高孟潭：细数国家地震科技事业的前世今生

梁利萍

“5·12”对国人来说，是个特殊的日子，2008年的这一天，汶川发生了震级达8.0Ms的地震。2009年开始，每年的5月12日定为“全国防灾减灾日”。第14个全国防灾减灾日来临之际，笔者得以亲耳聆听原中国地震局地球物理研究所副所长、特聘专家高孟潭讲述我国地震科技事业的前世今生。

全国首个地震台坐标海淀

国家地震科技前世今生有关重大决策大多与海淀相关。高孟潭很幸运：进入这个行业40余年，有幸见证了中国地震科技的发展。

现代地震科学始自19世纪50年代，直到20世纪20年代我国地震科研才在西方国家的影响下缓慢发展。

20世纪初，西方列强在占领的殖民地和租借地区设立了一些地震台站，但不允许国人使用。

1920年和1927年，甘肃海原和古浪先后发生了81/2级和8级特大地震，短时间内连发巨大地震，使国内研究地震的需求更加迫切，国民政府地质调查所承担起了地震观测研究机构的筹建工作。

1929年，時任地质调查所所长的翁文灏着手在北平西郊的鹫峰建立地震台。1930年在李善邦和秦馨菱主持下筹建了地震研究室房舍并购置了地震观测仪器。

地震观测是开展地震研究的基础。

1930年，鹫峰地震台正式启用并开始观测。

鹫峰地震台不仅是中国自行修建的第一座地震台，也是当时世界上一流的地震台之一，开创了中国地震研究的新纪元，见证了中国地震研究史。

1937年日寇发动战争后，鹫峰地震台被迫停止观测，国内对天然地震的观测研究被迫中断。

1930年至1937年，短短几年间，鹫峰地震台共观测记录地震2472次，填补了我国地震观测史的空白，同时也为地震研究积累了珍贵的数据资料。

高孟潭介绍：新中国成立后，加速了国家地震监测台网的建设，从鹫峰地震台的恢复，到包括坐落在海淀区白家疃北京地震基准台在内的全国八大基准台网建设，进而全面布局区域台网和国家台网体系建设。特别是通过近二十年技术研发和基础设施升级改造，我国地震观测实现了从模拟记录到数字化观测、物联网观测的飞跃，实现了人工分析到自动化分析的飞跃，正在推进智能化和信息化的转变。基本上实现了地震秒级预警、分钟级自动参数测定和烈度速报、小时级灾情报告，为地震灾害的防抗救提供了坚实的科技支撑。

目前，我国地震监测、速报、预测能力已处于国际领先水平，但地震发生时间、地点和震级的准确预测仍是世界性的科学难题。

结缘地震行业

国家地震局地球物理研究所是我国地震科技工作的摇篮，高孟潭从1980年大学毕业实习到退休，在地球物理研究所工作了37年。2017年3月按规定退休后，作为特聘专家，依然在工作单位发挥余热。

地震学一直是冷门。北京大学开设的与地震相关的专业有地球物理学、地球化学。“地震学”是地球物理学专业大类下的一个分支方向。上世纪70年代，“学好数理化，走遍天下都不怕”的时代，高孟潭填报高考志愿时却毫不犹豫选择了北大地球物理系。

“我选这个专业，是偶然，也是必然。”高孟潭慈祥地微笑着。

1976年唐山大地震时，毗邻的天津也感觉到了大地的剧烈震动，高孟潭耳闻了房屋建筑的垮塌声，在抗震棚中差点因煤气中毒丧失生命，年少的他第一次见识到地震的威力。

1977年高考填报志愿时，唐山大地震给他留下的深刻印象发挥了重要作用。“这对我选这个专业可能有点关系吧。”他说。

高孟潭介绍：地震就像刮风、下雨、闪电一样，是地球上经常发生的一种自然现象，几乎每天都在发生，只是大部分时候，感觉不到而已。

经过地震监测，研究者发现地震的发生往往源自于地下的某一点，称为震源。地震破裂迅速以每秒3米左右的速度形成一个断层面。地震在破裂扩展过程中，持续释放能量，产生地震波，并在地球内部传播。大地振动是地震最直接、最普遍的表现。大地震还会产生地表错断、液化和崩塌等现象。在海底或滨海地区发生的强烈地震，能引起巨大的波浪，人们把它叫作海啸。

张衡地震仪与现代地震观测仪器

地球由六大板块构成，从地表来看，板块与板块之间是紧密相连的。板块相互挤压形成了地震的动力来源。板块内部存在大量的断层（也称为断裂），这些断层往往就是产生地震的重要因素。地震会形成断层，断层附近又容易积累应变能形成下一个地震。

全球环太平洋地震带和地中海———喜马拉雅地震带两条位于板块边界上的大地震带，地震活动最为频繁和强烈。板块内部也有大地震频发的地震带。尽管我国处于欧亚大陆板块之上，却仍然是地震多发的国家之一。大约两、三年里就会发生一处七级以上的地震，一处发生数次到十次的六级地震。

对于地震研究者们来讲，虽然现在还无法完全清楚地知道地震孕育发生的规律，并不表明对地震就束手无策。我国的科研工作者正在采用主动源等人工模拟地震的方法，跟踪监测地震发生过程中地球内部的变化，按照“亚失稳”理论在断裂带追踪大地震发生的前兆。

早在1966年邢台地震后，党中央和国务院高度重视地震预测预报工作，一大批优秀科学家聚集在地震预测预报领域，开展了大量的基础研究、观测研究和实验研究，形成了长中短临多阶段地震预测预报体系，每年圈定地震危险区、每十年确定地震重点监视防御区，取得了海城地震等成功的短临预报，也遭遇唐山地震等许多地震未能预报的惨痛经历，凸显了地震预测预报问题的复杂性。3DC19304-5FFB-4E5C-862B-B3170A3FEE0A

探测地下结构，中国科学探测台阵计划及仪器标定

面对科学难题，地震工作者长期坚持地震预测和地震预报科研与实践。国家也不断加大支持力度，“十三五”期间支持了多项重点项目推进地震预测预报科学研究和技术研发。“十四五”期间国家还将建设中国地震科学实验场重大科学基础设施，依托地震孕育发生的新理论，融合新型传感器、先进的地下结构与力学状态观测技术、高效数值模拟技术以及人工智能技术等，建设先进的观测、实验和模拟分析设施，为破解地震预测预报难题打下坚实基础。

中国地球物理研究所曾经做过一个实验：在怀来放置一个50吨的爆破，产生了一个2.6级的地震，通过这次实验，就能够对北京附近的结构初步探查有一些结果，将来可能会逐步把全国的地下结构搞清楚，结合地表的形迹再加上地下结构这种状态，试图把一些破坏性的大地震的震源搞清楚。

依据这些结果把建筑物设计得更加结实，这样就能从根本上来避免大地震造成的大量人员伤亡。

2015年到2017年，高孟潭办公室最醒目的地方，挂着《中国地震动峰值加速度区划图》和《中国地震动反应谱特征周期区划图》，不同地区颜色深浅分明，表征清晰，揭示了地震危险性的空间分布。

“李善邦先生编制出版第一代地震区划图时，恰好我出生，我进入国家地震局地球物理研究所实习时，李先生刚刚离世。2015年我主编的第五代地震区划图，实现了先生提升地震区划图编制科技水平的期待。编制地震区划图是我的本职工作，从跟踪国际先进科学技术，编制地震危险性分析程序，作为骨干成员参加第三代全国地震区划图编制，作为常务副主编协助胡聿贤院士组织编制第四代全国地震区划图，到组织实施国家科技支撑计划项目提升编图科技能力，并作为第五代全国地震区划图的主编组织编图工作，已经为此坚守了40多年。”

高孟潭还介绍说：《中国地震动峰值加速度区划图》和《中国地震动反应谱特征周期区划图》，是国家标准化管理委员会颁布实施的，在未来10年左右，它将作为全国一般工程抗震设防强制性国家标准。将这两張图作为国家的最低的抗震设防要求，严格实施，就可以达到减轻地震灾害的目标。

近年来，高孟潭走遍祖国大地，开展第五代地震区划图的宣贯工作，各种宣贯报告会200多次。

地震风险高是我国基本国情

根据近一百年来的历史地震资料统计，我国平均每5年发生1次7.5级以上地震，每10年发生一次8级以上地震。

据文献记载：近700年来有200多万人死于地震灾害，数亿人因地震流离失所。近百年来地震灾害尤为惨烈，1920年以来我国死于地震灾害的人口超过62万。

比如康熙皇帝一生中（1654年-1722年）华北地区及邻近地区共发生了8次7级以上大地震，其中8级以上3次，分别是1654年天水8级地震，1668年山东郯城8.5级地震，1679年北京附近三河平谷8级地震。

1966年至1976年间，首都圈附近发生了四组7级以上大地震，包括1966年邢台6.8级和7.2级地震，1969年渤海湾7.4级地震，1975年海城7.3级地震，1976年唐山7.8级和滦县7.1级地震。

可见，人口稠密、经济发达地区大地震连发是我国社会经济发展的重大威胁和高风险源，必须加以高度重视和防控。

近几年，我国科技界正在力推灾害“韧性城乡”的概念，这也是国际上的发展趋势。

韧性城市有“适应性、抗御能力、恢复能力”三个方面特征。

“通俗而言，适应性是指城市的发展是否能够适应当地可能发生地震的背景;抗御能力是指房屋建筑、基础设施等是否可以承受冲击;恢复能力是指一旦地震发生，是否可以在最短的时间内恢复生产生活。韧性城市建设主要围绕这三个层面去考虑、建设、规划。”高孟潭解释道。

目前，“智慧海淀”已能做到提前预警地震。

唐山5.1级地震，北京有震感，北京会发生大的地震么？这是很多北京人关心的问题。

高孟潭郑重指出：1730年圆明园附近发生过6.5级地震，海淀区绝大多数地方都遭受严重破坏，大量房屋建筑破坏，数万人伤亡。海淀区虽地处华北地震带中，发生过6.5级地震，但依据现有的认知未来可能发生地震的震级一般不会高于7级。

高孟潭解释称：经正规设计的建筑物，海淀区设防烈度八度，防倒塌烈度九度，即使遇到7级地震遭遇的最大可能烈度是九度，房屋倒塌的可能性很小。

正常情况下，生活、工作在海淀区的人从接收到预警信息到强烈震感，最长不会超过11秒，所以当地震来临最好的措施是就地避险，伏地、遮挡、手抓牢，避免屋内家具翻倒和电器设备撞击等带来伤害。震动停止后迅速离开建筑物，避免燃气泄漏引发次生火灾等危险。

全民都需要地震安全素养

很多国人对我国地震风险背景并不清楚。

中国作为一个多地震、多震灾的国家，从某种意义上来讲，面对比日本还要严重的地震灾害问题——日本的地震，特别是8级以上地震，大多发生在海里，而中国大多数地震都发生在陆地上。无论具体发生哪个地点，只要当地有城市存在，就可能造成大灾难。

“唐山地震24万人，海原地震27万人，华县地震83万人，历史上动辄遇难几十万人的地震在中国很常见。”高孟潭缓慢而清晰地说出这些数字。

每当发生了地震，人们总是追问是否进入了地震高潮期，却很少有人关心自己的房子是否结实。

高孟潭表示：尽快提高城乡居民住宅、基础设施和重大工程的抗震能力，才是问题的关键所在。具备了基本的地震灾害防御能力，将来一旦发生小地震，将不会对社会构成影响;发生中等大小的地震，灾区可得以很快恢复;发生大地震时，成灾范围、灾害程度与规模能得到控制，尽可能不造成灾难性后果。3DC19304-5FFB-4E5C-862B-B3170A3FEE0A

“房子不结实，意味着随时有可能遇到危险。”高孟潭说，地震的特點之一便是突发性。地震发生时，人们很难在短短的几秒钟做出正确判断。因此，老百姓需要有一个意识——房子要具备一定的抗震能力，公众本身应具备必要的知识和应急避险技能。

以北京为例，如果抗震设防管理到位，如果发生一次7级地震，新建房子不应倒塌。7级以下地震自然更不会引起严重灾害。了解这些知识，即使听到北京发生6级地震的谣言，也不会惶恐不安。

高孟潭不无忧虑地说：有关专家做过关于地震安全素养调查。我国目前全民地震安全素养，包括人们对地震的认知、态度、技能等，仍然处于一个较低的水平。

截至2020年年初，高孟潭已先后8次进入老北川地震废墟。他在回忆中写道：“步入老北川地震遗址，一片片废墟映入眼帘，很多人长眠于此。一座矗立于废墟里的墓碑非常醒目。”

高孟潭介绍：历史上的地震灾害表明，绝大多数因地震死亡的人是由于房屋建筑的倒塌所致。因此，建筑物防倒塌应是防震减灾工作的关键环节。他在负责编制第五代地震区划图时，明确了通过抗震设防提升房屋建筑抗倒塌能力的概念，提出了确定四级地震作用地震动参数的方法，为工程建设抗震设计提供更加科学的依据。在全面加强新建房屋建筑抗震设防和老旧建筑抗震加固工作的前提下，国家推动在地震高危险区域进行抗震加固工作，以减少将来由地震造成的人员伤亡。

作为在海淀区工作四十多年的地震专家，高孟潭特别提醒，如果您的住房是老旧建筑，建议您积极参与政府城市更新和抗震加固工作，安全是第一位的。

高孟潭认为，必须提高房屋的抗震能力;城市规划必须远离地震断层;需要提升应急设施和指挥机构建筑抵抗极端地震事件的能力;对大震巨灾孕育发生演化机理的研究亟待加强。

付出总有回报。40多年在地震行业孜孜以求，高孟潭共获国家级和省部级奖励14次;1992年获得地震科技新星和国务院特贴;参加中国地震局科技委工作二十多年，参与了多次国家防灾减灾科技发展战略研究、规划编制和重大项目的论证;1996年入选国家级“跨世纪百千万人才工程”第一、二层次人选;1998年获国家“有突出贡献中青年专家”称号;2007年获人事部、中国地震局等五部委“全国地震科技先进工作者”表彰;2010年被评为中央国家机关五一劳动奖章先进个人;2011年获得国家“十一五”科技计划执行突出贡献奖;2014年被中组部、中宣部、人社部和科技部授予全国杰出专业技术人才称号，2015年被中共中央和国务院授予全国先进工作者称号。

奖项与荣誉众多，高孟潭淡淡微笑着说：这都不算什么，是自己应尽的职责，我一直认为这是党和国家对防震减灾工作的重视，是对千千万万地震工作者的肯定。3DC19304-5FFB-4E5C-862B-B3170A3FEE0A