李涛 张扬
(河南省地震局,河南 郑州 450016)
地震灾害是群灾之首,每次大地震都会给世界留下不可磨灭的创伤。但是关于地震,人们仍有很多容易误解或混淆的概念,如地震震级与地震烈度、地震预报与地震预警、地震事件与地震灾害等。区分这些概念对于非从事地震相关工作的人来说相对困难,本文针对这些不易区分的概念进行解读,力求让更多的人更深入地了解地震相关知识。
从基本概念来说,地震震级 (Magnitude of Earthquake)是表示地震释放能量的大小的量度,震级越大,释放的能量也越大[1]。地震烈度(Earthquake Intensity)是指地震对地面和房屋等建筑物的破坏程度的量度[2]。一般来说,震级越大,烈度就越大。同一次地震,不同地区烈度可能是不同的。影响地震烈度的因素有很多,如震级、震中距、震源深度、场地类型、建筑物抗震性能和施工质量等。震级与烈度最直接的区别是研究对象不同,震级的研究对象地震释放的能量,而烈度的研究对象是地面和建筑物。
由于震级是根据地震台站观测数据测定的,而且测定方法也有多种,同一次地震之后,采用同一批的地震台站数据和相同的测定方法,只有一个震级,若采用不同的地震台站观测数据和测定方法,可能会有较大的差别。如2008年汶川大地震,我国测定的面波震级为8.0Ms,矩震级为8.3Mw,而美国地质调查局测定的矩震级为7.9Mw。根据我国国家标准《地震震级的规定》(GB17740—2017)要求,地震台网在发布地震速报信息时,对能及时测定地震矩M0的地震,应优先选择矩震级Mw作为对外发布的震级,对不能及时测定地震矩M0的地震,应按规定原则确定对外发布的震级。对外发布的震级应用M表示,不应加“里氏震级”或“矩震级”等附加信息[3]。
一次地震所释放的能量固定的,因此一次地震后确定的震级也是固定的,而同一次地震对不同地区的影响不是固定的,即烈度在不同地区是不固定的。比如汶川地震的震中达到了11度,成都市区烈度为7度,西安市区烈度仅为5度。
地震预报(Earthquake Prediction/Forecasting)是指在地震发生前,对将来地震发生的时间、地点和震级范围等进行预测,并向社会公告这些信息[4]。准确的地震预报可以让将要受灾的人们做好预防工作,减少人员伤亡和财产损失。我国自1972年开始,在总结历次地震预报经验的基础上,形成了一套具有中国特色的地震预报方法,根据不同的预报时间尺度,将地震预报分为长期预报、中期预报、短期预报和临震预报[5]。对未来10年内可能发生破坏性地震的地域的预报,叫长期预报;对未来一二年内可能发生破坏性地震的地域和强度的预报,叫中期预报;对3个月内将要发生地震的时间、地点、震级的预报,叫短期预报;对10日内将要发生地震的时间、地点、震级的预报,叫临震预报[6]。《中华人民共和国防震减灾法(修订)》明确规定,国家对地震预报意见实行统一发布制度,各级人民政府需按规定程序发布地震预报信息,任何单位和个人不得向社会散布地震预报信息。目前我国和世界各国的地震预报还不成熟,都处于探索阶段。
地震预警(Earthquake EarlyWarning)是指在灾害性地震发生以后,利用地震产生的P波与S波之间的时间差,提前对破坏性的S波尚未到达的地方进行警示和预告。要实现预警,需要建设完善的地震预警系统,目前日本、墨西哥、罗马尼亚、土耳其、意大利、法国等国家已经建成地震预警系统[7]。我国已全面启动地震预警系统建设。2013年初,成都高新减灾研究所建设的ICL地震预警系统已经投入使用[8]。
地震预报与地震预警最直接区别是在向公众发布信息的时间不同,地震预报是指地震发生之前一系列的预测预报工作,而地震预警则是在地震发生之后,产生地震灾害之前的警报工作。如果地震预警时间足够长,给公众充分的反应时间,则可以大幅减少灾害损失,尤其是减少人员伤亡。但地震预警也有不足,距离震中越近,预警时间越短(一般仅有几秒~几十秒),且震中附近不能预警,而震中附近恰恰是地震灾害最严重的地区;距震中较远的区域预警时间虽然较长(可以超过1分钟),地震波能量也会大大降低,预警的作用不大。因此,地震预警并不能完全避免地震灾害。
从地震预警的原理中可以发现,地震与地震灾害不是同时发生的,地震并不一定造成地震灾害。地震(Earthquake)是指大地的震动[9]。根据地震的成因,可以将地震划分很多类型,如天然地震、诱发地震、人工地震等。天然地震又分构造地震和火山地震,诱发地震分为矿山诱发地震和水库诱发地震,人工地震则包括爆破、核爆炸、物体坠落等产生的地震[9]。其中,天然地震是一种自然现象,就像刮风、下雨、雷电等自然现象一样[10],人们无法避免天然地震的发生。
地震灾害(Earthquake Disaster)是指地震造成的人员伤亡、财产损失、环境和社会功能的破坏。但可以减少甚至避免地震所产生的灾害。发生在大城市的地震可以产生房屋倒塌、人员大量伤亡的巨灾,如1966年邢台7.2地震造成8千多人死亡、1976年唐山7.8级地震造成24万人死亡[11];而发生在无人区的地震产生的地震灾害损失则少得多,如2001年昆仑山口西8.1地震仅有部分铁路和通讯中断,无人员死亡。
人类可以在地震灾害产生之前提前做好应对准备以减少灾害损失,例如在地震易发区提高各类建筑物的抗震设防标准,在活动断层两侧设置避让带等;又如地震发生后核电站停产、高铁停运,普通人要关闭火源、避开易倒家具或建筑物等。这些措施都是为了应对可能产生的地震灾害,而不是避免地震发生。所谓“防震减灾”,指的是预防可能产生的地震灾害,并不是防止地震的发生。地震本身不是灾害,发生在人类活动地区的地震所造成的人员或财产损失才是地震灾害,未造成损失的地震仅仅是地震事件。
我国是世界上地震灾害影响最严重的国家之一,如何有效减轻地震灾害是地震科技工作者一直实践和探索的问题,但地震灾害防治仅依靠政府和科技人员是远远不够的,提高公民科学素质,增强社会公众防灾减灾意识也是降低地震灾害风险的重要方面。相比发达国家,我国公民的地震基础知识仍然匮乏,广泛开展地震科学知识的普及是地震相关部门需要长期开展的工作。