第二年,我们甘肃省的年度震情研究报告得到第一名。之后,我们的报告连续6年获得评比前三名。甘肃省地震局的整个监测预报工作也是连年获得好成绩,连续数年获得国家地震局监测预报工作先进单位称号。

祁连山中段地震危险区我们预测的震级是6~7级,发生一个6级地震,后来这一地震震级修正成5.7级。说心里话,这个地震比预期的要小。在之后的日子里,我还是坚持这个危险区有发生更大地震的危险。地震预报是世界性的科学难题,困难的程度远比我们想象的高。在我们死死盯着祁连山中段地震危险区的时候,1990年10月20日甘肃景泰—天祝地区发生了6.2级地震。这一地震没有落进我们危险区的范围,距划定的危险区有近200千米的距离。这次地震据震后总结还是有些前兆异常的。这让我感到有一种顾此失彼的失落感。也就是这次地震让我进一步思考并深刻反思,攻克地震预报要走的路真的很长很长。

1989年石特临同志升任研究所副所长之后,我任预报室主任,之后几年我国大陆地区正处在地震活跃期。工作担子十分繁重,震情也特别多,只要发生3级以上地震,无论什么时候都要迅速到岗,节假日我们搞预报的人一定要值班,那时候没有手机,家里的电话一响,可能就是有震情,精神就开始紧张了。工作上的苦并不会压倒人,倒是精神上的辣更让人感到累。一直负责全国震情的原国家地震局分析预报中心副主任张国民说过,他在预报岗位的时候,每天都是如履薄冰。张国民是我们预报人员敬佩的楷模,几十年工作在地震预报的岗位上,兢兢业业,刻苦钻研地震预报的理论和方法,做出了显著成绩。尽管地震预报还处在艰难的科学探索阶段,但为之付出巨大心血和劳作的人很多很多。地震预报工作者在自己的工作中有甜,有苦,有酸,也有辣。实践证明,凡是从事过地震预报工作的人就会有更多的责任心。责任心是推进地震预报工作的基础,如果说10个地震中,有两个是有前兆异常的,那么有责任心的人会抓住它,再有一定的经验,可能就会成功地预报出这两个地震。缺少了责任心,一个都报不出来。这就是我对地震预报的认识,至今没变。

探索地震的复杂性深化对地震预报的理解与认知

1990年景泰—天祝6.2级地震后,加强对地震孕育机理和复杂性的研究与探索成了努力的方向,当然主要是针对地震预报展开的。1992年前后我和石特临、杨立明等申请到了国家自然科学研究基金和地震科学研究基金两项资助。我们瞄准世界上对地震活动的复杂性研究的新理论新方法,即非线性理论、图像动力学等在地震现象的应用开展研究。

通过地震非线性的研究,我们认识到地震具有分形与混沌的特征,地震活动的杂乱无章可以用分形描述,混沌可以描述非线性动力系统的演化过程,但对地震这种广延空间动力系统的讨论尚无能为力。 我们还尝试了基于自组织和临界现象的观点,利用重整化群方法,对7级以上强震发生前中小地震增强现象的临界点问题进行了探讨性研究,得到了在一些7级以上强震前存在中小地震临界点现象,在实践中可以研究某一区域中小地震的活动临界点的超值来预测未来的7级以上强震。这些研究结果加深了对地震复杂性的认知,也结合地震预报的实践设计了一些中长期的综合预报方法。但是实现有减灾成效的地震预报还不是这么容易。

老一代分析预报人员,特别是多震区的预报专家,在他们的一生中积累了丰富的预报经验,在地震预报实践中许多人坚持边实践、边研究。很多方法不会过时。

1994年10月,我调到国家地震局分析预报中心工作,任首都圈预报研究室副主任,和张国民、高旭等我国著名地震专家一起继续开展地震预报的研究与实践。

如果说人的一生是短暂的,那么珍惜生活中的每一分钟,为实现自己追求的美丽梦想去努力就不会后悔。