黄辅琼 刘 杰 苏金蓉 李 俊 梁明剑祁玉萍 杨 星 罗桂林 田思留
1) 中国地震台网中心,北京 100045
2) 四川省地震局,四川成都 610041
3) 浙江省地震局,浙江杭州 310013
4) 四川甘孜州应急管理局,四川康定 626000
中国地震学会地震预报专业委员会自成立开始,每年定期举办年度学术交流活动。早期的年度学术交流活动主要是地震预报专业委员会的委员,交流地震预报日常工作中面临的学术和工作方面的问题。2012 年5 月地震预报专业委员会联合地震观测技术委员会在河北石家庄举办首届 “地震监测预报论坛” 学术交流活动,会议设置了口头(oral)报告和张贴海报(poster)的模式,丰富了报告类型,扩大了交流的内容;尝试着设立圆桌讨论(panel discussion),使广大与会者有更多的机会阐述火花式的观点,促进交流的深度和广度。2013 年正式以 “中国地震预报论坛” 形式在贵州举办地震预报专业委员会年度学术交流会议,首次邀请地震行业以外的对地震科学研究感兴趣的专家学者参与学术交流,编制年度学术交流摘要文集;把圆桌讨论(panel discussion)设置成为论坛的固定板块;会议纪要作为会议成果之一,发表在《地震科学进展》期刊上(原《国际地震动态》);2022 年度学术交流筹备工作完成,因疫情问题最终未能完成会议交流,故无会议纪要。
为了满足有效地记录学术交流的实况,并能够有助于历次交流内容的检索和查阅,2017—2019 年学术交流征文刊登在《国际地震动态》第8 期专辑,2020 年度学术交流征文在《地震地磁观测与研究》2021 年第2 期以《中国地震预报论坛专栏》形式刊出。2021 年以来的年度学术交流征文在《地震地磁观测与研究》以增刊专辑出版。
自2014 年以来的中国地震预报论坛学术交流的论文专辑已经被国家工程技术图书馆收录,可供相关研究人员检索。
按照年度工作计划,中国地震学会地震预报专业委员会于2023 年3 月底发出一号学术交流征文通知,中国地震学会地震预报专业委员会与四川省地震局将联合举办2023 年度学术交流活动。中国地震预报论坛学术交流征文于2023 年4 月开启,6 月30 日结束。按照年度工作计划设置12 个征文专题:①新 特提斯洋及中东亚壳幔动力过程对中国大陆地震活动的意义;② 中 国大陆强震孕育多尺度结构和动力学环境;③ 构 造演化、地表过程与地震活动;④中 国大陆主要构造带的活动习性与地震危险性;⑤强 震短、临预测/预报新理论、新方法探索;⑥ 固体-流体相互作用与地震及相关的链生灾害的监测与风险评估;⑦ 数 值地震预测方法的实现途径研究;⑧地 震孕育准备过程各阶段多途径观测异常特征及其对地震预报的贡献;⑨ 微 震观测技术与地震预报方法及应用;⑩ 近 期显著地震案例总结;⑪ 2 022 年四川多断裂活动的地震特征及其指示意义;⑫ 地 震预测/预报理论与方法的传承、科学普及与传播。征文通知发出后,各界地震科研工作者踊跃投稿,截至6 月30 日,共收到征文初稿96 篇。征文经专家审稿后录用,征文审稿工作于9 月底完成,最终87 篇论文纳入专辑出版。
为了协调各方与会代表的参会时间,最终拟定2023年8 月15—19 日在四川甘孜州康定市举办“中国地震预报论坛-2023 学术交流会议”。此次学术交流由中国地震学会地震预报专业委员会主办,四川省地震局和甘孜州应急管理局协办。会议的主题是“ 孕震环境、地震过程、介质变化、临震特征、信号捕捉、异常提取与临震预报的瓶颈问题”。 四川省地震局、甘孜州应急管理局、康定市应急管理局、四川省地震台康定中心站、中国地震台网中心和中国地震学会对此次会议的筹办给予了大力支持与协助,中国地震局监测预报司对此次会议举办给予了相应额度的经费资助。
中国地震预报论坛2023 年度学术交流会议于2023 年8 月15—19 日在四川甘孜州康定市成功举办,大会开幕式由第十届地震预报专业委员会主任刘杰研究员主持,四川省甘孜州人民政府陈应轩副秘书长、四川省地震局江小林副局长致欢迎辞,中国地震局监测预报司调研员黄蔚北、四川省地震台台长苏金蓉研究员、甘孜州市应急管理局党委委员喜江鹏副局长等专家和领导出席了开幕式并讲话。来自全国地震行业内、外8 所大学、4 个中科院直属科研院所与23 个地震行业直属科研院所和业务运营机构共35 个单位的100 余名代表参加了此次会议。100 余名代表中,正高级工程师、研究员/大学教授代表30 人,本科生、研究生、助理工程师、工程师/助理研究员代表34 人,其中学生代表7 人,从人员构成上体现了会议的高水平交流和行业科研传承与发展的勃勃生机。
本次学术交流会前征集了96 篇论文。会议期间共交流了78 篇论文,其中口头报告交流23 篇(包括特邀报告6 个),张贴报告交流55 篇。由于2022 年四川省多条断裂带同期活动发震的背景,本次会议首先就2022 年度发生在四川的显著地震研究成果进行了集中交流,8 位口头报告专家围绕着泸定6.8 级地震的预报过程回溯、观测前兆特征及其演化过程展示了初步研究成果。2 位专家展示了漾濞和玛多地震的震源区应力场与视应力场的时空变化特征。来自中国科学技术大学的教授展示了冷原子重力仪的研制与并网试验及初步观测结果;来自北京大学的专家展示了适时计算地球深部应力场变化的新方法研究成果;来自南方海洋实验室的首席科学家展示了地震海啸风险分析的方法和历史案例回溯研究成果;来自中国科学院地质与地球物理研究所的专家展示了强震与火山相互作用的进展与展望;来自华北水利水电大学的专家展示了实验室震源结构特征及其与实际震源结构的类比研究;来自中国地质大学的教授展示了鲜水河断裂带的活动特征及其高震级危险性分析研究成果;来自行业内的专家们就地震序列类型判定的机器学习特征、地壳公共速度模型建设、典型地震窗地壳浅层速度结构、重大水库地震活动特征、微震检测识别技术用于地震活动性分析等方面展示了最新研究成果。张贴报告展示的内容比较广泛,涉及到了地震发生的介质与结构特征、动力学环境、地震前兆异常提取、地震过程数值模拟以及地震危险性与灾害风险分析等各个方面。本次会议收到了10 份英文张贴报告,设计规范,内容完整,中国地震预报论坛已经具备了向国际化专题学术年会模式推进的前期基础。会议对55 个张贴报告进行了优秀报告评选,共评选出一等奖1 名,二等奖2 名,三等奖3 名,最佳创意奖1 名。优秀张贴报告人获得了2024 年度学术交流口头报告展示资格。
针对泸定地震,8 位口头报告分别从地震过程的多途径研究结果展示了泸定地震的孕震与发生过程、震源机制和复杂的余震时空分布特征、空间热异常和近地表大气静电异常、地表形变异常和重力异常特征方面的初步研究成果。大会邀请刘杰研究员首先介绍了泸定地震前的长中短临渐进式多学科综合预报的阶段指标特征与预报效能评估。还邀请了龙锋高级工程师展示了四川省地震台对泸定地震预报过程的回溯研究成果,尤其对于泸定地震的震源机制和发震构造问题进行了多方面的探究。初步结果显示,泸定地震并非一次破裂彻底,其余震在空间上的成丛分布还表现出了非完整的共轭破裂特征。单是泸定地震的震源深度问题,就有不同的结果:采用基于全波形的矩张量反演法得到的6.8 级地震矩中心深度为5 km,而利用区域台网体波到时数据得到的主震的初始破裂深度在14 km 左右,两种途径研究同一个问题答案却截然不同,问题出在哪里?与会专家针对这个问题展开了热烈的讨论。泸定地震复杂的破裂过程和发震机制是未来值得深入研究的重要科学问题。该地震对区域未来地震活动的意义有待进一步探究。
以往的年度学术交流讨论和研究表明,提升地震预测的精度需要从地震台网密度、仪器观测精度和资料分析方法对前兆异常的提取等方面下功夫。本次中国地震预报论坛年度学术会议针对上述问题,特别邀请了行业内外专家展示了最新的研究成果,并通过交流讨论了新技术新方法如何与预报实践结合,解决实际中的问题。地震的孕育与发生是个力学过程,适时获取地球内部不同深度的应力场水平对地震预测具有重要意义。北京大学的专家利用S 波分裂解决了这个问题,在本次会议上展示了相应的研究成果,如何转化到预报实践中已列入下一届会议讨论日程。冷原子重力仪的研制促进了重力连续测量,有助于改变重力观测结果长期仅用于强震背景分析的局面,提升重力连续观测在临震预测中的地位。机器学习方法引入地震序列分析,对地震发生后的序列类型判定和震后趋势分析具有重要意义。前震作为强震预测的重要特征前兆指标,在过去的经历中并非在“ 每一个”强 震前都能找到,而岩石力学实验表明,“ 地震前”有 前兆,关键在于如何捕捉与识别。密集台阵技术提升了微震监测技术,有助于改进“ 无”前 震情况下的强震前兆信息提取。通常情况下认为火山对地震的触发仅存在于火山区附近,实际上火山与地震活动之间存在着一定程度的“互动”。 这个相互作用对地震预测的意义值得深入探究。
突破强震临震预报的瓶颈问题必须坚守地震预报科学探索的初心,持之以恒,积累问题,找到问题的解决办法,最终达成地震短临预报科学问题的解决。
渐进式综合地震预报程序是中国科学家长期地震预报实践工作的总结与提炼,被称为中国特色的经验地震预报方法。刘杰研究员展示了泸定地震发生前的长中短临渐进式预报过程的多学科异常指标匹配特点及其对泸定地震短临预报的贡献。基于过去模拟观测技术时代的九大地震预报实践总结出来的长中短临渐进式综合地震预报方法,在当今数字化观测技术的背景下,被赋予了不断接近于地震发生过程本质的物理内涵。在不断发展的新技术支持下,走出地震过程认知的 “盲人摸象” 状态是有可能的。四川省地震台回溯了泸定地震前的综合预报过程,利用不同的经典方法研究地震的震源深度却得到了不同的结果,提出了地震孕育发生的新的科学问题。观测台网的空间分布对地震地点预测精度有较大的影响,浅源高震级地震的发生机制值得深入研究。
祝意青研究员以重力观测为例,以玛多地震、门源地震等近期发生的强震的预报过程案例总结为契机,指出地震孕育的不同阶段需要的重力观测资料对采样率要求不同,重力场空间演化四象限特征对锁定地震地点预报具有较高的确定性,利用重力连续观测资料的动态变化可提升预测地震发生时间的精度。从单一学科的视角分析了不同阶段重力观测资料的作用与贡献。
对各学科地震过程中不同阶段的多方法观测资料变化的物理本质的关联,是综合预报的实质。薄万举研究员初步分析了形变、大旱、地磁、静电场等震前异常的关联性特征,为日常地震预测程序的异常综合汇总提供了从地面到空间的一种分析视角。可谓抛砖引玉,期待更多精彩的综合分析理论与方法。
鲜水河断裂带是中国青藏高原东部的一条晚第四纪强烈活动的大型左旋走滑断裂,也是中国大陆境内动力作用环境和地壳运动变形最强烈的断裂带之一,历史上曾多次发生破坏性地震,如1904 年道孚7.0 级、1923 年炉霍7½级,1955 年康定7½级、1976年炉霍7.6 级地震等,2022 年9 月5 日在断裂带的南段再次发生了泸定6.8 级地震。本次野外实训活动特别邀请了研究鲜水河断裂带的资深专家中国地质大学(北京)的徐锡伟教授亲临现场授课,为保障现场培训工作的顺利实施多期次地开展了安全路线踏勘与断层活动标志点的勘选;考虑到近期发生的泸定地震及其展示的新的科学问题,最终实训主体区定在鲜水河断裂带南段。为了加深印象,在野外现场实训活动之前组织了关于鲜水河断裂带活动历史演变过程以及高震级危险性分析的科普讲座报告会。会议组织的从室内到野外的一系列活动为断裂活动分析提供了一个完整的工作思路与流程,达到了从不同的角度观察鲜水河断裂带的地表破裂行迹特征的实训目标。会议组织活断层野外识别技能实训的意义,一方面,不仅仅在于鲜水河大断裂带的世界瞩目的海拔高度,更由于鲜水河断裂带近期的活动特征及其在国际地学领域的研究程度与影响力,还在于这次活动增加了长期按照地震预报操作程序从事地震预报的科技工作者对断层活动特征的野外识别技能,彰显了科学传播与方法传承的意义;另一方面,就目前的研究成果,大多数强震的发生是由于大断裂带的突然失稳滑动,通过现场实地学习增加对断裂带活动特征的了解,解剖断裂带,将地震时、空、强三要素预测落到实处,无疑有助于提升强震地点预报与地震灾害风险评估的能力。
华南地块作为一个相对稳定的地块,历史上强震案例鲜见。但是华南沿海历史上却发生过多次强震。已有回溯研究表明,在华南沿海的某些区域有历史强震发生引发了海啸灾害的记载,也得到了地震海啸灾害的模拟研究的初步证实。本次会议特别邀请了邓志辉研究员详细介绍了华南沿海地震海啸风险评估与预警研究的进展。这对提升经济发达的东南沿海地区的减灾能力具有重要意义。
中国地震预报论坛2023 年度学术交流大会凝聚了各有关方面的不懈努力与密切配合。大会学术交流不断创新内容与形式,充分而积极的讨论不仅增加了行业内、外地震预报科研工作者的了解,更加促进了对强震临震预测瓶颈问题与突破瓶颈问题的途径的共识:以寻求中国式 “长、中、短、临” 渐进式综合预报方法的物理本质为核心,以多学科多方法长期实践积累的资料与模型、实验、理论相结合,在不断创新的观测技术的支持下,利用大数据和人工智能方法,必将不断推动强震临震预报技术瓶颈问题的解决。基于不断提升的先进技术的密集观测台网和与时俱进的海量数据实时处理技术必将积极推动地震预报的进程,提升地震预测的精准度,提升有效防范化解自然灾害风险的能力。
大会在热烈的讨论和丰硕的收获中顺利闭幕。闭幕式由四川省地震台副台长张致伟正高级工程师主持,甘孜州应急管理局党委委员彭启华副局长为闭幕式致欢送辞,中国地震台网中心科技委主任蒋海昆研究员总结了大会交流的概况,地震预报专业委员会秘书长黄辅琼研究员代表会议筹备组表达了对此次会议筹办各方的诚挚谢忱。2024 年度会议承办单位介绍了下一届会议的举办地点遴选及其相关条件调查情况。期待各高水平科研机构展示成果,推进地震预测/预报科学进展!
致谢
感谢中国地震局监测预报司为论坛的召开所给予的经费资助和工作指导。感谢中国地震局科技与国际合作司、中国地震学会、四川省地震局、中国地震台网中心、甘孜州人民政府、甘孜州康定市人民政府、甘孜州应急管理局、康定市应急管理局和四川地震台康定中心站对本次学术交流的大力支持与协助。感谢《地震地磁观测与研究》期刊对本次大会征文出版工作的贡献。感谢全体与会代表在高海拔地区对会议组织者各方协调的积极配合,以保障会议顺利圆满完成!