海城地震預報是如何做到的?

不是說地震很難預報嗎?為什麼 1975 年 2 月 4 日海城地震是少數幾個廣為承認的預報?


目前所謂地震預報分為三種:

基於前兆現象的:1. 經驗預報;2. 統計預報;

基於物理規律的:3. 數值預報

所謂經驗預報是指,根據所觀測的物理量化學量等等等等可以測量的東西,分析其趨勢(如曲線上升、下降、突跳等),綜合各種「異常」(宏觀異常:動物反應等;微觀異常:水溫水位,地磁,形變,地傾斜,空氣或地下水化學量等等),從而對某個片區進行預報。

而統計預報同樣是根據前兆觀測得到的經驗,通過統計檢驗的方式,得到地震發生的規律,從而對地震進行預報。

數值預報則是獲取當前應力狀態,應用連續介質力學和熱力學規律,基於岩體破裂準則或斷層本構關係,預測地震。

說地震很難預報說的是數值預報,由於地球的不可入性,地震的非頻發性和複雜性,很難對地下介質的狀況進行一個準確的判定。

數值預報需要五個關鍵環節:

1. 物理機制的數理方程描述 —— 方程

2. 解方程的計算能力 —— 大型計算機

3. 結構物性建立模型

4. 邊界條件

5. 初始條件

對於物理規律,連續介質力學、破壞準則、斷層本構關係等各方面均有一定進展。—— 良

計算能力方面,現在已經可以進行數百萬單元的粘彈塑性有限單元法計算。 —— 良

對地下結構物性,地震學和岩石實驗提供了一定的了解。 —— 中

邊界條件方面,地表GPS測量為速度邊界提供了有利條件,但大陸板塊深部位移仍是未知。 —— 差

初始條件方面,知道主應力方向,但大小的資料不多。關於他們的空間分布和時間變化知之甚少。 —— 極差

地震數值預測模型:首先是地震孕育,接下來是地震破裂,破裂之後便對新的地震孕育產生影響,即一個新的地震孕育過程。如果我們能把這幾個關鍵過程研究清楚,就可以得到一個較好的地震數值預測模型,或預測理論。

我國的地震預報研究起源於1966年邢台地震之後,國家開始對地震預報進行摸索。而到1975年海城地震時,實在不能說得到了多麼可喜的成果。對於海城地震的成果預報,只能說是一次經驗預報的偶然,簡單的說,就是蒙的。

並不是 「少數幾個廣為承認的預報」,而是唯一一個聲稱預報出來的例子。而這裡的「成功」的含金量多重,大家心裡應該都有數。

貼幾張圖吧:

——————————下面@newlifechou 質疑了很多,評論里寫不下了,我寫到這兒吧————————

一條一條說吧。

確實,不能100%肯定也可以預報的,因為天氣預報現在也是這麼做的,但是天氣預報沒有告訴你明天下雨的概率是百分之幾……

引用某位院士的原話:

「一切預報嚴格來說,都應該以概率預報形式提出,因為罕有預報能有100%的發生概率。

其實現在中國地震學家往往給出確定性的預報,不是因為確定性很高,恰恰因為他們無法給出事件發生的概率,因此只能以確定性預報形式給出。對於我國地震預報的成功率,不同學者給出的估計從不到10%到30%不等,也就是說預報者雖然給出的是確定性預報,但發生的概率也就是10%左右。應該指出,一定時空窗口內一定震級的地震發生具有一定的背景概率,在地震活動區背景概率會相當高,因此只有預報概率顯著高於背景預報,即獲得較高概率增益時,才是有實際意義的預報。」

你說的對,各種經驗是可以知道生產,但是當你的經驗少之可憐的時候,成功生產的概率就會大大降低。

大地震的非頻發性決定了我們無法擁有太多的經驗,只能根據現有的觀測手段得到的資料進行研究。從這些經驗來看,希望得到的是有異常,發生地震;沒異常,就沒地震。

但是,實際上出現了大量的這樣的情況:有異常,沒地震;沒有異常,有地震。

當然,任何單一手段都是有局限性的,還是要靠「綜合」預報。但是,以汶川地震為例,從中國大陸西部每月地震前兆異常數量來看,2006年下半年以來前兆異常數量逐月波動減少,汶川地震的發生並沒有遵從這一規律。

並不能說誰的證據更確鑿,可能性更大,因為地底下啥情況我們看不見摸不著。

我給出的三種預報方法是從根本上來說的,你說的技術條件多發展快,但由於地球的不可入性,地學方面的技術並沒有前進太多。我們能夠觀測到的現象,對於6371km半徑的地球來說,對於~50km的震源深度來說,實在是太淺太薄。而大部分觀測仍然是從老的觀點出發,從經驗預報出發,並沒有真正為數值地震預報服務。

地上濕了是不是下雨,確實傻子都能看得出來。但是對於地震來說,我們都是傻子。下不下雨你可以看天,但是對於地學來說,我們是沒法看這個天的,因為看不見。同樣,看了人行道和花草以後,由於沒法看天,並不清楚是不是有樹遮擋或是建築遮擋從而導致了那邊沒濕,一樣無法判斷。

這裡所說的地震不可預測,當然是指不可重複的預測,無法知曉其動力學過程的情況,從而無法對下一次地震進行準確的預報。

「你作為研究地震的,你說地震不可預測,那就不要研究了。」

這種論調經常出現,事實上,我通篇沒有說「地震不可預測」,我只說了很難,難是因為觀測條件的限制,難是因為實測數據的稀少。但是我們仍然在往天氣預報那樣的數值預報上靠攏,往地震發生的實際機理動力學過程方面靠攏。

這種論調就好像,癌症現在是無法治癒的,既然不可治癒那臨床上就不要研究如何治癒癌症了。

抱歉,我還達不到「科學家」這個層級,我只是一個小小的科研人員,我沒有大量的資源大量的數據支持我的研究。但是我並沒有推卸過責任,從來沒有說無法預測所以我也不走這條路。所以,希望在判定一個人的時候,能對他所從事的工作進行一個全面的了解,不然,就不要輕易給出評論。


1953年中科院成立地震工作委員會

1966年邢台地震

1967年國務院國務院指示國家科委和中科院成立地震辦公室

1969年渤海大地震

1971年地震辦公室撤銷,國家地震局成立(這一年也是乒乓外交元年)

1972年尼克松訪華

1973年美國設立在華聯絡處

1975年海城地震短臨預報成功,國家地震局由中國科學院代管升為國務院直屬,之後美國專門派地震專家代表團來華交流

1976年唐山大地震,粉碎了地震預報的美夢

1977年各省市級地震局成立

1979年中美正式建交

中美從曖昧到正式確立關係,派出過乒乓團和地震團訪華,類比一下中國乒乓的地位,就知道當時中國地震預報的地位了。

但是,美國代表團滿懷敬畏為取經而來,結果發現海城預報是蒙的。

不管怎麼說,海城至今仍是世界上唯一承認的成功短臨預報。誰讓它蒙得太准了。


我來說下當年的海城、唐山、松潘-平武地震吧。

當時是技術水平十分落後,沒有我們現在的這麼多觀測儀器,人對地震的預測就是看地下水、動物異常等宏觀異常。

1974年底,遼寧海城附近宏觀異常率開始上升(平時也有異常的,比如某天動物就是想鬧,就是不想吃飯等,但是會有一個出現異常的頻次),從1974年底,這個異常頻次開始偏離正常水平,這就預示著地震可能要來了。

1975年1月16日,震前20天,國家地震局提出了「遼東半島地區,特別是遼寧南部,可能孕育著一次較大地震」的短期預報。

隨後地震預報情況全面鋪開,因為大家預計到大地震要來了。

2月1日後,營口、海城兩縣交界處出現了類似邢台地震的小震密集現象。2月4日凌晨,省地震辦公室向省委、省政府提出明確的臨震預報意見。2月4日上午10時30分,省政府向全省發了電話通播,發布了臨震預報。工廠停工,集會取消,救援隊待命。當時正是嚴冬,政府命令「人離屋,畜離圈」。當晚7時36分,強烈地震在海城發生。根據當地人口密度和邢台、通海、唐山三個地震的平均傷亡率推算,如不設防,地震將造成5萬人以上死亡。而海城地震實際死亡1300多人。預警大大減輕了人員傷亡。

注意到,這裡預報在當時用到了「宏觀異常」和大地震震前的「小震密集」兩個因素,通過宏觀異常確定將要發生大地震,震前短期通過頻繁發生的小地震提前預警。

通過此方法,中國成功的預測了1976年5月29日雲南龍陵的強震。

還是此方法,中國想以此來預測唐山大地震和平武-松潘地震。唐山大地震發生在1976年7月28日,平武-松潘地震發生在1976年8月16日,離唐山大地震很近但稍晚。這兩個間隔很近,當時中央認為平武-松潘地震應該比唐山大地震早些,更緊迫,所以大量地震預測人員趕往四川,極大的削弱了唐山大地震預報人員的數量。

我們先說平武-松潘地震。

6月14日,四川省地震局發出該年度第2期地震簡報,提出龍門山斷裂帶中南段,茂汶、北川至康定在一兩個月內,特別是在6月下旬可能發生6級左右地震。這個短期預報意見,引起各級政府的極大重視。

6月22日,國家地震局和四川省地震辦公室在成都舉行「南北帶中段地震趨勢會商會」。有專家判斷,灌縣(今為都江堰市)與汶川縣交界的映秀灣一帶(即汶川地震的震中),可能是發震地點。

於是附近地區的人員開始,主要撤到了成都,截止26日,附近人員全部撤離,附近成為死城。

直到月底,地震沒有發生。

7月,成都氣氛稍緩和,月底唐山地震爆發,恐慌再起。人員外流、哄搶倉庫、砍伐樹木、幹部帶頭撤離家屬等事件連連出現,滿城遍布防震棚,停工停產。成都曾一度陷入癱瘓狀態,中共中央為此發電報指示四川穩定局面。

8月初,地震部門發出臨震預報。16日,松潘-平武地震正式發聲。

通過松潘-平武地震,我們知道,這樣的地震實際上是可能出現問題的,預報了,但是遲遲不發生,給社會帶來了極大的混亂,嚴重干擾了人民的正常生活。雖然如此,松潘-平武地震還是被這樣的辦法預測成功了。但是,松潘-平武地震嚴重的分流了唐山大地震的預報人員,是唐山大地震傷亡慘重的一個間接原因。

最後,我們再來說一下唐山大地震。

唐山大地震以前,中國就預計了唐山大地震和松潘-平武大地震,大家原以為松潘-平武大地震比唐山大地震緊迫,故松潘-平武地震分走了唐山大地震預報中的大量人員。

唐山大地震,國家給畫的圈是「京津唐渤張」,北京、天津、唐山、渤海、張家口。

1976年4月,內蒙古和林格爾、河北大城先後發生6.3級地震,使關注華北震情的科學工作者對「京津唐渤張」地區地震形勢提出意見。

京津唐渤張是首都圈啊,當年是文革時期,首都地位更特殊,影響更敏感,北京啊。這要是發生大地震,不得了啊。

所以,科技工作者的監測重點就在北京了。

1976年五六月,北京以東地區異常日趨明顯。京津唐渤張地區做出預警。如果家裡有老人,問問就能知道,當年其實唐山地震是預報了的,不過不是臨陣預報。我媽也說,當時北京是挨家挨戶通報,家裡還在院子里搭了地震棚,晚上住棚子里。

7月初,一系列異常引起北京市地震工作者警覺,做出了「從今年下半年起,發生5級以上地震的趨勢背景正在加強」的判斷,並向國家地震局告急。

7月26日,國家地震局分析預報人員與北京市地震隊會商,未形成一致意見。在首都圈地區,能否公開發動群眾防震,成為問題關鍵。會商時有人以四川已經出現的動蕩為例,認為北京的預報要慎重。

7月27日,國家地震局領導聽取預報人員彙報,決定用一周時間做準備,圈出危險區,派隊伍深入北京以東地區去「抓地震」。僅十幾小時後,7.8級地震在唐山發生。

請注意:直至唐山大地震發生,並沒有小地震群出現來告訴大家大地震臨近。

值得一提的是,距離唐山市115公里的青龍縣,在唐山大地震中的亮眼表現:

青龍縣領導在獲知地震工作者關於「7月22日至8月5日京、津、唐地區可能發生5級左右地震」的預測意見後,決定「以預防為主,有備無患」。防震抗震的部署傳達到所有群眾。地震發生時,青龍縣群眾及時逃生,全縣僅有1人死亡。震後第5小時,青龍縣料理完縣內災情,派出第一支醫療隊趕赴唐山市支援。

從上面可以看出,那時我們並沒有如今這些先進的設備,預測手段也僅有地質學、宏觀異常,和臨近小地震。

海城完美預報,有中期預報,震前數小時有臨近預報。

松潘-平武地震預報時間嚴重拖延,本來預計是在唐山大地震的前面,卻拖到了唐山大地震的後面,而且給社會的正常生產活動帶來了極大的影響,四川曾一度陷入癱瘓。但是不管怎樣,最終還是預報成功了。

唐山大地震則十分的悲催,被松潘-平武地震分走大量預報人員,被北京的首都地位搶走了大量預報人員,而地震前兆和我們已知的地震模式不一樣,沒有震前小地震群出現,這一切的一切造成了1976年7月28日,唐山市24萬餘人的死亡,16萬餘人受傷的慘劇。

同樣是大地震,三種不同的命運,客觀的反應了我國當時地震預測水平的落後和預測手段的缺乏。不過在當時的歷史和技術水平的前提下,還是有一些成果的。

題主說到的遼寧海城地震的成功預測,正如其他答案所述,運氣成分佔優。同樣是大地震,三種不同的命運,這不是運氣是什麼。。但是也不能忽視我們在地震預測上的努力。現在,我們有2008年汶川地震前後落成的中國地震台網(因地震台網剛落成,沒有汶川地區的歷史數據,而且汶川地震確實和別的地震不太一樣,沒有預測出汶川地震),有中國地震前兆台網,有國家重力台網,有國家地磁台網,有中國地殼運動觀測網路,有中國地震局地殼形變台網,有地下流體台網,有地電監測台網,有地震科學數據共享中心,如今我們的探測設備遍布大江南北,平原高山,我們的技術在飛速發展,我們相信有一天,我們能在地震發生前發出及時精準的預報,就像天氣預報一樣,防患於未然。

中國地震台網監測點分布圖


也不是一下就蒙的中的,我就是海城人,長輩時常提起當時地震之前異常還是挺明顯的。本著不怕一萬就怕萬一的原則,臨震預報還是發布了。話說過來,如果後來沒有震,這也許就成了一個笑話了。

1970年,全國第一次地震工作會議根據歷史地震、現今地震活動及斷裂帶活動的新特點,曾確定遼寧省瀋陽一營口地區為全國地震工作重點監視區之一。1974年6月,國家地震局召開華北及渤海地區地震趨勢會商會,提出渤海北部等地區一二年內有可能發生5一6級地震。不久,國務院就批轉了國家地震局「關於華北及渤海地區地震形勢的報告」。對7個省、市、自治區發布了地震中期預報。1975年1月下旬,遼寧省地震部門提出地震趨勢意見,認為1975年上半年,或者l一2月,遼東半島南端發生6級左右地震的可能性較大。與此同時:國家地震局也提出了遼寧南部可能孕育著一次較大地震。2月4日0點30分,遼寧省地震辦公室根據2月1—3日營口、海城兩縣交界處出現的小震活動特徵及宏觀異常增加的情況,向全省發出了帶有臨震預報性質的第14期地震簡報,提出小震後面有較大的地震,並於2月4日6點多向省政府提出了較明確的預報意見。4日10時30分,省政府向全省發出電話通知,並發布臨震預報。


據說:

地震前7天,地下活動的檢測儀器不工作了。 後來發現儀器正常,是地下活動停止,地下一片寧靜, 這樣持續兩天後。地震人員感覺非常異常,有可能是大震前兆。就往上彙報。

後來地區領導說必須有個時間,要不怎麼撤離

地震局想:這咋能預報啊,上帝造世界用了7天,然後地震局說那就7天吧,現在還有五天時間。

然後是第七天的全城大撤離。群眾野外等地震。

期間地震局還非常擔憂,要是不震咋交代啊。

就這樣一直等,直到深夜,果然大震。地震局如釋重負。


地震難預測也不難預測,作為一個地大學生,雖然學的不是地質災害方面的,但是知道一些,也來說說。

首先是目前地質研究的單位,是的,單位。時間上,大多數以百萬年為單位,近一點的話以年為單位。範圍上,微小尺度的有,幾米的構造也能研究,幾公里的構造,岩體也能研究,但是能引起地震的構造變化有多大?幾百公里。

其次地震預報的形式,應該也看到@XY WU 的回答了,1974年6月,國家地震局召開華北及渤海地區地震趨勢會商會,提出渤海北部等地區一二年內有可能發生5一6級地震。不久,國務院就批轉了國家地震局「關於華北及渤海地區地震形勢的報告」。對7個省、市、自治區發布了地震中期預報。1975年1月下旬,遼寧省地震部門提出地震趨勢意見,認為1975年上半年,或者l一2月,遼東半島南端發生6級左右地震的可能性較大。與此同時:國家地震局也提出了遼寧南部可能孕育著一次較大地震。其中單位也是幾年內,半年內,渤海北部,遼寧南部。

我個人在學校聽到的傳聞是,在汶川地震前,預測到我國西部,未來幾年內,汶川附近(預報中肯定是一個大範圍,但是不是參與人,聽說的時候已經發生地震了,就成了汶川附近),可能發生一次強震。

現在不考慮後面發生的事情,假如你是國家領導人,有人跑來和你說,未來幾年內,四川龍門構造帶可能發生強震。你打開地圖看了看,嗯,龍門構造帶:汶川,雅安,成都,西昌,昭通,綿陽一帶,所有居民,為了你們的生命著想,都搬出來吧,過幾年再回去。我覺得你打死我可能性更大點。

所以說,地震一定程度上可測,一定程度上不可測,依照你的時間空間尺度來說。

現在回過頭來看海城地震預測,我猜,有幾個原因造成了這次預測(僅個人預測)。

1、大的時間空間尺度上確實準確預測了;

2、形式上比較碰巧,是先有小震,後有大震。當地人都有了一定心理準備了(?)是否所有地震都這樣呢?有可能地下應力一次釋放,直接一次大震,有可能幾次小震後釋放完畢,沒有大震,有可能先小震後大震。(也可能先有小震但沒人感覺到,震感不強,但機器能監測到,然而機器監測受到的干擾較多)

3、年代上來說七幾年的時候的人比現在的人,在種種方面的區別,這點其實我覺得非常重要。現在你預報個遼寧南部兩個月內地震看看會怎麼樣?想到當初搶購純凈水搶購食鹽,不禁覺得…七十年代那群人,到了現在,怎麼變化這麼大!

4、時間碰巧,晚上。不要小看這個晚上。還是春節前一周晚上。晚上要人出門避個地震和白天要遼寧省南部地區城市停工避震需要的決斷力是完全不同的。

總之,大概就是種種巧合…


技術方面我不懂,我說說人性。我們這有個地方修了天橋,因為路口出事故比較多,媒體採訪之後大家都說要天橋,於是修了。。。修好之後,還有人走地面。。。其實全國各地都這樣。。。因為懶惰心理大於對事故的恐懼心理。

另一個話題就是狼來了。。。

回到地震預報預測方面,假如預測出來,報不報?不準怎麼辦?又一次不準怎麼辦??三次呢???萬一第八次准了呢?

還有,百度地震吧里、還有好多被網友在08之後翻出來民間專家在08 09 10年時候非常熱鬧,隔幾天就有新帖子,但是有沒有準確的?準確度有多少?

有的論壇有個功能,叫隱藏帖子。。。發新內容之後隱藏,有事之後顯示出來,發帖日期是當時的。。。

不怕災難,怕恐懼和恐懼產生的流言。


這是我dang穿越者的一個證據,

世界如果是允許穿越者的存在的話

比如老子、釋迦牟尼、鬼谷子、莊子、司馬微、王莽、金庸、孫正義等

事實上,建國史上預測地震不止海城那一次,但唐山大地震及之後,就基本沒有準確過了

地震預測,即使如今的科技,也基本做不到


其實當初地震預報還是積累了一定的預報經驗的,當初的方法比較老土,就是群測群防,說白了就是建立了有一定規模的地震觀測網路,然後由國家地震局召開分析預報會議,對站點信息進行統一分析。其實這個方法跟早期天氣預報的方法還是比較相似的,也算是一種數據分析的方式吧。

但很可惜,地震預報的數據不像衛星雲圖那麼明確,地震的發生原理人類也還沒有研究得那麼透徹,地震預報失敗的後果也比天氣預報失敗嚴重得多。如果一場地震預報失敗可以毀掉一批研究地震預報的人的話,那麼最穩妥的選擇就是不做預報唄。


海城地震預報成功原因我在1977年就發現。

在1977年《地震戰線》第一期上的《土地電突跳與臨震預報》一文中提到,在2月4日海城地震當天「2時,發生土地電較大突跳,7時51分發生了4.7級地震。13時50分至14時,南東向土地電連續發生六次大突跳,我們及時做出了臨震預報,提出當晚19時左右海城地區將發生大於5級的地震。」結果成功預報了19時36分發生的海城7.3級地震。(以上均為北京時間)

地幔潮分為太陽潮和太陰潮。地幔潮其太陽潮的低潮時間為6:00時和18:00時,地幔潮其太陽潮的高潮時間為0:00時和12:00時。海城4.7級地震發生時間正是在東經90度的太陽潮低潮時間(即E90°為6:00時)。海城兩次土地電大突跳時間,實際上是在東經90度地殼低模量區(即E90°地震帶)位於地幔潮其太陽潮的高潮時間(即E90°為0:00時和12:00時)。

外部因素:萬有引力的地幔潮使地殼形變。

內部因素:地球本身地質構造的差異,相對活動區域——地震帶。

內外因素的合力產生地震,所以說地震是全球性的綜合活動,地震預報也應像天氣預報一樣將全球的地震數據綜合考慮。

天體運動有著周期規律,也就是說地震的外部因素尤其時間上是有規律的。但同樣變形的能量其對應的地域地質條件好就不地震,地質條件極差就大地震。如同給一個泥胚的球體內部加壓注水時,有缺陷的地方會炸裂。


只能說是非科學預報+失誤中的巧合


必要條件是要有冒死救人的覺悟,官員有兩種選擇。要麼拿自己的政治生命做賭注,賭老百姓的生命。要麼拿老百姓的生命做賭注,賭自己的政治生命。海城時,後來被依法打斷腿的菩薩選第一種還賭贏了,保住了自己政治生命和數十萬人的生命,功德無量。唐山時,除青龍縣以外的官員選了第二種,輸出去的是老百姓的生命。。汶川不好說,有能力的去地震局看震前數小時的四個波形圖,實際是人性強的官員和黨性強的官員正在爭吵,威脅要自行發布時就震了,事後搞了個防震減災某輪大大大法規定自行發布坐牢才把事情壓下去。。。


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