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地震预测:回顾与展望(刊载于中国科学(2009)

地震预测:回顾与展望(刊载于中国科学(2009)
地震预测:回顾与展望(刊载于中国科学(2009)

中国科学 D 辑:地球科学 2009年 第39卷 第12期: 1633 ~ 1658 https://www.sodocs.net/doc/cf6423789.html, https://www.sodocs.net/doc/cf6423789.html,

《中国科学》杂志社

SCIENCE IN CHINA PRESS

地震预测: 回顾与展望

陈运泰

①②*

① 北京大学地球与空间科学学院, 北京大学-中国地震局现代地震科学技术研究中心, 北京 100871; ②中国地震局地球物理研究所, 北京 100081 * E-mail: chenyt@https://www.sodocs.net/doc/cf6423789.html,

收稿日期: 2009-08-21; 接受日期: 2009-09-30

地震行业科研专项“首都圈地壳孕震层动态监测研究”(批准号: 200808068)资助

摘要 本文概要回顾自20世纪60年代以来国际地震预测研究与地震预报实践的进展情况, 指出地震预测这一既紧迫要求予以回答、又需要通过长期探索方能解决的地球科学难题目前尚处于初期的科学探索阶段, 虽然总体水平仍然不高, 特别是短期与临震预测的水平与社会需求相距甚远, 但是近半个世纪以来并非毫无进展. 文中以板块边界大“地震空区”的确认、“应力影区”、地震活动性图像、图像识别等方法以及美国帕克菲尔德(Parkfield)的地震预报实践为例, 说明在中期与长期地震预测方面, 地震预测研究均取得了一些有意义的进展. 文中分析了地震预测在科学上面临的困难, 阐述了为解决这些困难所应当采取的科学途径, 展望了地震预测的前景, 指出地震预测的进展主要受到地球内部的“不可入性”、大地震的“非频发性”以及地震物理过程的复杂性等困难的制约; 地震预测虽然困难, 但并不是不可能的;依靠科技进步, 强化对地震及其前兆的观测, 选准地点、开展并坚持以地震预测试验场为重要方式的地震预测科学试验, 坚持不懈地、系统地进行基础性的对地球内部及对地震震源区的观测、探测与研究, 对实现地震预测的前景是可以审慎地乐观的.

关键词

地震预测 地震预报 地震前兆 地球内部 地震震源

地震是一种会给人类社会带来巨大灾难的自然现象. 在众多的自然灾害中, 特别是在造成人员伤亡方面, 全球地震灾害造成的死亡人数占全球各类自然灾害造成的死亡人数总数的54%, 堪称群灾之首. 在20世纪(1900~1999年), 全球有高达180多万人被地震夺去了生命, 平均一年约 1.8万余人死于地震, 经济损失达数千亿美元[1~5]. 进入新世纪以来, 地震灾害不断, 似乎还有愈演愈烈之势. 2001年印度古杰拉特 (Gujarat)地震(矩震级M W 7.6)造成了3.5万人死亡、6.7万人受伤、60万人无家可归和约100多亿美元的经济损失. 2003年12月26日伊朗巴姆(Bam)地

震只有M W 6.6级(面波震级M S 6.8), 却造成了3.1万人死亡、3.0万人受伤, 使具有千年历史的巴姆古城毁于一旦. 2005年10月8日巴基斯坦地震(M W 7.6), 造成了8.6万人死亡、

1万余人受伤、9千余人失踪, 数百万人无家可归. 在2004年12月26日发生的印尼苏门达腊-安达曼(Sumatra-Andaman)特大地震(M W 9.1)及其引发的印度洋特大海啸更使约28.3万人死亡与失踪, 令全世界为之震惊! 迄今仍余震不断, 继续危及生灵. 2008年5月12日我国汶川M W 7.8(M S 8.0)地震, 造成了8.7万人死亡与失踪, 迄今不但余震不断, 而且滑坡和泥石流等次生灾害亦时有发生.

陈运泰: 地震预测

作为一种自然现象, 地震最引人注目的特点是它的猝不及防的突发性与巨大的破坏力. 关于这一点, 中外古人根据经验均已有深刻的认识. 早在2000多年前, 在《诗经·小雅·七月之交》中就有关于地震的突发性及其巨大的破坏力的生动描述[6]:

烨烨震电, 不宁不令.

百川沸腾, 山冢崒崩.

高岸为谷, 深谷为陵.

哀今之人, 胡憯莫惩?!

“不宁”指地不宁, 即地动; “不令”是不预先通告给人们周知, 突如其来[7]. 诗中惊叹地震突如其来, 势如闪电, 声如雷鸣, 其力足以令山川变易. 译成白话文, 就是(参阅周锡韦复[8]):

耀眼的雷霆闪电,

地震突如其来.

无数江河在沸腾,

山峰碎裂崩塌.

高耸的崖岸陷落为山谷,

深邃的山谷隆升为丘陵.

可怜今天的人啊,

为何竟不知自省?!

1835年2月20日15时30分UTC(协调世界时), 在智利康塞普西翁(Concepción)-瓦尔帕莱索 (Valpa-raiso)发生了一次M S8.1地震, 震中位置36.0°S, 73.0°W. 地震毁灭了康塞普西翁城. 1835年3月5日, 伟大的博物学家、进化论的创始人达尔文(Darwin C., 1809~1882)在他著名的贝格尔 (H. M. S. Beagle) 号环球旅行途中到达了康塞普西翁, 经历了这次大地震的多次余震. 达尔文以进化论的创始人闻名于世, 但可能鲜为人知的是他也是现在称为地震地质学(earthquake geology)的一位创始人和先驱者. 康塞普西翁-瓦尔帕莱索大地震破坏的惨烈景象给予达尔文强烈的震撼, 他写道[9]:

“通常在几百年才能完成的变迁, 在这里只用了一分钟. 如此巨大场面所引起的惊愕情绪, 似乎还超过了对于受灾居民的同情心.”

通过地质调查已经知道, 地球在整个地质时期都发生过地震. 相传在帝舜时期(约公元前23世纪) “三苗欲灭时, 地震泉涌”; 夏帝发七年(约公元前1831年) “泰山震”[10]. 在《史记·周本纪》中, 就有关于地震的历史记载[10]: “周幽王二年(公元前780年), 西周三川(泾水、渭水、洛水)皆震, ……, 是岁也, 三川竭, 歧山崩”.

正如日食、月食和彗星等天象一样, 地震曾被中外古人归于超自然的原因, 被当作是上天的惩诫. 甚至到了公元1750年, 还有人在英国《伦敦皇家学会哲学丛刊》(Phil. Trans. Roy. Soc. London)上发表文章, 认为把地震归于自然成因的人应当向那些因此被冒犯的人道歉[11]! 也和古人从来没有放弃过对日食、月食、彗星等天象的“天意”的“窥测”的努力一样, 数千年来, 古人对地震的成因及其预测的探索从来没有停止过. 只是由于地质学严重缺乏物理学原理的解释, 对地质构造运动与地震关系的认识长期裹足不前. 直到18世纪牛顿《自然哲学的数学原理》出版, 牛顿力学问世, 才为包括地震在内的地球上的所有运动的统一解释提供了物理基础. 在牛顿力学的影响下, 地震学逐渐发展成为一门现代的科学. 到了19世纪70年代后期, 现代地震仪研制成功, 地震学步入了一个新的时代[12,13].

无情的大地震激发了人们对地震的成因及其预测的探索. 自19世纪70年代后期现代地震学创立以来的130余年里, 地震预测一直是地震学研究的主要问题之一, 多少地震学家莫不苦思预测地震、预防与减轻地震灾害的方法(例如, Milne[14]). 特别是自20世纪50年代中期以来, 作为一个非常具有现实意义的科学问题, 地震预测一直是世界各国政府和地震学家深切关注的焦点之一[3,15~22].

地震预测是公认的世界性的科学难题, 是地球科学的一个宏伟的科学研究目标. 如能同时准确地预测出未来大地震的地点、时间和强度, 无疑可以拯救数以万计乃至数十万计生活在地震危险区人民的生命; 并且, 如果能预先采取恰当的防范措施, 就有可能最大限度地减轻地震对建筑物等设施的破坏, 减少地震造成的经济损失, 保障社会的稳定和促进社会的和谐发展[23~27].

通过世界各国地震学家长期不懈的努力, 地震预测、特别是中长期地震预测取得了一些有意义的进展. 但是地震预测是极具挑战性尚待解决的世界性的科学难题之一, 目前尚处于初期的科学探索阶段, 总体水平仍然不高, 特别是短期与临震预测的水平

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与社会需求相距甚远.

本文是在作者有关地震预测的几篇文章[23~27]的基础上汇编增删写成的, 意在向关注这一问题的广大读者简明地评介国际地震预测研究进展情况, 分析地震预测在科学上遇到的困难, 阐述解决这些困难应采取的科学途径, 展望地震预测的前景.

1地震预测研究进展

1.1 预测与预报

地震预测(prediction)或预报(forecast)不是指像“在某地最近要发生大地震”这类含糊的“预测”、“预报”或说法. 不同时指明地震发生的地点、时间和大小(简称为地震“三要素”)并对其区间加以明确界定的“预测”、“预报”, 几乎没有什么意义. 此外, 还须要用发震概率来表示预测的可信程度. 所以, 地震学家把地震预测定义为“同时给出未来地震的位置、大小、时间和概率4种参数, 每种参数的误差(不确定的范围)小于、等于下列数值[28]:

位置: ±破裂长度;

大小: ±0.5破裂长度或震级±0.5级;

时间: ±20%地震复发时间;

概率: 预测正确次数/(预测正确次数+预测失误次数).

地震预测通常分为长期(10年以上)、中期(1~10年)、短期(1日至数百日及1日以下)[29]. 有时还将短期预测细分为短期(10日至数100日)和临震(1~10日及1日以下)预测. 长、中、短、临地震预测的划分主要是根据(客观)需要、但却是人为(主观)地划分的, 并不具有物理基础, 界线既不是很明确, 也并不完全统一. 在我国, 以数年至10年、20年为长期; 1年至数年为中期; 数月为短期; 数日至十几日为临震[30]. 在国外, 也有以数年至数10年为长期、数周至数年为中期、数周以下为短期的[31~33]. 实际上, 许多地震预测方法所用的地震前兆涉及的时间尺度并不正好落在上述划分法规定的范围内, 而是跨越了上述划分法规定的界线. 在公众的语言中, 甚而在专业人士中, 对“地震预测”和“地震预报”通常不加区分, 并且通常指的就是这里所说的“地震短、临预测”. 在国际上(例如Wyss[28]), 一些地震学家把不符合上述定义的“预测”、“预报”等等称作“预报”, 亦称概率性(地震) 预报, 而把符合上述定义的“预测”称作“确定性的(地震)预测”. 例如对在一段长时期内的某一不确定的时间发生某一震级范围地震的概率做出估计就属于这种类型的“预测”——按这种说法便应当叫做“预报”. 预测美国加州中部帕克菲尔德(Parkfield)在(1988±4.3)年间会有一次6级地震[34~36], 按这种说法也是一种“预报”. 若照这种说法, “长期预测”和“中期预测”便应当称作“长期预报”和“中期预报”. 在我国, 习惯于把科学家和研究单位对未来地震发生的地点、时间和大小所做的相关研究的结果称作“地震预测”, 而把由政府主管部门依法发布的有关未来地震的警报称作“地震预报”. 地震长期预测(长期预报)通常只涉及在正常情况下地震发生的概率. 这种“预测”并非是广大公众最为关注的、能有足够的时间采取紧急防灾措施(如让居民有足够时间撤离到安全地带等等)的“地震短、临预报”. 即使如此, 这种“预测”对于地震危险性评估、地震灾害预测预防、抗震规范制定、地震保险、等等, 也是十分有用的. 为避免混淆起见, 除非特别说明, 本文采用我国的习惯说法. 在评估地震预测(地震是真报对了还是碰运气“撞上”的?)时, “目标震级”的大小是很重要的. 理由很简单: 因为小地震要比大地震多得多(一般地说, 在某一地区某一时间段内, 某一震级地震的数目是震级比它大1级地震的数目的8~10倍)、因而更容易碰巧报对!在给定的地区和给定的时间段内要靠碰运气报对一个M W6.0的地震并非易事, 而靠碰运气“对应上”(“撞上”)一个M W5.0的地震的“预测”还是很有可能的.

从更广泛的意义讲, 从预防和减轻地震灾害的目标考虑, 地震预测还应包括对地震发生时指定地点的地面运动强烈程度的预测. 强(烈)地面运动(地震工程学家亦称之为强地震动)的预测是地震学与工程学交叉的重要学科领域, 近30多年来发展很快; 限于篇幅, 本文暂不涉及这一重要问题.

1.2 地震长期预测

1.2.1 地震空区

在地震长期预测方面, 最突出的进展是板块边界大地震空区的确认. 在环太平洋地震带, 几乎所有的大地震都发生在利用“地震空区”方法预先确定的

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空区内[37~41]. 在我国, 板内(板块内部)地震空区的识别也有一些成功的震例[30,42,43].

地震是地下岩石中的“应变缓慢积累-快速释放”的过程[44,45]. 对地震过程的这一认识是“地震空区”方法的物理基础. 基于这一认识可以推知: 在指定的一段断层上, 将会准周期性地发生具有特征大小与平均复发时间的地震. 这种地震称作“特征地震”(日本地震学家称之为“固有地震”). 特征地震的大小(震级)既可以由在该段断层上已发生过的特征地震的震级予以估计, 也可以根据该段断层的长度或面积予以估计. 特征地震的平均复发时间既可以由相继发生的两次特征地震的时间间隔予以估计, 也可以由地震的平均滑动量除以断层的长期滑动速率予以估计. “地震空区”指的是在时间上已超过了平均复发时间、但仍未以特征地震的方式破裂过的一段断层. 1906年, 地震预测的先驱者、国际著名的日本地震学家今村明恒(Imamura A.)在他所写的一篇论文中曾确认东京近海的相模湾(Sagami Bay)为地震空区, 成功地预报了1923年M S8.2日本关东(Kanto)大地震(亦称东京大地震). 今村明恒还曾经成功地预报了1944~1946年日本南海道(Nankaido)大地震[40,46]. 苏联的费道托夫(ФедотовС. А.)是第一位用现代地震科学原理阐明地震空区概念的地震学家[47]. 他研究了1904~1963年间沿日本-千岛群岛-堪察加岛弧一带M S≥

震震源区的空间分布, 发现这些大地震的震源区基本上是连续分布的. 他认为大地震震源区之间的空隙区便是未来最可能发生大地震的地区即“地震空区”. 费道托夫在1965年发表的论文[47]的一幅地图中指出了未来可能发生大地震的地区; 他的预测很快就在3个地方得到验证, 即1968年5月16日日本十胜-隐歧(Tokachi-Oki)M W8.3地震, 1969年8月11日南千岛群岛M W8.2地震以及1971年12月15日堪察加中部M W7.8地震.

20世纪60年代板块大地构造学说的确立为根据板块边界的地形变与历史地震活动性“收支”平衡情况估算在地质年代里板块边界的地形变速率提供了精确的运动学参考框架. Sykes等[37~41]将1957, 1964 和1965年发生于阿留申海沟的3次地震的滑动量除以北美板块与太平洋板块之间的相对运动速率, 得出在发生这3次地震的3段断层上地震的平均复发时间都大约为100年. 他们运用海底磁异常条带资料以及经过准确定年的地磁场反向时间表等全球性的地球物理观测资料, 在1973和1979年得出了近期可能会发生大地震的有关板块的边界段的预报结果[48,49]. 后来, 他们又出版了经改进后的预报结果[41].

每条断层或断层的每段的表现都是不同的[50]. 按照特征地震的概念, 对于特定的一段断层, 断层上的滑动量主要是通过具有类似的震级、破裂面积和平均滑动量的特征地震释放出来的. 这样一来, 相对于比它大的和比它小的地震, 特征地震必定比按古登堡(Gutenberg B., 1889~1960)-里克特(Richter C. F., 1900~1985)定律(关系式)预期的多得多[51,52], 可是这与迄今在所有的地区几乎都观测到地震服从古登堡-里克特定律所表示的分布相矛盾. 对此, Wesnousky 等[53~55]解释说, 由于断层段服从幂律分布, 所以在一个地区的地震还是按古登堡-里克特定律分布的.

特征地震的概念对于地震物理学与地震灾害评估有着重要的意义. 在地震灾害的评估中, 特征地震的平均复发时间是一个很重要的物理量. 因为上一个特征地震的发震时间好比是一只“地震钟”的“零时”. 从这个“零时”开始, 与这个特征地震类似的下一个特征地震的发生概率即可予以估计. 但是, 对于按古登堡-里克特定律分布的地震来说, 就不能用“地震钟”这样一种简单方法来估算下一个地震发生的概率, 因为对于任何一个震级的地震来说, 便应当有许多个震级比它略小、但其特征并无不同的地震. 不过, 以目前实际震例的观测资料的状况, 特征地震的频度应当比按古登堡-里克特定律分布的地震的频度高, 以及特征地震的震级这两个特征也很难用实际震例的资料予以检验.

作为地震长期预测的一种方法, 特征地震方法取得了一定程度的成功. 用这个方法预测大地震原理很直观, 看上去很简单, 做起来似乎也很容易. 但是要把它推广应用仍有一定的困难, 因为不易确定特征地震的震级并且缺少估计复发时间所需的完整的地震记录资料. 此外, 由于地震过程内禀的不规则性以及地震的发生具有“空间-时间群聚”的趋势, 所以在实际应用地震空区假说同时预测特征地震的震级与发震时间时仍有困难. 地下岩石中的“应变缓慢

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积累-快速释放”的概念意味着在指定的一段断层上错动将周期性地发生, 这个结果是基于依次发生的地震的应力降和两次地震间应力积累的速率两者都是常量的假定(图1(a)). 但是, 在实验室内做的岩石粘-滑实验表明两次地震事件之间的时间间隔是变化的, 应力降是不完全、不规则的, “初始应力”(震前应力)和“最终应力”(震后应力)都是不均匀的. 如果初始应力σ2均匀但最终应力σ1不均匀, 从而应力降(σ2-σ1)不均匀, 那么只有地震发生的时间是可以预测的(这种情形称作“时间可预测模式”)(图1(b))[56]; 如果初始应力σ2不均匀但震后应力σ1均匀, 从而应力降(σ2?σ1)也不均匀, 那么只有地震的震级是可以预测的(这种情形称作“震级可预测模式”) (图1(c))[57].

图1 在构造应力积累的速率保持恒定的情况下的地震预

测模式

(a) 时间与震级均可预测的模式; 构造应力积累的速率保持恒定、“初始应力”(震前应力)σ2和“最终应力”(震后应力)σ1都均匀, 从而应力降(σ2?σ1)也均匀、地震按严格的周期性重复地发生. (b) 时间可预测模式; 初始应力均匀但最终应力不均匀, 从而应力降不均匀、只有地震发生的时间是可以预测的. (c) 震级可预测模式; 初始应力不均匀但最终应力均匀, 从而应力降不均匀、只有地震的震级是可以预测的(据Shimazaki 和Nakata[57])

1.2.2 “东海大地震”

沿着日本西南海岸的南海海槽-相模海槽, 在过去的500多年间重复发生过多次震级M~8的大地震, 包括1498, 1605, 1707, 1854和1944~1946年地震, 平均复发时间约为117年(图2). 在20世纪70年代初期, 一些日本地震学家指出, 1944~1946年间发生的几次大地震比1854和1707年的地震小. 他们认为, 1944~1946年地震的破裂并没有到达南海海槽的东北部叫做骏河(Suruga)海槽的地方. 于是他们推断在板块边界的这一地段、现在称为“东海大地震空区”的地方, 不久的将来将有可能发生一次震级M~8的地震. 这就是日本地震学家预报中的“东海大地震”[22,58~65]. 1978年6月, 日本政府通过了一个以地震预报为前提的、预防和减轻地震灾害为目的的大型地震对策法案, 称作“大规模地震对策特别措置法”, 从1978年12月14日开始实行. 该法案制定了很详细的应急反应计划以及发布短期预报的步骤, 其中最重要的一点是: 当监测前兆的网络观测到异常后, 由专家组成的专门委员会(原先称作“东海地震判定会”, 现在改称作“地震防灾对策强化地区判定委员会”)最迟不超过1个小时就得举行会议, 并且会议在至多30分钟内就得做出判定, 判定该异常是不是所预测的“东海大地

图2 沿着日本西南海岸的南海海槽-相模海槽(在骏河海槽东北面, 图中未绘出)在过去的500多年间重复发生过的震级M~8的浅源大地震的破裂区

沿着骏河海槽的东海地区即是日本地震学家预报中的“东海大地震”空区(据日本地震学会地震予知检讨会[22])

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震”的前兆. 如果判定是“东海大地震”的前兆, 就应整理成“地震预报情况”材料经由气象厅长报告内阁总理大臣. 内阁总理大臣收到报告后, 要立即在内阁会议上发布“警戒宣言”, 并启动应急反应计划.

自1978年到现在已过了31年, 迄今仍未检测到需要启动应急反应计划的异常, 一次也没有开过“判定委员会”紧急会议(不过, “判定委员会”还是每月召开一次例行的碰头会). 国际著名的专家、“判定委员会”主席、东京大学地震研究所原所长茂木清夫(Mogi K.)教授对该委员会能否履行其判定东海大地震短临前兆的功能表示怀疑, 并于1997年在地震预测饱受垢病的批评声中辞去该委员会主席职务, 黯然下台(令人欣慰的是, 与此形成强烈反差, 2003年在日本札幌举行的第23届国际地球物理与大地测量联合会(IUGG)大会上, 茂木清夫教授做了题为“地震预测”的大会报告后, 与会世界各国科学家报以热烈的长时间的掌声向这位地震预测的先驱者致以崇高的敬意). 然而, 继任的新主席溝上惠(Mizoue M.) 教授也持有类似观点. 日本文部省国土地理院于1997年公布了一个报告[66]; 报告说, 在日本目前还做不到像“大规模地震对策特别措置法”所要求的短期预报, 并且什么时间能做到也不得而知.

东海大地震的预报实践表明, 即使对于像这样一种发生于板块边界的、看上去很有规律的历史地震序列, 准确的预报也是很困难的.

1.2.3 帕克菲尔德地震

帕克菲尔德地震的预测也是基于“地震空区”理论. 在美国西海岸圣安德列斯断层靠近帕克菲尔德(在1980年代时是一个居民仅37人的小镇)的一段断层上, 有仪器记录以来发生过3次震级M~6的地震, 即: 1922, 1934, 1966年帕克菲尔德地震(图3中序数为4, 5, 6的地震事件); 而在有仪器记录以前, 也发生过3次M~6的地震, 即: 1857, 1881和1901年帕克菲尔德地震(图3中序数为1, 2, 3的地震事件). 平均每22年便规则地发生一次帕克菲尔德地震. 帕克菲尔德平均22年便发生一次M~6的地震的规则性以及1934年与1966年的帕克菲尔德地震的前震活动性图像之间的相似性使得地震学家相信这些帕克菲尔德地震是以大约相同的滑动量、相隔大约22年在同一段断层的破裂. 由“同震位移”与断层滑动速率的比值求出的地震复发时间也是大约22年[34~36,67]. 根据这些资料以及其他有关资料, 美国地质调查局(United States Geological Survey, 缩写为USGS)在1984年发出正式的地震预报(据Shearer[68]), 明确指出在圣安德列斯(San Andreas)断层靠近帕克菲尔德的一段断层上, 在(1988±4.3)年(即最晚在1993年1月之前)将发生一次M~6的地震, 发震概率约为95%.

到了1993年年底, 预报中的帕克菲尔德地震还没有发生. 美国地质调查局于是宣布“关闭”帕克菲尔德地震预报的“窗口”. 年复一年, “盼望”中的帕克菲尔德地震一直不来, 为此, 有的地震学家认为这次预报本身就是一种错误[69], 认为帕克菲尔德地震序列可能根本就不是特征地震, 而是一种随机发生的事件[55,70,71]. 一些地震学家则对帕克菲尔德地震迟迟未发生提出了许多解释. 例如, 一种解释是: 1983年5月2日发生于加州科林佳(Coalinga)的M W6.4地震可能缓解了帕克菲尔德地区的应力[72]. 另一种解释是: 1906年旧金山大地震后应力的松弛效应推迟了帕克菲尔德地震的发生[73].

1.2.4 1989年洛马普列塔地震

1989年10月18日美国加州洛马普列塔(Loma

图3 帕克菲尔德地震的预测

预测帕克菲尔德在(1988±4.3)年(即最晚在1993年1月之前)将发生

一次M~6地震. 图中序数1~6的圆圈表示历史上发生的6次帕克

菲尔德地震, 问号表示所预测的帕克菲尔德地震, 灰色条带表示

预报帕克菲尔德发生的时间窗(1983~1993). 帕克菲尔德M W6.0地

震(五角星)迟至2004年9月28日才发生, 比预报的时间晚了至少11年(据日本地震学会地震予知检讨会[22])

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Prieta)M W6.9(M S7.1)地震被认为是一次成功预报了的地震. 这次地震发生于1906年旧金山大地震破裂带南端的一段断层上. 在洛马普列塔地震发生前, 许多地震学家和研究集体曾经对这段断层做过详细的研究, 他们注意到: 在这段断层上, 1906年旧金山大地震的地表破裂的滑动量比北段的小, 表明在这一段断层积累的应变在1906年旧金山大地震时没有完全释放完. 并且在这一段小地震又明显地少, 这种现象通常是大地震之前的地震活动图像. 据此他们发出了中长期地震预报, 认为在未来20年内在这段断层上会发生一次M6.5地震, 发震概率是30%[74,39,75]. 在有关这次地震预报的报告发表2年后便发生了洛马普列塔地震, 因此这次地震被认为是成功预报了的. 不过也有人认为, 因为洛马普列塔地震与所预报的地震并不准确地相符, 所以仍然不能排除是碰运气碰上的. 的确, 这次地震不是发生在圣安德列斯断层系的主断层上, 而是发生在一条叫做萨尔根特(Sargent)的次要断层上, 该断层以约70°的倾角向西南倾斜, 与圣安德列斯断层既不相交, 并且断层错动的倾滑分量也相当大, 与以右旋走滑为主的圣安德列斯断层不一致. 此外, 历史应变资料表明, 这一段断层的地表破裂的错动量虽然比北段小, 但从地壳深部的情况看, 在1906年旧金山大地震时, 在地壳深部已发生了相当大的滑动, 所以可能并没有“节余”下多少滑动量给所预报的这次地震[76].

1.3 地震中期预测

1.3.1 应力影区

由地震空区模式可以推知, 地震的发生受到先前发生的地震所引起的应力变化的影响而加速或减速. 如果大地震的发生降低了破裂带附近某区域的应力, 从而降低了该区域发生地震(既包括比该地震大的地震、也包括比该地震小的地震)的可能性, 直至该区域内的应力得以恢复为止. 这便是“应力影区”模式[77~79]. 应力影区模式不同于地震空区模式, 它不仅涉及断层段, 而且也涉及其周围区域. 此外, 由于应力是张量, 所以地震的发生既可能使某些断层段上应力增加, 也可能使某些断层段上应力减小. 在靠近已破裂的断层段的某些区域, 应力实际上是增加的, 从而应力影区模式对“地震群聚”现象提供了一种物理上说得通的解释[80]. 目前, 运用应力影区模式对许

多地震序列做了很有意义的回溯性的研究[81], 不过

尚未被用于地震预报试验. 这是因为, 地壳中的应力

分布的图像与先前发生过的地震破裂的详细情况、断

层的几何情况、地壳中的应力-应变关系、地下流体

的流动对地震引起的应力变化的响应以及其他诸多

目前尚难以测定的因素有关.

1.3.2 地震活动性图像

地震活动性图像是用得最多的一种地震预测方法. 之所以用得多, 原因是这个方法直观明瞭, 并且

比较可靠的地震活动性资料几乎随处可得. 茂木清

夫(Mogi[61])提出, 一次大地震之后接着是频度随时

间逐渐减少的余震, 然后是长期平静期(第一次平静期), 这个平静期后依次是: 未破裂带地震活动性增加, 中期平静期(第二次平静期), 前震活动期, 短期

平静期(第三次平静期), 最后是大地震. 这就是地震

活动性图像的“茂木模式”. 茂木清夫(Mogi[61])描述过

一系列地震活动性图像的实例以至许多人以为可以

简单地用他所描述的地震活动性图像来确认大地震

轮回演化的阶段, 从而预报地震. 日本的Ohtake 等[82,83]曾利用茂木模式成功地预报了1978年墨西哥

南部瓦哈卡(Oaxaca) M7.7地震. 不过, 也有人认为这

只是一次表面上的成功, 因为在1967年全球有一些

大的地震台网停止运作致使全球地震记录的总体情

况发生了重大的变化, 由此得出的地震活动性图像

所反映的前兆的真实性被复杂化了[84]. 特别需要指

出的是, 在实际发生的地震震例中, 茂木模式所描述

的任何一个阶段都有可能缺失; 并且, 尚未有一致公

认的、可被客观地运用的鉴别各个阶段的定义; 此外,

迄今也还没有对茂木模式进行过全面的检验.

在地震活动性图像研究方面, 除了“茂木模式”

即茂木清夫的方法外, 其他研究者还提出了一些不

同的分析方法, 例如, 同时考虑地震的时-空-强三要

素具有不同权重效应的“区域-时间-长度方法” (Region-Time-Length方法, 简称RTL方法)[85~93]; 基

于复杂系统统计力学的地震物理预测模型的“图像信

息学方法”(Pattern Informatics方法, 简称PI方法)[94~96]; 用于比较在某一地区、某一时间段内地震

活动性的平均变化率与该地区地震活动性的总平均

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陈运泰: 地震预测

变化率以检测大地震前近震中地区的地震活动性的可能的异常平静期, 并通过与其他所有在随机的时间与随机的地点可能发生的地震活动性变化率减少加以比较, 估计这种“平静期”的统计意义的“Z-值法”[97]; 通过测量在一给定的3维空间与给定的时间“点”上微震活动的重叠程度以检测微震活动性的空间群聚、地震活动高发期以及地震平静期的“微震重叠法”(SEISMic OverLAPing法, 简称SEISMOLAP 法)[98]; 等等. 上述研究者运用这些方法在一些震例研究中均检测到了地震活动性的异常变化.

1.3.3 图像识别

曾任IUGG主席的国际著名地球物理学家克依利斯-博罗克(Кейлис-БорокВ. И.)及其俄国同事基于对“地震流”特性的分析, 提出了一种称作强震发生“概率增加的时间”(亦称“增加概率的时间”, Time of Increased Probability, 缩写为TIP)的中期预测方法, 运用计算机进行图像识别, 以识别出大地震即将来临前的信息[99~105]. 他们提出了为预测全球8级以上大地震而设计的“M8算法”以及为预测美国加州(California)和内华达州(Nevada) 地震而设计的“CN 算法”. 他们在地震活动区中预先给定的范围(圆圈)内对地震目录进行扫描, 寻找地震发生率的变化、大小地震比例的变化、余震序列的活动度与持续时间以及可用作诊断的各种标志. 他们报告说, 在他们预测的未来比较可能发生大地震的那些范围(圆圈)内取得了意义重大的成功. 自1999年起, 他们对阈值为M7.5和M8.0的地震做提前6个月的实时预测. 运用这个方法, 克依利斯-博罗克及其同事对2003年9月25日发生在日本北海道的M8.1大地震以及加利福尼亚中部2003年12月22日圣西蒙(San Simeon)M6.5地震在震前做出了预报, 并取得了成功[106,107]. 特别是, 预报圣西蒙地震的、题为“关于加州岩石层的现状”的报告是在该地震前6个月, 即2003年6月21日提交给一个由著名科学家组成的专家组的. CN算法也被用在如意大利等其他地区的地震预测并取得了成效[108].

尽管克依利斯-博罗克在国际上具有崇高的学术地位, 声名鼎盛, 他与他的俄国同事提出的算法也可谓相当地成功, 不但如此, 该算法还被别人应用于股票行情预测乃至总统大选的预测并且获得更为巨大得成功, 但毋庸讳言, 他们所预测的未来可能发生大地震的范围实在太大, 其线性尺度是所预报的未来可能发生的大地震的破裂长度的大约5~10倍; 更重要的是, 该算法主要是根据对地震目录做回归统计分析的经验算法, 对所采用的诊断函数的物理意义及其与地震孕育过程的关系缺乏深入的分析与探讨.

1.4 地震短、临预测

1.4.1 地震前兆

在地震发生前, 常常可以观测到一些异常, 如地应变加速或地面隆升、重力场变化、磁场变化、电场变化、地下电阻率变化、地下水位变化、地下流体流动、地下水化学成分变化、大气化学成分变化以及其他一些可能对应力、对岩石中的裂纹或岩石的摩擦特性的变化敏感的参数的变化. 这些异常称作地震前兆, 或者说, 可能的地震前兆[109~122]. 通常认为, 地震前兆反映的可能是地下岩石临近破裂时的应力状态. 在地震预测中用于检测地震前兆的主要方法是地球物理方法, 此外还有大地形变测量和地球化学等方法. 这些地震前兆统称“微观”地震前兆, 相应的方法称为“微观”地震前兆方法. 除了上述“微观”地震前兆外, 还有不依靠精密仪器、能为人们在地震前所感知的“宏观”地震前兆 (“宏观”异常), 如动物行为异常、地下水和温度变化等性质[123~127]. 在地震预测实践中, 多年来, 地震学家一直在致力于探索“确定性的地震前兆”, 即任何一种在地震之前必被无一例外地观测到、并且一旦出现必无一例外地发生大地震的异常.

美国在1964年3月27日阿拉斯加M W8.5大地震之前并不重视地震预测工作. 阿拉斯加大地震后, 美国开始重视并逐渐加强地震预测研究. 1965年Press等[18]提出了地震预测和震灾预防研究十年计划—《地震预测: 十年研究计划建议书》. 1977年美国国会通过了《减轻地震灾害法案》, 把地震预测工作列为美国政府地震研究的正式目标[128]. 特别是在20世纪70年代, 紧接着苏联报道了地震波波速比(纵波速度V P与横波速度V S的比值V P/V S)在地震之前降低之后[129,130], 美国纽约兰山湖地区观测到了震前波速比异常[131,132], 随之而来的大量有关震前波速异

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中国科学D辑: 地球科学 2009年第39卷第12期

常、波速比异常等前兆现象的报导和膨胀-扩散模式、膨胀-失稳模式等有关地震前兆的物理机制的提出[133~135], 以及1975年中国海城地震的成功预报, 在美国乃至全世界范围内掀起了地震预测研究的热潮, 甚而乐观地认为“即使对地震发生的物理机制了解得不是很透彻(如同天气、潮汐和火山喷发预测那样), 也可能对地震做出某种程度的预报”[136,137,20]. 当时, 连许多著名的地球物理学家都深信: 系统地进行短、临地震预测是可行的, 不久就可望对地震进行常规的预测, 关键是布设足够的仪器以发现并测量地震前兆. 但是很快就发现地震预测的观测基础和理论基础都有问题: 对先前报导的波速比异常(Whitcomb 等[138])重新做测量时发现结果重复不了(Allen等[139]); 对震后报导的大地测量、地球化学和电磁异常到底是不是与地震有关的前兆产生了疑问; 由理论模式以及实验室做的岩石力学膨胀、微破裂和流体流动实验的结果得不出早些时候提出的前兆异常随时间变化的进程[140,141]. 到了20世纪70年代末, 大多数早先提出的可能的“微观”地震前兆都被确认为对地震短、临预测价值不大. 至于“宏观” 地震前兆, 通常认为只要做出适当的处理, 至少在一定的程度上可以用它们来做出地震震级、震中区和发震时间的实际预报[125]. 然而, 在对宏观地震前兆做了系统研究后, 力武常次(Rikitake T.[125])提出, 宏观地震前兆的特征尚待阐明, 因为宏观地震前兆常常很可能被许多“噪声”所干扰, 需要对其可靠性做认真的评价. 对动物行为异常等宏观地震前兆异常的成因, 对动物行为异常等宏观地震前兆为什么会、以及如何对数量级为10?7~10?6的地壳应变的变化产生反应的, 迄今仍未得出结论性的意见[125,126,142].

从1989年开始, IUGG所属的7个协会之一的国际地震学与地球内部物理学协会(IASPEI)下属的地震预测分委员会, 组织了由l 3名专家参加的工作小组, 对各国专家自己提名的有意义的地震前兆进行了严格的评审[28,143~145]. 这个专家小组把地震前兆明确地定义为“地震之前发生的、被认为是与该主震的孕震过程有关联的一种环境参数的、定量的、可测量的变化”. 第一轮(1989~1990)对各国专家本人自由提名的认为是有意义的28项地震前兆作了评审, 第二轮(1991~1996)10项, 两轮共37项(第二轮中有一项在第一轮中已评审过). 按照这个专家小组评定的结果, 只有5项被通过认定. 这5项可分为3类. 第一类是地震活动性图像, 包括: ①震前数小时至数月的前震(foreshocks), 例如1975年2月4日中国辽宁海城M S7.3地震的前震[146]; ②震前数月至数年的“预震”(preshocks), 例如1988年1月22日M S6.7澳大利亚Tennant Creek地震[147]; ③强余震之前的地震“平静”[148]. 第二类是地下水的特性, 只有一项, 即: ④1978年1月14日日本伊豆-大岛近海M S7.0地震前地下水中氡气含量减少、水温下降[149,150]. 第三类是地壳形变, 也只有一项: ⑤地壳形变, 例如1985年8月4日美国加州Kettleman 山地震前地下水上升反映的地壳形变[151]. 对于地应变、地倾斜和地壳运动等则未能做出决定, 而对于尾波、Q值、S波分裂、潮汐应变振幅、震群、自然电位、地电阻率和地磁场、电磁辐射、应变对降水量的响应、高程变化、地面垂直运动、断层蠕动、地壳形变(海平面变化-地震)和干旱-地震等则未予以认定. 评审未予以通过并非断然否定所提名的这些前兆方法, 只表明根据评审专家和专家小组的意见, 该方法目前尚未成熟、或者说尚不能完全确信所提名的前兆是否真是地震前兆. 即使被确认为“有意义的地震前兆”的5项, 并不意味着即可用以预报地震. 例如, 前震无疑是地震的前兆, 但是如何识别前震、特别是在震前实时地识别前震, 仍然是一个待解决的问题.

1.4.2 帕克菲尔德地震预测试验场

20世纪80年代以后, 国际上对地震前兆的研究重点转移到寻求大地震前的暂态滑移前兆. 基于详细的实验室滑移实验和模拟计算以及对1966年帕克菲尔德地震现场的定性的野外考察, 一些地震学家认为大地震前会有暂态滑移前兆[152,140,141]. 在实验室条件下观测到的震前暂态滑移量是很微小的, 但是理论计算表明, 在有利的条件下, 如果在实验室里观测到的临界暂态滑移量可以随着岩石样品中的裂纹放大到天然地震断层那么大而成比例地放大, 那么临界暂态滑移在野外是可能被观测到的. 为研究这些问题, 美国地质调查局(USGS)在帕克菲尔德建立了地震预测试验场, 在靠近所预测的帕克菲尔德地震未来震中的地方用大地测量方法、应变仪和倾斜仪

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陈运泰: 地震预测

等前兆仪器作长期、连续、精确的地壳应变测量, 希望能记录下任何可能的前兆性滑移的应变资料以验证理论.

如前所述, 到了1993年年底, 预报中的帕克菲尔德地震一直没有发生, 美国地质调查局于是宣布“关闭”了这个地震预报的“窗口”. 虽然如此, 幸运的是, 对预报中的帕克菲尔德地震的监测工作并没有“关闭”, 设置在帕克菲尔德地震预测试验场的台网继续坚持地震前兆的监测工作[153]. 2004年9月28日17时15分24秒UTC, 地震学家在加州中部帕克菲尔德地震试验场守候多年的M W6.0地震(震中位置35.815°N, 120.374°W, 震源深度7.9 km)终于发生了(见图3). 帕克菲尔德地震姗姗来迟, 比预测的时间晚了整整11年, 但是无论如何还是来了. 虽然在震前未检测到、至今也仍未见分析出有地震前兆, 但是由多种仪器设备构成的复杂的前兆台网记录下了有史以来记录最为翔实的一次地震从发震前至发震时乃至发震后的全过程, 取得了地震活动性、地应力、地磁场、地电场、地下水和地震引起的强烈地面运动等等的完整的记录. 这些记录对于了解地震破裂是如何开始的、如何传播的、又是如何停止的, 对于增进对断层、地形变、震源物理过程、地震预测、预防和减轻地震灾害的认识, 提供了很有价值的资料[154,155].

1.4.3 帕克菲尔德地震预测试验的启示

帕克菲尔德地震的预测试验经历了从预测研究(1979~1984)、发布预报(1985)、全面展开地震监测(1985)、地震迟迟不发生于是关闭预报“窗口”(1993)直至预报中的地震发生(2004), 长达四分之一世纪的漫长历程. 从帕克菲尔德地震试验场的地震预报实践, 我们可以看到:

①与以前发生的6次帕克菲尔德地震比较, 2004年9月28日帕克菲尔德地震的震级(M W6.0)与这些帕克菲尔德地震的震级相近; 地点一致, 破裂也发生在同一段断层上; 此外, 这次地震的余震与1934年、1966年帕克菲尔德地震的余震很相似. 所以可以说, 帕克菲尔德地震的震级和破裂范围是预报对了. 但是发震时间很明显没有报对, 晚了整整11年! 这表明, 地震学家迄今对于特征地震在一段断层上重复发生的时间(地震复发时间)为什么会有这么大的起伏变化仍缺乏认识, 特征地震的中长期预测模型有待改进.

② 2004年帕克菲尔德地震破裂段的两个端点与以前发生的帕克菲尔德地震一样; 破裂方式也一样, 都是从一端起始, 然后往另一端扩展的“单侧破裂方式”. 但是, 与以前发生的帕克菲尔德地震不同, 这次地震的破裂不是从西北端起始、然后往东南端扩展的; 正相反, 它是从东南端开始, 然后往西北端扩展的, 地地道道的“南辕北辙”! 这说明, 地震学家对地震破裂起始与扩展的规律尚缺乏了解, 单凭经验是无法正确预测未来地震的破裂起始点、终止点以及破裂扩展方向的. 这是从帕克菲尔德地震试验得到的新的认识. 这一新的认识对于地震灾害预测、对防震减灾至关重要! 它告诉我们: 今后在地震灾害预测中, 再不能只根据以往的震例轻易假定未来地震的破裂扩展方向; 要加强对地震破裂起始、终止与扩展规律的研究.

③ 2004年帕克菲尔德地震发生在预先精心设计的密集的地震观测台网与前兆观测台网内. 布设这些台网的目的本来就是为了检测前震及其他各种可能的地震前兆的. 但是从震前直至今天仍未检测到地震前兆. 诚然, 一方面, 仍需进一步仔细分析记录资料; 但是, 另一方面, 这种情况至少表明帕克菲尔德地震没有明显的地震前兆, 或者是现有的地震前兆观测手段和方法尚不足以发现、检测出地震前兆. 联想到在世界各地, 在像美国、日本这样的经济实力雄厚、科学技术先进的发达国家的地震危险区内, 地震观测台网与前兆观测台网密布, 地震区内的地质构造情况一般都认为研究得相当透彻, 这些国家的地震学家一直在努力寻找、检测在中等(M W5~7)与中等以上地震之前可能的地震前兆, 特别是前兆性的应变异常变化. 既然迄今未能检测到这种变化, 这说明可靠的地震前兆按现有的地震前兆观测手段和方法的确是很不容易检测出来的. 沿着这一方向继续寻找前兆的努力固然不能轻言放弃; 但是, 另辟蹊径、提出新的思路、探索新的方法, 无疑应当予以提倡和鼓励.

④帕克菲尔德地震预测试验表明“特征地震”的概念对于地震预测可能很有意义. 不过, 上面已经提

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中国科学D辑: 地球科学 2009年第39卷第12期

到, 关于“特征地震”仍有不少争议(例如, Wesnousky 等[53]; Simpson等[72]; Ben-Zion等[73]; Savage等[69]; Wesnousky[54]; Kagan和Wesnousky[55]; Kagan[70]; Rong等[156]; Jackson和Kagan[71]. 同时, 我们也不要忘记, 在一个地区成功的经验不一定适用于其他地区, 就像即使是在我国, 1975年海城地震的经验性预报成功的经验不适用于相距约400 km的1976年唐山地震一样. 所以, 在我国, 乃至在像日本、土耳其等地震活跃的国家或地区, 选准试验场所, 开展并长期坚持像帕克菲尔德地震预测试验场那样的地震预测试验研究, 是非常有必要的. 这样做, 可望获得在不同构造环境下断层活动、地形变、地震前兆和地震活动性等等的十分有价值的资料, 从而有助于增进对地震的了解、攻克地震预测难关.

2地震预测的困难与地震的可预测性

2.1 地震预测的困难

地震预测是公认的科学难题. 那么, 它究竟难在哪里? 它为什么那么难? 归纳起来, 地震预测的困难主要有如下三点(陈运泰[24~27]): 地球内部的“不可入性”、大地震的“非频发性”和地震物理过程的复杂性.

2.1.1 地球内部的“不可入性”

地球内部的“不可入性”是古希腊人的一种说法. 我们在这里指的是人类目前还不能深入到处在高温高压状态的地球内部设置台站、安装观测仪器对震源直接进行观测. “地质火箭”、“地心探测器”已不再是法国著名科幻小说作家儒勒·凡尔纳小说中的科学幻想, 科学家已经从技术层面提出了虽然大胆、然而比较务实的具体构想[157], 只不过是目前尚未提到实施的议事日程上罢了. 迄今最深的钻井是前苏联科拉半岛的超深钻井, 达l0 km, 德国-捷克边境附近进行的“德国大陆深钻计划”预定钻探l5 km. 和地球(平均)半径(6370 km)相比, 超深钻所达到的深度还是“皮毛”, 况且这类深钻并不在地震活动区内进行, 虽然其自身有重大的科学意义, 但还是解决不了直接对震源进行观测的问题. 国际著名的地震学家、俄国的一位王子伽利津(ГалицынБ. Б.)曾经说过(据Галицын[158]; Саваренский和Кирнос[159]):

“可以把每个地震比作一盏灯, 它燃着的时间很短, 但照亮着地球的内部, 从而使我们能观察到那里发生了些什么. 这盏灯的光虽然目前还很暗淡, 但毋庸置疑, 随着时间的流逝, 它将越来越明亮, 并将使我们能明了这些自然界的复杂现象……”

这句话非常动人! 这个比喻十分贴切! 不过, 话虽然可以这么说, 真要做起事情来却没有这么简单. 地震的地理分布并不是均匀的, 全球的地震主要发生在环太平洋地震带、欧亚地震带以及大洋中脊地震带这三条地震带, 并不是到处都有“灯”; 地震这盏“灯”也没有能够把地球内部的每个角落全照亮!何况地球表面的70%为海洋所覆盖, 地震学家只能在地球表面(在许多情况下是在占地球表面面积仅约30%的陆地上)和距离地球表面很浅的地球内部(至多是几千米深的井下)、用相当稀疏、很不均匀的观测台网进行观测, 利用由此获取的、很不完整、很不充足、有时甚至还是很不精确的资料来反推(“反演”)地球内部的情况. 地球内部是很不均匀的, 也不怎么“透明”, 地震学家在地球表面上“看”地球内部连“雾里看花”都不及, 他们好比是透过浓雾去看被哈哈镜扭曲了的地球内部的影像. 凡此种种都极大地限制了人类对震源所在环境及对震源本身的了解(尽管如此困难, 近半个世纪以来, 地震学家在地球内部的层析成像方面还是取得了与其他学科相比毫不逊色的巨大的成功).

2.1.2 大地震的“非频发性”

大地震是一种稀少的“非频发”事件, 大地震的复发时间比人的寿命、比有现代仪器观测以来的时间长得多, 限制了作为一门观测科学的地震学在对现象的观测和对经验规律的认知上的进展. 迄今对大地震之前的前兆现象的研究仍然处于对各个震例进行总结研究阶段, 缺乏建立地震发生的理论所必需的切实可靠的经验规律, 而经验规律的总结概括以及理论的建立验证都由于大地震是一种稀少的“非频发”事件而受到限制. 作为一种自然灾害, 人们痛感震灾频仍, 可是等到要去研究它的规律性时, 又深受“样本”稀少之限(当然, 这句话的意思不是说希望多来大地震)!

大地震是一种稀少的“非频发”事件, 不等于说地震是一种稀少的“非频发”事件. 在地震学中, 表示

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陈运泰: 地震预测

地震数目多少(频度)与地震大小(震级)之间关系的古登堡-里克特定律表明地震频度与震级遵从幂律关系[51]. 简单地说, 地震越小, 频度越高(或者说数量越大); 通俗地说, 在某一地区某一时间段内, 某一震级地震的数目是震级比它大1级地震的数目的8~10倍; 具体地说, 全球平均每3年大约发生2个M S≥8.0地震,平均每年大约发生17个M S7.0~7.9地震, 134个M S6.0~6.9地震, 1319个M S5.0~5.9地震, 13000个M S4.0~4.9地震, 130000个以上M S3.0~3.9地震, 1300000个以上M S2.0~2.9地震, 等等[4,5]. 显然, 倘若不论其大小, 地震的确不但不是“非频发”的, 而且是“频发”的! 在地震学中, 大地震通常指的是M S≥7.0的地震[52,160]. 就全球而言, 与平均一年发生上千个中等大小的地震(5.0≤M S<7.0的地震)相比, 平均一年发生17~18次大地震(M S≥7.0地震)尚属“非频发”事件. 大地震的“非频发性”与不论其大小的地震的“频发性”不能混为一谈[161].

也不要把大地震的“非频发性”与灾害性地震的频繁发生(“频发性”)相混淆. 近年来, 不仅是大地震, 连中等大小的地震(5.0≤M S<7.0的地震)也频频袭击人口稠密的地区, 造成相当严重的地震灾害. 影响地震造成人员伤亡和财产损失的因素很多, 除了地震大小外, 还有震源深度、地理位置、发震时间、结构物与建筑物的质量、地质土层条件等因素. 一个最新的典型例子当推前面已提及的2003年12月26日伊朗巴姆地震. 巴姆地震的震级只是M W6.6(M S6.8), 地震不大, 却因当地绝大多数的民居和古老的建筑物均系土砖结构, 抗震性能极差、震源又浅(震源深度只有10 km)、地质土层条件很差、地震震中正好就在巴姆城的正下方, 地震又发生在当地时间凌晨(发震时间为1: 56: 52 UTC, 当地时间为上午5: 26: 52, 当地时间与协调世界时的时差为3.5 h), 诸多不利因素叠加在一起, 以至造成了约3.1万人死亡, 约3万人受伤, 约7.56万人无家可归, 85%以上的建筑物与基础设施毁坏, 具有千年历史的巴姆古城毁于一旦.

2.1.3 地震物理过程的复杂性

从常识上笼统地说, 不言而喻, 地震是发生于极为复杂的地质环境中的一种自然现象, 地震过程是高度非线性的、极为复杂的物理过程. 地震前兆出现的复杂性和多变性可能与地震震源区地质环境的复杂性以及地震过程的高度非线性、复杂性密切相关.

从专业技术的层面具体地说, 地震物理过程的复杂性指的是地震物理过程在从宏观至微观的所有层次上都是很复杂的. 例如, 宏观上, 地震的复杂性表现在: 在同一断层段上两次地震破裂之间的时间间隔长短不一, 变化很大, 地震的发生是非周期性的[162,163]; 地震在很宽的震级范围内遵从古登堡-里克特定律; 在同一断层段上不同时间发生的地震其断层面上滑动量的分布图像很不相同; 大地震通常跟随着大量的余震, 而且大的余震还有自己的余震; 等等. 就单个地震而言, 地震也是很复杂的, 如: 发生地震破裂时, 破裂面的前沿的不规则性; 地震发生后断层面上的剩余应力(亦称最终应力、震后应力)分布的不均匀性, 等等. 在微观上, 地震的复杂性表现在: 地震的起始也是很复杂的, 先是在“成核区”内缓慢地演化, 然后突然快速地动态破裂、“级联”式地骤然演化成一个大地震. 这些复杂性是否彼此有关联? 如果有, 是什么样的一种关系? 都是非常值得深究的问题. 从基础科学的观点来看, 研究地震的复杂性有助于深入理解地震现象以及类似于地震的其他现象的普适性; 反过来, 对于地震现象以及类似于地震的其他现象的普适性的认识必将有助于深化对地震现象的认识, 从而有助于对预防和减轻地震灾害.

2.2 地震的可预测性

在物理学中, 把物理系统的演化对初始条件高度敏感的、非线性的依赖性称为“混沌”. 混沌对于许多物理现象的可预测性是一种内禀的限制. 在混沌这个物理概念广为应用之前, 地震学家凭借直觉早已熟知这一概念[51,52]. 有一些专家认为(例如, Bak 等[164,165]、Bak和Tang[166]、Bak[167] ), 地震系统与其他许多系统一样, 都属于具有“自组织临界性” (self-organized criticality, 常缩写为SOC)的系统, 即在无临界长度标度的临界状态边缘涨落的系统. 在具有“自组织临界性”的系统中, 任何一个小事件都有可能以一定的概率“级联”式地演变成大事件. “级联”是否发生与整个系统内的所有细节有关, 而不仅仅是与大事件及其邻近区域的细节有关. 从理论上说, 虽然整个系统内的所有细节是可以测量的, 但是因

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中国科学D辑: 地球科学 2009年第39卷第12期

为需要测量的细节的数量是如此之多以至于实际上是不可能一一准确地测量的; 况且迄今人们仍然不了解其中的物理定律. 因此, 从本质上说, 具有自组织临界性的现象是不可预测的. 值得注意的是, 具有自组织临界性的系统中的临界现象普遍都遵从像地震学中的古登堡-里克特定律(古登堡-里克特关系式)那样的幂律分布.

地震是地下岩石的快速破裂过程. 在地震学中, 表示地震数目多少(频度)与地震大小(震级)之间关系的古登堡-里克特定律表明地震频度与破裂的尺度遵从幂律关系, 这意味着地震在空间域上的分布是分形的. 在地震学中, 还有另外一条定律、即表示余震的频度随时间作指数衰减的、经宇津德治(Utsu T., 1928~2004) 改进的大森房吉(Omori F., 1868~1923)定律(参见Bullen[11]) 。“改进的大森定律”现在亦称“大森-宇津定律”或“大森-宇津定标律”。大森-宇津定律意味着地震在时间域上的分布也是分形的. 据此, 一些专家认为, 无论是在空间域上还是在时间域上, 地震都具有典型的分形结构, 并不存在一个特征的长度标度, 所以地震是一种自组织临界(SOC)现象; 他们还认为, 地震系统与其他许多系统一样, 都属于具有“自组织临界性”的系统. 这些专家进一步推论说: 既然自组织临界现象具有内禀的不可预测性, 所以地震是不可预测的; 既然地震预测很困难, 甚至是不可预测的, 那么就应当放弃它, 不再去研究它[33]. 言之凿凿, 应和者甚众. 一时间, “地震不可预测”论甚嚣尘上.

可是, 地震是不是一种自组织临界现象, 这不是一个靠“民主表决”、“少数服从多数”可以解决的问题!多数人认为地震是一种自组织临界现象, 并不能说明地震就是一种自组织临界现象[168]! 这是因为地震的自组织临界性的最重要的观测依据是由古登堡-里克特定律推导出的幂律, 而这个幂律实际上只是一种表观现象. 从这个实际上是表观现象的幂律出发, 便得出地震除了受到一个地区所能支持的最大震级的限制以外, 不存在特征尺度、具有“标度不变性”的结论, 这是错误的. 产生这一错误的关键是没有考虑到余震的效应. Knopoff[168]指出, 在我们通常看到的地震活动性图像中, 很多地震实际上是过去发生的大地震的余震, 必须把这些余震的“账”算清楚, 算到大地震——它们的主震的头上, 才能给出符合真实情况的地震分布的图像. 在细致地研究了余震的效应之后, Knopoff[168]发现地震现象并非不存在特征尺度, 而是至少存在4个特征尺度: ①相应于“大”地震与“小”地震分界即发震层(亦称易震层、孕震层)的厚度(约15 km, 相当于 6.5级地震)的特征尺度(Scholz[169]); ②相应于“大”余震与“中”、“小”余震分界(约5级地震)的特征尺度; ③相应于余震区的空间范围(1~3 km)的特征尺度; ④相应于断层带宽度(100~200 m)的特征尺度.

耐人寻味的是, 在研究地震的自组织临界性时, 许多研究者运用的理论模型恰恰是Knopoff和他的学生Burridge 在40多年前提出的Burridge-Knopoff弹簧-滑块模型(简称B-K模型)[170]. 这些研究者以B-K 模型或其他与B-K模型大同小异的、非常简单的、类似于地震的模型做的数值模拟理论研究得出了“地震不可预测”的结论, 如: 一个小地震事件是否生长、是否发展为大地震事件不可预测地依赖于整个系统内的弹性性质、断层长度以及所贮存的弹性能的微小变化[166,171~173]; 如果任何一个小地震都有可能演变为大地震, 那么地震预测将是不可能的[174]; 对单个地震的发震时间和震级做确定性的地震预测是不可能的[175]; 等等. 对地震预测持否定意见的Geller[33]概括说, 这些数值模拟采用的都是非常简单的、类似于地震的模型, 唯其简单, 更表明对于一个确定性的模式来说是何等容易成为不可预测的; 因此没有理由认为这些理论研究得到的结论不适用于地震.

Knopoff[168]则认为这些研究者滥用了他的模型(B-K模型), 他认为, 这些研究者由于没有恰当地考虑地震的物理问题, 所以“他们虽然模拟了某些现象, 但他们模拟的不是地震现象.” 他指出, 地震表观上遵从的幂律对应的只是一种过渡现象, 而不是系统最终演化到的自组织临界状态; 地震现象是自组织(SO)的, 但并不临界(C). 地质构造复杂的几何性质使主震和余震遵从大致相同的、类似于分形的分布, 这使得人们很容易将它们混为一谈, 而不考虑幂律的可靠性问题, 从而简单地从幂律出发推出地震具有自组织临界性、进而推出“地震不能预测”的结论. Knopoff[168]尖锐地指出主张“地震不可预测”的研究者在逻辑推理上的谬误. 他指出, 主张“地震不可预

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测”的研究者的逻辑推理好比说是: “哺乳动物(自组织临界现象)有4条腿(遵从幂律分布), 桌子(地震现象)也有4条腿(遵从幂律分布), 所以桌子(地震现象)也是一种哺乳动物(自组织临界现象)或哺乳动物(自组织临界现象)也是桌子(地震现象)”.

对地震的可预测性这一与地震预测实践以及自然界的普适性定律密切相关的理论性问题的探讨或论争还在继续进行中[171~184]. 既然地震的可预测性的困难是源于人们不可能以高精度测量断层及其邻区的状态以及对于其中的物理定律仍然几乎一无所知. 那么如果这两方面的情况能有所改善, 将来做到提前几年的地震预测还是有可能的. 提前几年的地震预测的难度与气象学家目前做提前几小时的天气预报的难度差不多, 只不过做地震预测所需要的地球内部的信息远比做天气预报所需要的大气方面的信息复杂得多, 而且也不易获取, 因为这些信息都源自地下(地球内部的“不可入性”). 不过, 这样一来, 对地震的可预测性(预测地震的能力)的限制可能与确定性的混沌理论没有什么关系, 而是因为得不到极其大量的信息.

3实现地震预测的科学途径

3.1 依靠科技进步、依靠科学家群体

地震预测是一个多世纪以来世界各国地震学家最为关注的目标之一. 如前已述, 在20世纪70年代中期以前, 由于膨胀-扩散模式[133,134]、膨胀-失稳模式的发展[135]以及1973年美国纽约兰山湖地震和1975年中国海城地震的成功预报使得国际地震学界对地震预测一度弥漫了极其乐观的情绪[136,137,20]. 然而, 运用经验性的地震预报方法未能对1976年中国唐山大地震做出短、临预报以及到了20世纪80~90年代, 美国地震学家预报的圣安德列斯断层上的帕克菲尔德地震、日本地震学家预报的日本东海大地震都不发生(前者推迟了11年于2004年9月28日才发生, 后者迄今尚未发生), 又使许多人感到沮丧悲观. 一个多世纪以来, 对地震预测从十分乐观到极度悲观什么观点都有, 不同的观点一直在辩论, 从未有止息(例如, Geller[33,176,177]; Geller等[178,179]; Hamada[180]; Turcotte[181]; Knopoff[29,168,182]; Knopoff等[184]). 相应地, 地震预测预报的“行情”亦大起大落. 从20世纪80年代中期开始, 一直到不久以前, 正如曾对帕克菲尔德地震预测做出重大贡献的科学家之一的林德(Lindh A.

G.)博士[153]感叹道: “当前被视为在做地震预测工作是极其不时尚的, 以至于人们调侃说如果你想得到资助那么在你的基金申请书中切勿有任何涉及地震预测的字眼.”

尽管如此, 和坊间流传的说法大相迳庭, 国际地震学界对地震预测预报以及预防与减轻地震灾害的关注与研究从来没有停止和放弃过. 近一二十年来, 特别是近年来, 地震预测预报问题在世界范围内重新引起各界的关注[185~187], 不幸的是, 这至少部分地是以频繁发生的灾害性地震(如前面已提到的2001年印度古杰拉特地震、2003年伊朗巴姆地震、2005年巴基斯坦地震以及迄今余震不断的、引发了印度洋特大海啸的2004年印尼苏门达腊-安达曼特大地震等)造成的灾难为代价! 各国地震学家正在加紧努力, 以更广阔、更新颖的视野审视地震预测预报(例如, Linde和Sacks[188]; Thanassoulas[189]; Crampin等[190]; Beroza 和Ide[191]; Bromirski[192]; Liu等[193]; Borghi 等[194]).

地震预测面临的困难(或者说性质、特点)是客观存在的困难, 既不是今天才冒出来的, 也不是最新的“发现”; 地震预测研究的这些性质或特点本质上也是包括地震学在内的固体地球科学的性质或特点. 困难既是挑战, 也是机遇. 事实上, 一部现代地震学的历史也就是地震学家不断迎接挑战、不断克复困难、不断前进的历史. 地震预测的确困难, 但并非是不可能的. 讨论地震预测的困难是为了找准问题, 以便对症下药, 战胜困难. 我们在下文(3.4节等)将要述及的许多地震预测的研究方法便是地震学家针对上述困难提出来的方法. 地震预测预报面临的困难既不能作为放松或放弃地震预测研究的藉口; 也不能作为放弃地震预测研究、片面强调只要搞抗震设防的理由. 面对地震灾害, 地震学家要勇于迎接挑战, 知难而进; 增强防御与减轻地震灾害的能力, 包括做好抗震设防工作、增强工程抗震设防的能力(如提高地震动预测水平)等等, 离不开地震预测预报水平的提高, 也离不开对地震发生规律及其致灾机理的认识. 解决地震预测面临的困难的出路既不能单纯依靠经验性方法, 也不能置迫切的社会需求予不顾、翘首企盼几

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十年后的某一天基础研究的飞跃进展和重大突破. 在这方面, 地震预测、特别是短临预测与医学以及军事科学或许有类似之处, 而与纯基础研究不完全一样[24~27]. 这就是: ①时间上的“紧迫性”, 即必须在第一时间回答问题, 不容犹豫, 无可推诿; ②对“敌情”、“病情”、“震情”所掌握的信息的“不完全性”; ③决策的“高风险性”—一个决策动辄涉及成千上万、甚至是几十万人的生命, 几十亿、上百亿元或以上的经济损失以及难于用金钱计算的社会安定和谐问题. 医学和军事科学都十分重视理论和基础研究, 但病人的家属不会把病人送给只懂(即使是学问高超的)医学理论知识但缺乏临床经验的医生动手术, 军队也不会喜欢赵括那样的指挥员. 地震预测的这些特点既不意味着对地震预测可以降低严格的科学标准, 也不意味着可以因为对地震认识不够充分、对震情所掌握的信息不够完全(极而言之, 永远没有“充分”、“完全”的时候)而置地震预测于不顾. 在这方面, 值得回顾一下地震学界的先辈们给我们留下的十分宝贵的然而也是极其惨痛的经验教训[195~197]:

寺田寅彦(Terada, T.)是20世纪初一位国际著名的日本地球物理学家, 也是一位优秀的散文作家. 他是1923年9月1日关东大地震发生后于1925年11月建立的东京帝国大学(今东京大学)地震研究所的创建者之一(创建者还有首任代所长末廣恭二, 長岡半太郎、石原純等国际地震学界熟知的地震学家), 现在仍然矗立在东京大学地震研究所门前的铜版上的碑文便是出自他的手笔. 他的一句据说在日本是家喻户晓的警句是:

“天灾总是在人们将其淡忘时来临.”

这句极富哲理的警句虽然并不具体涉及天灾的科学内涵, 但无论是对广大公众还是对负责公共安全的政府官员, 时至今日都是一个极有教益的警示. 可是, 由尚有争议的科学原理得出的对公众的地震警告可能起不到什么实际作用, 反而会给科学家本人带来不幸. 在日本地震界广为人知的大森房吉和今村明恒的故事就是一个例子. 今村明恒深信地震空区理论, 并曾预测东京附近的相模湾将发生大地震. 该地区处于一个大地震活动带上, 但历史上还没有发生过大地震. 1906年, 时为东京帝国大学地震学教研室助手(助教授)的今村明恒发表了一篇文章, 预测在50年内相模湾将发生大地震; 并对东京缺乏防火设施提出警告, 指出如果相模湾发生的大地震袭击东京, 东京将有10万人会死于火灾. 可是, 这篇文章受到了时为东京帝国大学地震学教研室主任的大森房吉教授的猛烈抨击. 大森房吉认为今村明恒的文章缺乏可靠的科学依据并会引起社会的恐慌. 在大森房吉抨击今村明恒的文章发表后的17年间, 今村明恒的处境十分悲惨. 直到1923年9月1日, 他的预测不幸言中: 地震真的发生了! 关东大地震(日本气象厅(JMA)震级M JMA7.9, M S 8.2, 震中位置35.2°N, 139.5°E)夺走了14.3万人的生命, 受伤人数达10余万人, 房屋全部倒塌12.8万余间, 部分倒塌12.6万余间, 烧毁44.7万余间, 受灾人口达340余万人, 经济损失55亿日圆, 成为了日本有史以来最严重的一次自然灾害. 关东大地震发生时, 大森房吉正在澳大利亚参加第二届泛太平洋科学大会, 教研室主任的工作暂由今村明恒代理. 得知大地震的消息后, 大森房吉提前结束澳洲之行回国. “雪上加霜”, 在乘船回国途中, 他的健康状况因脑痈急剧恶化. 大森房吉于10月4日抵达横浜, 前去迎接他的正是今村明恒! 大森房吉除向前去迎接他的今村明恒表示感谢外, 还为关东大地震震灾深为自责. 大森房吉在抵达日本不久后(11月8日)去世, 终年仅55岁. 逝世之前, 大森房吉将东京帝国大学地震学教研室主任的工作托付给了曾经被他猛烈抨击过的今村明恒.

我们从睿智的寺田寅彦、勇敢的今村明恒和谨慎的大森房吉的故事可以得到什么样的启示呢? 寺田寅彦的警示虽然没有从科学上对天灾做出具体的预报, 但直至今日仍然正确地反映了当今社会的状况, 他的警示是长鸣的警钟, 告诫人们时刻不要忘记防灾减灾. 今村明恒基于地震专业知识而做出的具体的警告, 虽然事后被证明是正确的但在当时却被与他同时代的更有名望的科学家以科学依据不可靠(前面提到的信息的“不完全性”)并会引起了社会的恐慌(决策的“高风险性”)为由所“打压”, 他的正确的预报竟以社会遭受严重损失、今村明恒个人长期承受巨大的压力为惨重代价才得以证明! 需要指出的是, 大森房吉的“打压”并非出自个人的恩怨, 而是认为当时今村明恒的科学依据尚不可靠、不足于得出相模湾将发生大地震的结论, 并且, 按照现在的流行说法, 预报

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的“时间窗”长达50年; 大森房吉本人也并非没有注意到东京近邻地区可能发生地震, 例如, 他于关东大地震发生前一年(1922年)曾经写道(Bolt[12]): “现在东京近邻地区保持地震平静, 但距东京平均60 km距离的周围山区地震频频发生, 虽然在城里常常明显感到这些地震, 但因为该区不属于严重破坏的地震带, 并不构成危险. 然而随着时间的流逝, 目前地震活动区的地震活动将逐渐平静下来, 而作为补偿, 东京湾可能再度发生地震活动, 并可能发生一次地震. 这样, 一个震源距东京一定距离的地震将产生局部变动和部分破坏.”

大森房吉卓越地预报了未来即将发生地震的地点(“东京湾可能再度发生地震活动, 并可能发生一次地震”), 但低估了地震的强度(“一个震源距东京一定距离的地震将产生局部变动和部分破坏”), 而且没有料到不久(翌年)就发生!

一个世纪以来, 经过几代地震学家的努力, 对地震的认识的确大有进步, 然而不了解之处仍甚多. 目前地震预测尚处于初期的科学探索阶段, 地震预测的能力、特别是短、临地震预测的能力还是很低的, 与迫切的社会需求相距甚远. 解决这一既紧迫要求予以回答、又需要通过长期探索方能解决的地球科学难题唯有依靠科学与技术的进步、依靠科学家群体. 一方面, 科学家应当倾其所能把代表当前科技最高水平的知识用于地震预测预报; 另一方面, 科学家(作为一个群体, 而不仅是某个个人)还应勇负责任, 把代表当前科技界认识水平的有关地震的信息(包括正、反两方面的信息)如实地传递给公众, 应当说实话, 永远说实话! 决不能重演像当年大森房吉压制今村明恒观点那样的悲剧.

3.2 强化对地震及其前兆的观测与研究

为了克服地震预测预报面临的观测上的困难, 在地震观测与研究方面, 多少年来, 地震学家不但在陆地上, 在海岛上, 而且向海洋进军, 在海底大量布设地震观测台网, 形成从全球性至区域性直至地方性的多层次的地震观测系统. 例如, 截至2003年, 属于全球性(“台距”即台站之间的距离约2000 km)的全球地震台网(Global Seismic Network, 缩写为GSN)的地震台已达126个; 截至2005年, 中国国家数字地震台网(National Digital Seismograph Network)的地震台已达152个, 区域数字地震台网(Regional Digital Seismograph Network)的地震台已达678个[198]. 即使如此, 地震观测台网仍然是很稀疏的. 在大多数地区, 限于财力和自然条件, 台网密度仍较低, 台距较大. 这种情况造成了一方面是“信息过剩”, 即: 现有的数字地震台网产出的大量数据使用得不够, 不能充分发挥其作用, 积压浪费; 而另一方面, 则是“信息饥渴”, 即: 由于台网密度低、台距较大, 资料不便于分析研究、以至于在监测地震或开展地震研究时, 捉襟见肘, 感到资料不足. 有鉴于此, 地震学家应努力变“被动观测”为“主动观测”, 在规则地加密现有固定式台网的基础上, 在重点监测与研究地区布设流动地震台网(台阵), 进一步加密观测, 改善由于台距过大、不利于分析解释地震记录的状况; 并且不但利用天然地震震源、而且也运用包括爆破在内的人工震源对地球内部进行探测以获得有关震源特征和地震波传播路径效应的更多的、更精细的信息.

在地震前兆的观测与研究方面, 应继续强化对地震前兆现象的监测、拓宽对地震前兆的探索范围, 以期在可靠的和丰富的前兆现象基础上, 构制自由度较小的定量的物理模式进行模拟、反复验证, 逐渐地、然而实效上可能会是较快地阐明地震前兆与地震发生的内在联系, 实现地震预测. 地震是发生在地球内部的自然现象. 一个7级大地震释放的应变能的数量级达1015 J, 很难置信在如此巨大的应变能释放之前不出现任何“讯号”. 已知的地震前兆包括直接与地震过程相联系和不十分直接与地震过程相联系的两大类. 前者如地震活动性、地震空区、b值、Q值、波速与波速比等地震学前兆[112,199,123~126,200~203]以及如通过地倾斜、地应变、地应力和重力变化等形式表现出来的地形变、地应力与重力前兆, 后者如地磁、地电[204~206]、地下水位、地下水化学[110,111,149,150,207~209]和动物异常[142,126]等. 它们涉及地球物理、大地测量、地质和地球化学等众多的学科和广阔的领域. 一方面, 可沿着已有的方向继续努力寻找地震前兆; 但是, 另一方面, 应当努力探索新的前兆. 例如, 现在已经发现的洋中脊转换断层上的“慢地震”, 在俯冲带上以及圣安德列斯断层上的“寂静地震”, 还有在大型的逆冲断层下方周期性的缓慢滑动事件[210~212,188,191]及与

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其相关的间歇性的简谐颤动[192], 台风对地震的触发作用[193], 以及利用地震剪切波分裂监测地壳应力变化以预报地震的时间和震级的“应力预报地震”(stress-forecast earthquake)方法[190,213~221], 地震活动性的“临界加速模型”[162,222], “加速矩释放模型” (acceleratory moment release模型, 简称AMR模型)[223], “短期丛集模型”[224], “应力触发模型”[80,81]等等, 均应引起重视.

为了推进地震预报(earthquake forecasting)稳步向前发展, 有必要对地震预报的质量进行科学的、客观的评估. 为此, 在美国南加州大学的南加州地震中心(Southern California Earthquake Center, 缩写为SCEC)、美国地质调查局(USGS)以及美国自然科学基金会(National Science Foundation, 缩写为NSF)的共同支持下, 南加州地震中心的“区域性地震似然模型工作组”(Working Group on Regional Earthquake Like-lihood Models, 缩写为RELM)倡议开展名为“地震可预测性合作研究”(Collaboratory Studies for Earth-quake Predictability, 缩写为CSEP)的国际合作, 计划先从美国加州开始试验, 然后推广至全球, 对预测模型和预报模型进行严格的评估[225]. 迄今, 除SCEC外, 已有瑞士苏黎士高等工业学校(Eidgen?ssische Tech-nische Hochschule, Zurich)、新西兰地质与核科学研究所(Institute of Geological and Nuclear Sciences, New Zealand)以及日本东京大学地震研究所(Earthquake Research Institute, University of TokyoI)参加这一国际合作计划, 成为其试验中心. 这一国际合作计划已从2009年8月1日开始实施, 将对新西兰、日本、西太平洋北部及南部以及全球的地震预测模型和预报模型进行严格的评估. 这种全球性的预测预报模型严格的客观的评估必将有助于改进预测预报模型, 提高预测预报地震的能力.

20世纪90年代以来, 空间对地观测技术和数字地震观测技进步, 使得观测(现代地壳运动、地球内部结构、地震震源过程以及地震前兆的)技术, 在分辨率、覆盖面和动态性等方面都有了飞跃式的发展, 高新技术如全球定位系统(GPS)、卫星孔径雷达干涉测量术(InSAR)等空间大地测量技术、用于探测地震前兆的“地震卫星”等在地球科学中的应用为地震预测研究带来了新的机遇(例如, Borghi等[194]), 多学科协同配合和相互渗透是寻找发现与可靠地确定地震前兆的有力的手段.

3.3 坚持地震预测科学试验—地震预测试验场

地震既发生在板块边界(板间地震)、也发生在板块内部(板内地震), 地震前兆出现的复杂性和多变性可能与地震发生场所的地质环境的复杂性密切相关. 因地而异、即在不同地震危险区采取不同的“战略”, 各有侧重地检验与发展不同的预测方法, 不但在科学上是合理的、而且在经济效益上也是比较高的. 应重视充分利用我国的地域优势, 总结包括我国的地震预测试验场在内的世界各国的地震预测试验场经验教训, 通过地震预测试验场这样一种行之有效的方式, 开展在严格的、可控制的条件下进行的、可用事先明确的可接受的准则予以检验的地震预测科学试验研究; 选准地区, 多学科互相配合, 加密观测, 监测、研究、预测预报三者密切结合, 坚持不懈, 可望获得在不同构造环境下断层活动、形变、地震前兆和地震活动性等的十分有价值的资料, 从而有助于增进对地震的了解、攻克地震预测难关.

3.4 系统地开展基础性、综合性的对地球内部及对地震的观测、探测与研究计划

为了克服地震预测面临的观测上的困难, 除了前面已经提及的强化对地震及其前兆的观测外, 还应考虑: ①在地震活动地区进行以探测震源区为目的的科学钻探, 钻探到发震层所在深度对震源区作直接观测. 科学钻探常因代价昂贵因而只能是“一孔”、顶多是若干个“孔”而被讥为“一孔之见”, 而且还只是“皮毛”. 但是能够到达发震层(孕震层)所在的深度对震源区作直接的观测, 尽管是“皮毛”的“一孔之见”, 还是十分宝贵的, 所得的结果对于克服“不可入性”带来的困难、对于验证理论是很有意义的. ②在断层带开挖探槽研究古地震, 延伸对地震“观测”的时间窗的长度以克服大地震的复发时间比人的寿命、比有现代仪器观测以来的时间长得多(大地震的“非频发性”)带来的困难. ③在实验室中进行岩石样品在高温高压下的破裂实验, 模拟单个地震的孕育、发生、扩展、停止, 地震序列的形成与发生以及地震的轮回过程, 等等. 通过对岩石样品中的微小破裂事件

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的实验研究藉以了解作为大的破裂事件的天然地震的发生发展规律, 以克服被动地等待观测复发时间漫长的天然地震的发生(大地震的“非频发性”)带来的困难. ④利用计算机做地震数值模拟, 模拟地震的孕育、发生、扩展、停止, 地震序列的形成与发生, 地震的轮回过程以及地震的致灾过程, 等等. 通过在计算机中进行数值模拟, 既能再现复发时间以数十年、数百年计、甚至更长的天然地震的孕育与发生过程(大地震的“非频发性”)、地震序列的形成与发生以及地震的轮回过程(大地震的“非频发性”), 又能模拟破裂时间以仅仅数秒、数十秒计的天然地震的快速破裂过程(地震的“突发性”).

为此, 应当实施旨在对地球内部及地震系统地进行基础性的、综合性的观测、探测与研究的大型的科学计划. 目前美国正在实施的“地球透镜计划” (EarthScope)是一个很有创新意义的例子(EarthScope Working Group, EarthScope Project Plan, 2001)[226], 值得借鉴. “地球透镜计划”旨在通过观测、研究北美大陆的活动构造和岩石层结构, 以发展地震科学, 促进地震科学在减轻地震灾害中的应用. 该计划由4个部分组成:

(1) 美国台阵(USArray) 计划. “美国台阵计划”拟对美国大陆、阿拉斯加及其邻区的岩石层(地壳和上地幔)结构做高分辨度的地震成像. 该计划拟动用400套宽频带地震仪组成大型的遥测地震台阵, 有规则地进行实时观测; 再用2400套便携式地震仪组成移动式台阵, 借助于天然与人工两种震源, 对在上述大型遥测台阵“脚印”内的关键目标做高密度的短期观测; 并以固定式的地震台网—美国地质调查局国家地震台网(USGS/National Seismic Network)进行长期、连续的地震观测.

(2) 圣安德列斯断层深部观测计划(San Andreas Fault Observatory at Depth, 缩写为SAFOD)计划. 该计划是圣安德列斯断层深部的钻探计划, 拟在圣安德列斯断层带1966年帕克菲尔德地震震源的上方打一个4 km深的钻. 钻探将直达发震层所在深度, 获取断层带的岩石及流体的样品供实验室分析地球物理参数, 包括地震活动性、孔隙压、温度和应变等; 该计划拟对井下和邻区的流体活动性、地震活动性和形变等进行长达20年的长期监测.

(3) 板块边界观测计划(Plate Boundary Observa-tory, 缩写为PBO)计划. 该计划拟用应变仪和超高精准的GPS仪对美国西部进行地形变测量, 包括: 用“骨干台网”、即台距100~200 km的、连续记录的GPS 遥测台网获取从阿拉斯加直至墨西哥的整条板块边界的、在空间上是长波长、在时间上则是长周期的地形变信息的概况; 并在构造活动地区(如主要断层带和活动岩浆系统)集中进行GPS、井下应变及地震观测.

(4) 合成孔径雷达干涉测量(Interferometric Syn-thetic Aperture Radar, 缩写为InSAR)计划. 用星基InSAR对地面形变成像、特别是对与活动断层和火山有关的地面形变场成像. 美国国家航空航天局(NASA), 美国国家科学基金会(NSF)和美国地质调查局(USGS)三家合作, 以卫星对广阔的地域做空间上是连续性的、时间上则是间歇性的应变测量. InSAR 测量是面上的测量, 它将与PBO的GPS点上的测量形成互补,“点面结合”. 对于所有类型的地形地貌, 空间测量将达到密集的空间复盖(100 m)与时间复盖(8天), 矢量解将准确到2 mm. 预计用于整个“地球透镜计划”仪器设备的经费分别是: USArray, $64.0百万; SAFOD, $17.4百万; PBO, $91.3百万; InSAR, $245.0百万; 用于数据分析及运行管理的费用是每年$15~20百万.

3.5 加强国内合作与国际合作

地震预测研究深受缺乏作为建立地震理论的基础的经验规律所需的“样本”太少所造成的困难(大地震的“非频发性”)之限制. 目前在刊登有关地震预测实践的论文的绝大多数学术刊物中几乎都不提供相关的原始资料, 语焉不详, 以致其他研究人员读了之后也无从作独立的检验与评估; 此外, 资料又不能共享. 这些因素加剧了上述困难. 应当正视并改变地震预测研究的实际上的封闭状况, 广泛深入地开展国内、国际学术交流与合作; 加强地震信息基础设施的建设, 促成资料共享; 充分利用信息时代的便利条件, 建立没有围墙的、虚拟的、分布式的联合研究中心, 使得从事地震预测的研究人员, 地不分南北东西, 人不分专业机构内外, 都能使用仪器设备、获取观测资料、使用计算设施和资源、方便地与同行交流切磋, 等等.

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4 讨论与结论

灾害, 地震学家要勇于迎接挑战, 知难而进; 要加强对地震发生规律及其致灾机理的研究, 提高地震预测预报水平, 增强防御与减轻地震灾害的能力. 解决地震预测面临的困难的出路既不能单纯依靠经验性方法, 也不能置迫切的社会需求予不顾、坐等几十年后的某一天基础研究的飞跃进展和重大突破. 特别需要乐观地指出的是, 与40多年前的情况相比, 地震学家今天面临的科学难题依旧, 并未增加; 然而这个难题却比先前暴露得更加清楚, 并且20世纪60年代以来地震观测技术的进步、高新技术的发展与应用为地震预测预报研究带来了历史性的机遇. 依靠科技进步、强化对地震及其前兆的观测, 选准地点、开展并坚持以地震预测试验场为重要方式的地震预测预报科学试验, 坚持不懈地、系统地开展基础性的对地球内部及对地震的观测、探测与研究, 对实现地震预测的前景是可以审慎地乐观的. 正如著名科学家、液态燃料火箭发明人戈达德(Goddard R. H., 1882~ 1945)所言:

以上从正反两个方面概要评述了国际地震预测预报研究的情况, 分析了地震预测预报在科学上的遇到的困难, 阐述了为解决这些困难应当采取的科学途径. 我们指出, 自20世纪60年代以来, 中期和长期地震预测取得了一些有意义的进展, 如: 板块边界大地震空区的确认、“应力影区”、地震活动性图像、图像识别以及美国帕克菲尔德地震在预报期过了11年后终于发生, 等等. 目前地震预测的总体水平、特别是短期与临震预测的水平仍然不高, 与社会需求相距仍甚遥远. 我们还指出, 地震预测作为一个既紧迫要求予以回答、又需要通过长期探索方能解决的地球科学难题尽管非常困难, 但并非不可能; 困难既不能作为放松或放弃地震预测研究的藉口; 也不能作为放弃地震预测研究、片面强调只要搞抗震设防的理由. 地震作为一种自然现象, 是人类所居住的地球这颗太阳系中独一无二的行星生机勃勃的表现, 它的发生是不可避免的; 但是, 地震灾害, 不但应当而且也是可以通过努力予以避免或减轻的. 面对地震

“慎言不可能. 昨日之梦想, 今日有希望, 明日变现实.”

致谢 两位审稿专家提出了宝贵的修改意见和建议, 谨表谢忱.

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中国科学院2009年秋季博士研究生入学考试部分试题及答案

中国科学院 2009年秋季博士研究生入学考试部分试题及答案 完型填空原文 26. Attitudes of respect, modesty and fair play can grow only out of slowly acquired skills that parents teach their children over many years through shared experience and memory. If a child reaches adulthood with recollections only of television, Little League and birthday parties, then that child has little to draw on when a true test of character comes up—say, in a prickly business situation. ―Unless that child feels grounded in who he is and where he comes from, ev erything else is an act,‖ says etiquette expert Betty Jo Trakimas. 27. The Dickmeyers of Carmel. Ind., reserve every Friday night as ―family night‖ with their three children. Often the family plays board games or hide-and-seek. ―My children love it,‖ says Theresa, their mother. 28. Can playing hide-and-seek really teach a child about manners? Y es, say Trakimas and others, because it tells children that their parents care enough to spend time with him, he is loved and can learn to love others. ―Manners aren‘t about using the right fork, agrees etiquette instructor Patricia Gilbert-Hinz. ―Manners are about being kind—giving compliments, team-playing, making sacrifices. Children learn that through their parents.‖ 29. While children don‘t automatically warm to the idea of learning to be polite, there‘s no reason for them to see manners as a bunch of stuffy restrictions either. They‘re the building blocks of a child‘s education. ―Once a rule becomes second nature, it frees us,‖ Mitchell says. ―How well could Micha el Jordan play basketball if he had to keep reminding himself of the rules?‖ 30. Judith Martin concurs. ―A polite child grows up to get the friends and the dates and the job interviews,‖ she says, ―because people respond to good manners. It‘s the language of all human behavior.‖ 英语6选5第一篇原文

从海城地震看我国临震预报的问题

从海城地震看我国临震预报的问题 摘要:灾后重建决不只是广泛发挥各种募捐等善举,以重建我们失去的家园的问题。尚有更重要的问题在于,我们要以此为基础,应该对地震的发生有一个经验上的总结与学理上的提升,形成关于地震,特别是中国地震的系统认知,奠定中国地震科学,特别是临震预报科学的更为丰富的知识基础。临震预报的目的主要是给人民打一声招呼,以尽可能减少、避免生命和财产损失;临震预报的成功案例说明其是可能且可为之事;临震预报的表面问题主要表现在学派门户森严,非主流学者没有话语权;临震预报的深层次问题主要是,科学研究缺乏自主创新机制。因而中国地震学的自主创新研究还有相当长的路要走。同时,临震预报需要我们每一个人从自己的专业做起。 关键词:临震预报自主创新海城地震 每次大地震发生以后,人们总是从灾后的救治工作逐步向灾后重建的转移。灾后重建是一个重要的课题。我们要有更广阔的视野,更为宽广的思维。灾后重建决不只是广泛发挥各种募捐等善举,重建我们失去的家园的问题。诚然,这些问题都很重要,而且应该抓紧落实,保质保量做好。然而,尚有更重要的问题在于,以此为基础,我们应该对地震的发生有一个经验上的总结与学理性提升,形成我们关于地震,特别是中国地震的系统认知,奠定中国地震科学,特别是临震预报科学的更为丰富的知识基础。就马克思主义观点来说,这才是主要矛盾,主要矛盾在事物的发展中起主要作用。就知识界来说,这应该是我们的当务之急与重中之重。

1966年3月8日和3月22日在河北省邢台发生了6.8级和7.2级强震以后,在周恩来总理直接重视之下,从此开启了中国地震预报研究的先河。周总理说:“这次地震付出了很大代价,这些代价不能白费,我们不能只留下记录,要从中取得经验。”“这次地震代价极大,必须找出规律,总结出经验。对年轻的地震工作者号召:希望在你们这一代能解决地震预报问题。”5·12汶川大地震和1976年7 月28日唐山大地震都是罕见的大震。其损失尚未有最终定论,其代价我们也可想而知。根据周总理的精神,付出如此代价,我们也应该从中吸取、总结经验。 引言:临震预报的目的:给人民打一声招呼 任何研究都有其特定的目的。依其学科性质不同而有所差异。做地震预报工作,一个是总理的要求,代表党中央国务院的要求;一个是因为灾区人民的呼声,要求工作者震前打一声招呼,以着力避免、尽量减少人员伤亡、财产损失。 既然如此,地震预报理当成为我们地震科学研究的重要课题加以研究。相比震灾救治而言,地震预报应该排在更为优先的地位。虽然地震预报工作是世界上科学难题,还在探索当中,还没有解决。但是,仍应当把力量集中在临震预报的突破上。能够在震前、临震应急上多做工作,而不是在震后。因此,关于临震预报,我们应该坚持宁可信其有,不可信其无的观点。要以预防为主,要立足于有震,这是非常重要的。

中科院2009年12月英语考博真题

2010年1月中科院考博英语辅导班,(地点中国科学院研究生院中关村教学楼S201教室)辅导班讲义:分为词汇、完型、阅读A、阅读B、翻译、写作六部分 题目: 词汇:799题。全是单词和词组题,含全部考试词汇,比背那本词汇速记节约时间。 完型:17篇。主观题型7篇(没有选项要求自己填出答案,训练语感),客观题型10篇,其中2篇是04年的真题,其余和真题难度相当。 阅读A:长难句分析36句涵括所有考试句型、实战模拟文章25篇,文章分为五个单元,每单元5篇。 阅读B:难句分析(四类:复杂修饰、插入语、倒装、省略)、阅读方法(怎样把握语篇结构26例)、练习15篇。 英译汉:翻译技巧(增词、减词、反译、分译)、练习60句、文章6篇。 作文:写作要求(作文评分原则及方法,各档次的给分范围和要求)、历年考生作文样本(标出评分与字数)、写作第二课堂附加材料,USTC&GSCAS Writing Topics 分析,有用表达。写作技巧、常用词组、模板、锦囊句子、标准样文。 辅导班所用的课件也是2010年3月中科院考博英语的重要指导方向。 中科院2010年3月考博在即,有意向的博友请QQ1301711774(不在线时请留言)或者邮件至:wally19840917@https://www.sodocs.net/doc/cf6423789.html,

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地震预测

按:转帖不代表本人赞同或反对文章观点。 他们预测了08年512大地震“国内要是不要,我们就给国外。”两位爱国者长长的叹息 我相信,我的民族能接受一切真相。——笔者翟明磊 中国地震局发言人称: 地震不可预测,这次汶川地震情况尤为特殊,震前没有发现任何前兆信息,没有前震,没有收到任何预测意见。我历时四个月的调查证明这是彻头彻尾的谎言。 但本文并不满足于证伪,我想带给读者的不是一次寻找小丑与英雄的旅行,而是面对科学与我们人性的惨痛见证,汶川地震预报失败在我们民族性格与体制中的腐败点:不合作,不独立,不负责,胆怯。我对自己的要求是不哗众取宠,不偏不倚,恰如其分,我对读者唯一的要求:对科学问题更多耐心与理解。 让我们开始寻找汶川预测真相的旅行。 ——笔者翟明磊 半个台测出汶川地震 2008年5月11晚上,北京民族学院南路一间屋子的灯通宵未熄,一对白发苍苍的老夫妻紧紧盯着计算机屏幕。老先生的老花镜只有一条腿,歪歪地架在鼻梁上有点滑稽。——他们是全世界唯一知道地震马上就要发生的人。 凌晨两点时,他们知道的是:距四川红格550公里到800公里的环带中,12日至13日将发生七级到八级的大地震。 他们不知道的是:震中的方位与具体地址。 因为他们已经弹尽粮绝,他们只剩下半个台站。

钱复业不为公众所知,这位七十四岁的老人在地震界却是一位实力人物。人称中国洋地电的“祖师奶奶”。当年她还是一位俊俏姑娘时就奉周总理之命,将苏联的地电方法引入中国,这位当年的风火的巾帼标兵在邢台试验场一干就八年。提起当年,最难忘的是邢台百姓拔了他们架下的电线,三十岁钱复业说“我们是为人民服务的。”邢台人对没报出地震的钱说:“你们为人民屁服务。”八年没有休息日,没有回家,孩子管父亲叫“叔叔。”活得象野人一样,常年住帐篷吃干粮,15分钟观测一次仪器.在特大洪水中是老百姓救了她们。地电的方法是将一公里长的电线埋入地下,当地层受压时,地下三百立方米的体积电阻变大,电阻率变小,从而测出地震前兆。得到李四光首肯后,这一方法在全国推广,成为预测地震的主要手段。目前全国仍有110个地电台,负责人大多是钱复业的徒子徒孙。 2003年,“地电祖师奶奶”闹革命了。因为她发现全国的地电台站大部分失灵了。原因是自从全国花了二十七个亿更新数字化台站后,这位创始人发现自己报不出地震了。这一年,她上报了四次地震,三次成功,一次失败。前三次用的是手动的传统地电仪,虚报的一次用的是地震局数字台站的数字仪器。 图片说明下图为汶川地震HRT波前兆红色部分即为异常区域。上图为唐山松潘等三个地震异常比较

我国未来地震预报工作开展的几点建议

我国未来地震预报和防灾工作开展的几点建议 摘要:四川汶川大地震对我国人民生命财产造成了巨大损失,通过分析该次地震的突然性和成因以及地震发生后中暴露出的建筑物大量倒塌,较高的震亡率等问题等对我国地震预防和防灾机制进行了分析,并提出了个人的一些见解 关键词:地震预防抗震减灾城市生命线 引言 我国由于东邻环太平洋地震带,南接欧亚地震带,地震情况相当复杂,具有频度高、强度大、分布广、震源浅的特征,同时由于人口稠密、建筑物抗震能力较低,因此我国是世界上地震活动水平最高、地震灾害最重的国家,震后建筑物和城市生命线遭到严重破坏,火,水,气,泥石流等次生灾害也时有发生,人民的安全受到严重威胁,因此对于地震的预防和采取相应的防震减灾措施已经成为当务之急。 2008年5月12日在我国四川省汶川发生的8.0级大地震属于大陆内部地震,是大型板块的断层活动,为浅源地震,由北川断层的逆冲-右旋错动导致的。同时由于聚集能量巨大,在突然释放时能量沿着板块裂缝传递,对各板块产生挤压,地震破裂尺度较大,导致其他省份也产生明显震感,最终造成数万人死亡,建筑物大量倒塌,同时引发包括堰塞湖,泥石流等次生灾害。汶川大地震也是中国一九四九年以来破坏性最强、波及范围最大的一次地震,在断层错动时间,地震张量指数,以及地震的强度、烈度上均超过了1976年唐山大地震。 地震发生前夕,我国地震监测台网没有做出地震预报,但由于我国防灾应急机制启动迅速,以及各省市对受灾地区的迅速有效支援最大限度的减小了人员伤亡。 1 地震预报的现状和困难 严重的地震灾害及其加速发展的震灾形势给社会公众带来了对防震减灾的强烈社会需求。而通过地震预报和在预报基础上的震灾防御是实现地震减灾的最基本途径。 1.1 地震预报的研究现状 从60年代中期开始,世界一些地震频繁的国家相继开展有计划的地震预报研究,美国和日本都是多地震国家,也是目前世界上地震预报技术最先进的两个国家,其中美国于1964年组织了一批有声望的地震科学家拟定了地震预报的研究规划,开展了与地震孕育、发生相关的地震活断层调查、地震前兆观测和地震孕育理论等地震预报研究,并于80年代在加利福尼亚州一个名叫帕克菲尔德的地震区建立了地震预报实验场。日本政府从1964年开始推行地震预报研究的第一个5年计划。1994年已进入第7个地震预报5年计划,其重点是地震预报实用化和确定地震预报方法、提高地震预报精度的观测研究,并加强地震预报的基础研究和新技术开发。前苏联则从60年代初开始,在中亚远东地区建立一系列地震预报实验场,开展地震预报的现场研究和基础性的实验论研究。但从总体上看,30多年的科学进展与实现地震预报的科学目标之间还存在很大的距离。正如美国地震学会会长、地震预报评估委员会主席、加州理工学院教授克拉伦斯.艾伦在评定地震预报进展情况时所说:地震预报的进展要比初期预料的缓慢得多,地震预报的科学难度要比原先预料的困难得多。 1.2 困难所在 地震预报由于涉及到大陆地震成因和孕震理论,地震前兆机理,地震前兆探测中的基础性研究问题等因素。考虑到地球的不可入性,以及在不同的地理构造环境、不同的时间阶段,不同震级的地震显示出的地震孕律的复杂性和地震发生的小概率性使得当前地震预报工作整体进展不快。当前的地震预报总体水平是很低的。准确的短临预报意见也是非常少的,因此目前世界地震学界最主流的学术观点仍然是地震无法预测。

2010年以来发生的7级以上地震一览

2010年以来发生的7级以上地震一览 北京时间2010-01-04 06:36 在所罗门群岛(南纬8.9,东经157.3) 发生7.2级地震。 北京时间2010-01-13 05:53 在海地地区(北纬18.5,西经72.5) 发生7.3级地震。 北京时间2010-02-27 04:31 在琉球群岛(北纬25.9,东经128.6) 发生7.2级地震。 北京时间2010-02-27 14:34 在智利(南纬35.8,西经72.7) 发生8.8级地震。 北京时间2010-03-06 00:06 在苏门答腊西南以远地区(南纬4.0,东经100.8) 发生7.1级地震。北京时间2010-03-11 22:39 在智利(南纬34.2,西经72.0) 发生7.2级地震。 北京时间2010-03-11 22:55 在智利(南纬34.2,西经71.8) 发生7.1级地震。 北京时间2010-04-05 06:40 在墨西哥(北纬32.3,西经115.1) 发生7.1级地震。 北京时间2010-04-07 06:15 在苏门答腊北部(北纬2.4,东经97.1) 发生7.8级地震。 北京时间2010-04-11 17:40 在所罗门群岛(南纬10.9,东经161.3) 发生7.0级地震。 北京时间2010-04-14 07:49 在青海省玉树藏族自治州玉树县(北纬33.1,东经96.7) 发生7.1级地震。 北京时间2010-05-09 13:59 在苏门答腊北部(北纬3.7,东经95.9) 发生7.4级地震。 北京时间2010-05-28 01:14 在瓦努阿图(南纬13.7,东经166.5) 发生7.0级地震。 北京时间2010-06-13 03:26 在尼科巴群岛(北纬7.7,东经91.9) 发生7.6级地震。 北京时间2010-06-16 11:16 在印度尼西亚(南纬2.1,东经136.5) 发生7.0级地震。 北京时间2010-06-26 13:30 在所罗门群岛(南纬10.6,东经161.4) 发生7.0级地震。 北京时间2010-07-18 21:04 在新不列颠地区(南纬6.1,东经150.6) 发生7.2级地震。 北京时间2010-07-24 06:51 在棉兰老岛附近海域(北纬6.5,东经123.6) 发生7.2级地震。 北京时间2010-08-12 19:54 在厄瓜多尔(南纬1.3,西经77.4) 发生7.1级地震。 北京时间2010-08-14 05:19 在马里亚纳群岛(北纬12.5,东经141.6) 发生7.0级地震。

2009年中国科学院研究生院硕士研究生《经济学》入学试题

中国科学院研究生院 2005年招收攻读硕士学位研究生入学考试试题。 试题名称:经济学 (满分:150分) 一、选择题(请选择一个最佳答案填入题前括号。每小题4分,共计40分) ()1.如果商品甲和商品乙是替代品,则甲的价格下降将造成: A.甲的需求曲线向右移动; B.甲的需求曲线向左移动; C.乙的需求曲线向右移动; D.乙的需求曲线向左移动。 ()2.产品X的需求可用如下公式估计:Q d=7000-4P X-2P Y+P Z-0.1M,P X为该产品的价格,P Y、P Z为相关产品Y、Z的价格,M为居民收入,如下说法哪种是正确的: A.产品X为正常品; B.产品X与产品Y为替代品; C.产品X与产品Z为替代品; D.以上都不正确。 ()3.市场上某产品存在超额需求是由于: A.该产品价格超过均衡价格; B.该产品是优质品; C.该产品供不应求; D.该产品价格低于均衡价格。 ()4.厂商在工资率下降的时候一般倾向于增雇工人,假如对工人的需求缺乏价格弹性,工资率的下降将导致工资总额: A.减少; B.不变; C.增加; D.无法确定。 ()5.两种商品中,若当其中一种的价格变化时,这两种商品的购买量同时增加或减少,则两者的需求交叉价格弹性系数为: A.负; B.正; C.0; D.1。 ()6.蛛网模型以如下哪一种假定为前提: A.需求量变动存在时滞; B.生产者按照本期的价格决定下一期的供给量; C.需求量对价格缺乏弹性; D.供给量对价格缺乏弹性。 ()7.X和Y是完全替代的,且一单位X和一单位Y的效用相同。X每单位需4元,Y 每单位需6元,消费者均衡为: A.全部购买X; B.全部购买Y; C.购买X、Y的比例为4:6; D.购买X、Y的比例为6:4。 ()8.某人消费两种商品X、Y,已经满足消费者均衡条件,假定现在X的价格下降,而Y价格不变,如果当他重新达到均衡时购买Y的数量增加,则: A.X商品的需求价格弹性大于1; B.X商品的需求价格弹性小于1; C.Y商品的需求价格弹性大于1; D.Y商品的需求价格弹性小于1。

中国民间地震预测史

中国民间地震预测史 1966年以前,国内地质学界并没有开展地震预报研究,地震工作者的工作内容,主要是工程地震、地震监测、地震调查、地震学研究。关于地震能不能预测的问题,尽管李四光等专家坚决主张地震可以预测,但地质学界的主流意见还是认为地震预测这个西方科学界还没有解决的问题,中国要解决不太现实。但是,随着1966年3月8日和3月22日,河北省邢台连续发生了6.8级和7.2级地震。周恩来总理做出指示,使得地震预测变成了可以立即开展的工作,包括中科院、地质部、石油部、国家测绘总局,以及各地的天文台,都投入到了地震预测的工作当中。 地震预测成了群众运动 几年之后,1970年1月5日,云南通海发生了7.8级地震,地震带来巨大经济损失,死亡超过1.5万人。十几天之后,1970年1月17日,全国第一次地震工作会议在北京召开,这一次会议,宣告着我国大规模的地震预测正式展开。1971年8月2日,国务院发文决定撤销中央地震工作小组办公室,成立国家地震局作为中央地震工作小组的办事机构,统一管理全国的地震预防工作。 而根据周恩来总理先前在邢台地震中的指示:“在党的一元化领导下,以预防为主、专群结合(专家和群众结合),土洋结合(土办法与洋办法结合),大打人民战争。”以发动群众“群防群测”的中国式地震预测工作由此开展起来。 然而,除了知道地球是圆的,当时一般群众对地球物理基本一无所知。因此以群众运动方式开展的地震预测工作,不可能用实验和分析的方式来寻找地震成因,而只能采取归纳的方式:通过总结既往地震发生前的异常症候,来摸索出一套地震发生前可验证的规律。可实际上,因为普通人经历地震的机会本就不多,在没有排除其他环境干扰的情况下,即使在震前进行了有意识的观察,也根本不可能分析出哪些现象是地震前所独有的。而古人对地球的认识则比今人更为肤浅得多,古书县志上对震前异常现象的记载,基本都是一些事后的夸张记忆,更加不足为据。 而更为根本的是,所有的这些“经验总结”要想成立,首先必须要“地震发生之前一定有异常现象发生”这个假设成立才行。上世纪80年代,美国科学界估算一场大地震必然于1988-1993年在加州发生,处于地震断裂带上的帕克菲尔德镇作为最佳观测点,全美200多家地质实验室带着数千万美元的投入赶到了这里,然而这场地震一直等到2003年才发生,而且科学界从对震前观测的整理中,没能发现任何可靠的征兆。

中国近年地震一览

中国近年地震一览 时间地点震级概述 2010年04月14日青海玉树地震7.1级4月14日早晨7时49分,青海省玉树藏族自治州玉树县发生7.1级地震,震源深度33公里。 2009年12月19日台湾花莲海域 6.7级 12月19日21时02分,在台湾花莲海域(北纬23.8度,东经121.7度),发生6.7级地震,震源深度约30公里。福建沿海各地普遍有震感。 2009年07月14日台湾花莲海域 6.7级台湾东部近海7月14日凌晨发生里氏规模6.7级有感地震,几乎台湾各地都有震感。2009年06月30日云南姚安 6.0级地震造成楚雄、大理、丽江等3个州市共205.9万人受灾,因灾死亡1人,300多人受伤。2009年06月30日四川绵竹 5.6级地震造成十多人受伤,余震区的在建农房、基础设施等受到一定程度的损害。 2008年12月26日云南瑞丽 4.9级瑞丽市“12.26”地震共造成9人受伤,其中重伤2人,轻伤7人。 2008年10月06日西藏当雄 6.6级9人死亡,11人重伤,8人轻伤,因灾倒塌房屋147间。 2008年08月30日四川攀枝花 6.1级 共造成38人死亡,589人受伤,其中四川会理县27人死亡321人受伤,攀枝花市5人死亡132人受伤;云南楚雄州6人死亡132人受伤,昆明市禄劝县4人受伤。 2008年05月12日四川汶川8.0级汶川大地震遇难人数及失踪人数总和超过87000人,造成直接经济损失8451亿。2007年06月03日云南普洱 6.4级造成3人死300余人伤,发生余震300多次。

2006年12月26日台湾屏东恒春 近海 6.7级造成2人死亡42人受伤。 2006年08月25日云南盐津 5.1级 2006年8月25日13时51分,云南盐津县再次发生5.1级地震。地震至少造成1人死亡,31人受伤,大批房屋和众多基础设施不同程度损坏,31.7万人受灾。 2006年07月22日云南盐津 5.1级 2006年7月22日上午9点10分21秒,云南东北部昭通市盐津县发生5.1级强烈地震。地震至少造成22人死亡一百多人受伤,铁路中断。 2006年07月04日河北文安 5.1级 4日11时56分,河北省文安县发生5.1级地震,北京、天津、河北、山东、山西的部分地区有震感。 2005年11月26日江西九江瑞昌 5.7级 2005年11月26日8时49分,江西九江瑞昌间发生5.7级地震,余震波及南昌等地。地震至少造成14人死亡,8000余人受伤,1.8万间房屋倒塌。 2005年07月25日黑龙江林甸县 5.1级 2005年7月25日23时43分,黑龙江林甸县发生5.1级地震,震源距地面10公里处。地震至少造成1人死亡12人受伤,1136间房屋受到不同程度损害。 2004年08月10日云南鲁甸 5.6级 2004年8月10日傍晚,云南昭通市鲁甸县、昭阳区一带发生里氏5.6级地震,地震至少导致4人死亡,594人受伤。 2003年12月01日新疆伊犁 6.1级本次地震一共造成10人死亡,47人受伤,其中23人为重伤。 2003年10月25日甘肃民乐 6.1级 甘肃省张掖市民乐、山丹县之间先后发生6.1级、5.8级地震,震中分别位于北纬38.4度、东经101.2度,北纬38.4度、东经101.1度。 2003年10月16日云南大姚 6.1级 云南省楚雄彝族自治州大姚县境内16日夜间发生里氏6.1级强烈地震,震中在大姚县六苴镇外期地。 2003年08月16日内蒙古赤峰 6.1级北京时间18:58,在北纬44度54分,东经118度22分发生6.1级地震,震中位于内蒙古自

【地震意见】中国地震局关于加强地震监测预报工作的意见

【地震意见】中国地震局关于加强地震监测预报工作 的意见 关于加强地震监测预报工作的意见 各省、自治区、直辖市地震局,新疆生产建设兵团地震局,各直属单位: 根据《中华人民共和国防震减灾法》和《国务院关于进一步加强防震减灾工作的意见》(国发〔xxxx〕18号),为进一步加强当前和今后一个时期的地震监测预报工作,提出如下意见。 一、以科学发展观为指导,着力加强地震监测预报工作 (一)充分认识做好地震监测预报工作的重要性、紧迫性和艰巨性。我国地震多、强度大、分布广,是世界上地震灾害最为严重的国家之一。二十世纪,我国因地震死亡人数占全球地震死亡人数的二分之一,共发生死亡人数超过百人的地震53次,其中超过千人的地震22次。新世纪以来,汶川、玉树地震相继造成极其惨重的人员伤亡和财产损失。做好防震减灾工作,是保护人民生命财产安全,保障经济社会可持续发展的重大任务。地震监测预报是防震减灾工作的关键环节,是开展震害防御、应急救援和地震科学研究的重要基础。做好地震监测预报工作,是党和政府的必然要求,是人民群众的殷切期望,也是法律赋予地震部门义不容辞的责任。经过四十多年的努力,我国的地震监测预报工作取得了显著进步,逐步建立了基本覆盖全国及重点区域的监测台网,形成了长中短临渐进式预报思路,持续不断地开展了预报实践并取得一定进展。但同时也存在明显不足,特别是汶川地震等重大地震灾害,显露出我国地震监测基础仍较薄弱,地震预

报的水平还很低,地震科技的支撑引领作用发挥不够,人才队伍还不能适应监测预报工作的需要,监测预报的社会管理有待加强,公共服务的产品尚不丰富。面对当前和今后一个时期我国严峻复杂的震情形势,各级地震部门必须清醒地认识到做好地震监测预报工作的极端重要性和艰巨性,进一步增强责任感和紧迫感,下大气力把工作做得更扎实、更科学、更有效,努力提高地震监测预报水平。 (二)指导思想。以科学发展观为指导,以最大限度减轻地震灾害损失为根本宗旨,以破坏性地震特别是强震的监测预报为重点,大力加强地震科学技术研究,坚持不懈开展监测预报实践,探索新思路新方法,履行法定职责,创新工作机制,强化社会管理,拓展公共服务,不断提升监测预报能力和水平。 (三)工作目标。到xxxx年,基本形成多学科、多手段的覆盖我国大陆及海域的综合观测系统,人口稠密和经济发达地区能够监测2.0级以上地震,其他地区能够监测3.0级以上地震;在人口稠密和经济发达地区初步建成地震烈度速报网,20分钟内完成地震烈度速报;长、中、短、临地震预测科学水平不断提高,预报能力不断增强;建立适应监测预报需求的人才队伍和工作机制,公共服务能力显著增强,对防震减灾贡献率进一步提升。到2020年,建成覆盖我国大陆及海域的立体地震监测网络和较为完善的预警系统,地震监测能力、速报能力、预测预警能力显著增强,短临预测预报水平有明显提高,力争做出有减灾实效的短期预报或临震预报。 (四)基本原则。坚持夯实监测基础。完善地震台网规划布局,加强台网建设与运行管理,丰富地震观测产品,提高公共服

近年国内较大地震一览

近年国内较大地震一览

2003年10月16日云南大姚 6.1级云南省楚雄彝族自治州大姚县境内16日夜间发生里氏6.1级强烈地震,震中在大姚县六苴镇外期地。 2003年08月16日内蒙古赤峰 6.1级 北京时间18:58,在北纬44度54分,东经118度22分发生6.1级地震,震中位于内蒙古自治区锡林郭勒盟西乌珠穆沁旗和赤峰市巴林左旗、阿鲁科尔沁旗一带。 2003年07月21日云南大姚 6.2级震中位于大理市东北约一百公里处,距昆明市约一百八十公里。大理、昆明两地均有强烈震感,持续时间约半分多钟。地震震级 地震本身的大小,用震级表示,根据地震时释放的弹性波能量大小来确定震级,我国一般采用里氏震级。震级每相差1级,地 释放的能量相差约30倍。根据不同强度地震的破坏能力,震级进—步划分为5个级别。 名称震级范围破坏程度 超微震小于1级人们不能感觉,只有用仪器才能测出 微震1到3级也只有用仪器才能测出 小震3到5级级别地震人们可以感觉,故有时也称有感地震,但一般不会造成破坏 中震5到7级该级别地震可造成不同程度的破坏 大地震大于7级该级地震可造成十分严重的破坏 地震烈度 地震时一定点地面震动强弱的程度叫地震烈度。我国将地震烈度分为12度。震级与烈度,两者虽然都可反映地震的强弱,但

义并有一样。同一个地震,震级只有一个,但烈度却因地而异,不同的地方,烈度值不一样。 烈度感知或破坏程度烈度感知破坏程度 度无感12度地面剧烈变化,山河改观 度室内个别静止中人有感觉11度普遍倒塌地震断裂延续很长;大量山崩滑坡 度室内少数静止中人有感觉门窗轻微作响悬挂物微动10度骑自行车的人会摔倒,处不稳状态的人会摔离原地;大多数倒塌山崩和地震断裂出现;基岩上拱桥破坏;大多数独立砖烟囱从根部破坏或倒毁 度室内多数人、室外少数人有感觉,少数人梦中惊醒;门、 窗作响悬挂物明显摆动,器皿作响 9度 行动的人摔倒,建筑结重破坏,局部倒塌,修复困难; 干硬土上出现许多地方有裂缝;基岩可能出现裂缝、 错动;滑坡塌方常见;独立砖烟囱许多倒塌 度室内普遍、室外多数人有感觉,多数人梦中惊醒;门窗、 屋顶、屋架颤动作响,灰土掉落,抹灰出现微细裂缝; 有檐瓦掉落,个别屋顶烟囱掉砖;不稳定器物摇动或翻 倒 8度 多数人摇晃颠簸,行走困难。房屋中等破坏,需要修 复才能使用;干硬土上亦出现裂缝,大多数独立砖烟囱 严重破坏;树梢折断;房屋破坏导致人畜伤亡 度多数人站立不稳,少数人惊逃户外;墙体出现裂缝, 檐瓦掉落,少数屋顶烟囱裂缝;掉落河岸和松软土上出 现裂缝,饱和砂层出现喷砂冒水;有的独立砖烟囱轻 度裂缝 7度 大多数人惊逃户外,骑自行车的人有感觉,行驶中的 汽车驾乘人员有感觉轻度破坏;房屋局部破坏,开裂, 小修或不需要修理可继续使用河岸出现塌方;饱和砂 层常见喷砂冒水,松软土地上裂缝较多;大多数独立 砖烟囱中等破坏 如果把地震比作一个威力巨大的“炸弹”,然后向远处释放地震波,那么,就能比较容易理解影响地震人员伤亡的几个主要变量。

成功预测地震

成功预测地震,中国人创造的奇迹远不止一两次! -----汶川大地震思考之二 1.海城大地震。 1975年2月14日19时36分,在辽宁省海城、营口一带发生7.3级强烈地震。由于从中央到地方高度重视,群测群防,海城地震成功预测,只死亡1300人。专家们预计,这次地震如果没有预报,将会死亡10万多人。海城地震,被联合国承认干得最漂亮的预测。 中国地震局局长陈建民说,一九七五年辽宁海城地震的成功预报,是中国同时也是整个人类第一次对大地震做出成功预报,取得了巨大的减灾实效。 2.唐山大地震中的青龙县奇迹。 唐山大地震因为种种原因错过预警机会酿成巨大的人员损失,而青龙县县城仅离距唐山115公里,因为青龙县地震办工作人员王春青在听说大震预报后,赶紧回去向县委作了报告。县委当即决定釆取有关措施,结果全县47万人,仅有一人直接死于地震,还是因为心脏病。 3.四川绵阳市的松平地震。1976年8月16日,松潘、平武之间发生7.2级地震。地震属震群型,主震之后又发生22日6.7级地震和23日7.2级地震。这次地震有感范围较大,西至甘肃高台,南至昆明,北至呼和浩特,东至长沙,最大半径1150公里。这次地震的同时,平武县又暴雨成灾,致使洪水、崩塌、滑坡、泥石流泛滥成灾,加重了灾情和损失。 由于在党委、政府的领导下,发动群众,开展群测群防,经过全省地震工作者的艰苦努力,敢于探索,以保护人民生命财产为已任,做出了较为准确的、具有减灾实效的短临预报,大大地减轻了地震灾害的损失。据不完全统计,这次地震使平武县受灾达11478户,45509人;死亡军民23人,重伤90人,轻伤477人,直接经济损失达数千万元人民币。 此次松潘-平武地震预报是在探索中的成功,赢得了中外地震界和联合国教科文组织的赞誉,成为四川人民和广大地震工作者的骄傲;不仅极大地增强了四川地震工作者继续探索地震预报的信心,而且吸引了美国、日本等十几个国家几十位地震学家,在70年代末、80年代初,多次前来考察。 因对松潘-平武地震的成功预报,四川省地震局先后获1978年全国科技大会奖、四川省科学大会奖、1979年四川省科技成果一等奖、国家地震局1984年度科技成果一等奖。 **根据2006年中国地震局中国地震台网中国地震信息网《邢台大地震四十周年祭:中国地震预报从这里走来》的记录,“自一九六六年邢台大地震始,在充分合理地应用中国几十年积累的地震预报经验的基础上,中国科学家对某些地震做出了较成功预报,如一九七五年辽宁海城七点三级地震、一九九五年云南孟连中缅边界七点三级地震、二零零三年云南大姚六点二级与甘肃民乐六点一级地震等。”** 4.云南孟连地震。1995年7月12日清晨,孟连县中缅边界发生7.3级地震。此前,同一地区曾发生 5.5级和 6.2级地震。震后又发生3级以上余震197次。地震受灾地区为5个县39个乡镇,面积达124000平方公里,人口约60万。地震造成l1人死亡,136人受伤,其中26人受重伤,数千人无家可归,4.2万间民房、329

中国近代特大地震一览

中国近代特大地震一览 名称时间地点震级死亡人数 7.1 2698 玉树地震2010年4月14日5时39分57秒 青海省玉树藏族自治州 8.0 69227 汶川地震2008年5月12日14时28分04秒 四川汶川、北川 7.3 2378 台湾集集地震1999年9月21日1时47分12秒 台湾南投县集集镇 澜沧、耿马地震1988年11月6日21时3分、21时16分 7.6 743 云南省澜沧、耿马 7.8 242000 唐山地震1976年7月28日3时42分54点2秒 河北省唐山市 海城地震1975年2月4日19时36分6秒 7.3 1328 辽宁省海城县 7.7 15621 通海地震1970年1月5日1时0分34秒 云南省通海县 6.8/ 7.2级8064 邢台地震1966年3月8日/3月22日 河北隆尧县/宁晋县 察隅地震1950年8月15日22时9分34秒 8.5 4000 西藏察隅县 7.5 20000 叠溪地震1933年8月25日15时50分30秒 四川茂县叠溪镇

全球百年特大地震一览 名称时间地点震级死亡人数 玉树地震2010年4月14日5时39分57秒 青海省玉树藏族自治州 7.1 2698 墨西哥地震2012年3月20日12时02分 格雷罗州梅特佩克 7.4 2 土耳其地震2011年10月23日10时41分 凡城 7.2 601人 日本地震2011年3月11日13时45分 宫城县9.0 15773(截至2011年12 月11日) 智利地震2010年2月27日3时34分 康塞普西翁 8.8 507 海地地震2010年1月12日16时53分 海地 7.3 约300000 印尼苏门答腊地震2009年9月30日当地下午 印尼苏门答腊岛海域 7.9 1115死、近210失踪

中国科学院光化学重点室2009年研究年报

中国科学院光化学重点实验室2009年研究年报 1. Min Liu, Xiuping Li, Juan Li, Wenhao Sun,Zhipei Yang, Fangbing Gong, Jun Chen, Jinshi Ma, Guoqiang Yang*,“Synthesis and structures of two cobalt(II) coordination networks formed by assembling with aromatic polycarboxylate and 1,4-Bis(imidaole- 1-ylmethyl)benezene”,Transition Metal Chemistry, 2009, 34,185-190. 2. Alexander M. Vasil’tsov, Kai Zhang, Andrei V. Ivanov, Igor A. Ushakov, Andrei V. Afonin, Konstantin B. Petrushenko, Shayu Li, Jin Shi Ma, Al’bina I. Mikhaleva, Boris A. T rofimov*, Guoqiang Yang*, `1-Vinylpyrrole-2- carbaldehyde oximes: synthesis, isomerization and spectral properties’,Monatshefte für Chemie - Chemical Monthly, 2009,140, 1475-1480. 3. Yi Zeng, Yingying Li, Ming Li,Guoqiang Yang*, Yi Li*, "Enhancement of Energy Utilization in Light-harvesting Dendrimers by the Pseudorotaxane Formation at Periphery", J. Am. Chem. Soc., 2009,131, 9100–9106. 4. Min Liu, Zhipei Yang, Wenhao Sun, Xiuping Li, Juan Li, Jinshi Ma, Guoqiang Yang *,”Two three-dimensional metal–organic frameworks constructed by ultiple building blocks of benzenetricarboxylate and bis(imidazole) ligands”,Inorganica Chimica Acta, 2009, 362, 2884–2889. 5. Jun Chen, Shayu Li, Fangbin Gong, Zhipei Yang, Shuangqing Wang *, Huijun Xu, Yi Li, Jin Shi Ma and Guoqiang Yang *. Photophysics and triplet?triplet annihilation analysis for axially substituted gallium phthalocyanine doped in solid matrix.J. Phys. Chem. C, 2009, 113 (27), 11943–11951. 6. Wenhao Sun, Shayu Li*, Rui Hu, Yan Qian, Shuangqing Wang, Guoqiang Yang*,“Understanding Solvent effects on Luminescent Properties of a Triple Fluorescent ESIPT Compound and Application for White Light Emission”,J. Phys. Chem. A,2009, 113, 5888–5895. 7. Min Liu, Xiuping Li, Juan Li, Jinshi Ma and Guoqiang Yang, “Sy nthesis and crystal structures of nickel(II), copper(II) and zinc(II) complexes with a biphenyl-bridged bis(pyrrole-2-yl-methyleneamine) ligand”,Journal of Coordination Chemistry, 2009, 62, 3478-3487. 8. Xiuping Li, Yan Qian, Shuangqing Wang, Shayu Li*, Guoqiang Yang*, “Tunable Fluorescence Emission and Efficient Energy Transfer in Doped Organic Nanoparticles”,J. Phys. Chem. C, 2009, 113 (9), 3862-3868. 9. Jun Chen, Quan Gan, Shayu Li, Fangbin Gong, QianWang, Zhipei Yang, ShuangqingWang*, Huijun Xu, Jin Shi Ma, Guoqiang Yang*, The effects of central metals and peripheral substituents on the photophysical properties and optical limiting performance of phthalocyanines with axial chloride ligand, J. Photchem. Photobiol. A: Chem, 2009, 207, 58–65. 10. Gao Yunyan, Ou Zhize, Yang Guoqiang, Wang Xuesong, Zhang Zhibin, Li Songming, Phototinduced Electron Transfer between Perylenequinonoid,Funerene C60 Supramolecule and Electron Donor. Acta Physico—Chimica Sinic, 2009, 25(1),74-78. 11. Yunyan Gao, Zhize Ou*, Guoqiang Yang, Lihua Liu, Mimi Jin, Xuesong Wang, Baowen Zhang, Lingxuan Wang. Efficient photocleavage of DNA utilizing water soluble riboflavin/naphthaleneacetate substituted fullerene complex.J. Photochem. Photobio. A. 2009, 203, 105–111. 12. Tao Ding, Kai Song*, Koen Clays*, Chen-Ho Tung, Fabrication of 3D Photonic Crystals of Ellipsoids: Convective Self-Assembly in Magnetic Field, Adv. Mater. 2009, 21, 1936.

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