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解读海城地震成功预报的真正原因——兼与《预报1975年海城地震》一文商榷

李尚勇:现实制度问题研究者、独立学者、两部“制度困局”作者

【导读】本文研究1975年海城地震成功预报的技术和制度细节,力争还原历史真相。
 
长期以来,中外地震界、地震学术界,甚至主流科学界,都对海城地震的成功临震预报“不以为然”,许多人将其归结于“运气好”(即有序列前震)。历时10年的研究后,笔者知道,这些主流观点其实很肤浅、很无知。本文将运用学术专著《大地震临震预报的曙光》的理论,全面解读中国科学家在海城地震预报实践中的技术和制度创新,说明“海城经验”对于指导大地震临震预报实践的重大理论价值。
 
历史资料显示,辽宁地震部门在震前19小时作出临震预测的依据,并不单纯是“序列前震”,相反,因为长期研究考察跟着,他们对这个大地震已经形成了“长中短临前兆异常链”的认识,并且已经严阵以待,而临震预测的主要依据是,序列前震前3天(尤其是前1天)已经表现出“临震大爆发”特征的大量宏观异常和数量不少的大幅度脉冲突跳的微观异常。

本文目录:
 
一、探索、磨刀,摆开阵式抓大震
 
二、地震预报制度的原始创新
 
三、第一次追踪式预测的经典范例
 
四、成功临震预测预报的技术细节
 
五、震中区卓越的“防震自救”
 
后记:与《预报1975年海城地震》一文商榷
 
1975年2月4日的海城7.3级地震,是中国国内和国际上都普遍认可的大地震临震预报的成功震例。
 
由于发布了临震预报并在广大群众中普及了地震预测预防知识,海城地震的震亡率仅有0.16‰[1] 。专家估计,在人口密度较高的海城地震区,当年至少减少了10万人伤亡 [2] 。
 
尽管科学界都认同,海城地震临震预报的确是中国科学家同时也是人类破天荒的成功,但是,由于主流科学家对大地震前兆异常过程没有真正深入的认识(直到2005年,国际主流科学家还对“是否存在地震前兆”一头雾水[3] ),并且,他们在理论上甚至心理上都还没有准备好,去接受一个大地震经验性临震预报实践的成功,所以,中外主流科学家(如王克林等人《预报1975年海城地震》一文,后文简称“王文”)有所谓“海城地震的预报集合了迷惘困惑、经验分析、直觉判断和良好运气”的评价 [4] 。
 
因为海城地震的临震预报的确有“碰巧”的成分(这主要是说它的“序列前震”太突出),所以,中外地震界、地震学术界,甚至主流科学界,都对海城地震的成功临震预报“不以为然”,他们或者“质疑成功预报”[5] ,或者“承认成功但归结于运气好”。他们普遍认为(即成主流认识),海城地震的预报实践既没有制度性成功经验可供借鉴,也没有形成地震预报理论可供进一步探索,更没有可以指导大地震临震预报实践的理论价值。
 
其实,他们骨子里认为“地震不可预报”,经验性地震预报不可行,例如他们会说,,运用海城经验做预报的唐山地震便漏报了嘛。
 
中国“文革”恶劣的宣传文风,自吹自擂,显然造成了“假作真时真亦假”的尴尬。
 
即使是对海城地震有细致研究的主流地震学家,也仅仅认为,这个“第一次在实践上没有以失败而告终的大震预报的尝试”可以引起对一些问题的思考:“对这一历史的回顾引出了许多关于地震过程和地震前兆的科学问题,同时也引出了关于政府和民众在地震预报和地震防御中的作用的问题” [6] 。仅此而已?仅此而已!
 
然而,中国科学家对海城地震的成功预报,真的仅仅是“好运气”?真的“没有成功经验可供借鉴”,没有“指导预测预报实践的理论价值”吗?
 
这正是本文要回答的问题。
 
实际上,拙作《大地震临震预报的曙光》已经全面深入地回答了上述问题,只不过,公众很少有人去读这一学术专著(但地震界已经有越来越多的专家学者正在读它, 许多学者向笔者表示赞同和支持),所以,笔者需要用可靠的史料资料,揭示当年的技术和制度细节,并用炼简洁语言,直截了当地回答上述问题,借以普及“大地震能够预报预警”这一最新最前沿的理论和相关知识。
 
让我们从中国地震预测预报的开篇说起。
 
一、探索、磨刀,摆开阵式抓大震
 
 
1、邢台余震探索
 
1966年3月,河北邢台地区连续发生了5次6.0~7.2级地震,有感范围东到烟台,西到铜川,北到内蒙古多伦,南到南京。这一地震群被地震界称为邢台地震。
 
图1 1966-1976年中国华北五大地震的震级、时间和地理位置
 
资料来源:王克林等人的《预报1975年海城地震》一文,图1。
 
邢台地震是建国后大陆人口稠密区发生的第一次大地震。当时,中国甚至还没有地震局。地震发生后,国务院总理周恩来3次亲临地震现场,查看灾情,安抚群众,领导抗震救灾。与此同时,他深入群众,了解地震相关情况,做出了“地震有前兆,可以预测预报”的判断。在此基础上,国务院指示相关部委(包括中科院、地质部、石油部、国家测绘总局、北大、中国科技大学等)派出大批科技人员组成课题组进驻邢台,利用余震开展地震预测研究。
 
在邢台地震现场,科学家们通过大量的实地考察、调查、研究、总结,发现并确认大地震前在震中区及其附近地区,的确出现了一些特殊的前兆异常现象。如井水翻花、变浑,水位涨落,动物行为异常,小震活动出现“密集—平静”特征,等等。于是,各部门和单位的科技人员,在邢台地震现场,利用各自的专业技术优势探索地震预测的具体途径,从而形成了多学科联合,多路探索的生动局面。
 
在邢台地震区,不同学科、专业的科学家各自采用不同的方法探索地震预测的各种可能性。为此,科学家们很快建立起了一批以观测地震前兆微观异常为目的的地震监测台站(包括测震、地电阻、地电场、地磁、地下水、水化学、水准、基线、重力、扭称、地应力、地声、地倾斜等20多种手段);同时,也建立起了第一批群测群防监测点,发动群众观察地下水异常和动物行为异常,并配合其他一些简易仪器(如土地电、土地磁、土地应力等等)进行观察。在此基础上,事实上已经形成了以监测地震前兆异常为主要手段和方法,专群结合、土洋结合、多学科联合探索地震预测预报的局面。
 
邢台地震的余震长达10年以上,先后发生余震7万多次,高峰时期,一天发生1200~1400次余震。中国的地震研究体系以及地震预测研究的八大方法(即测震、地形变、地磁、地电、重力、地应力、地下水、动物异常等),就是在这些频繁的余震中逐步建立起来的。当年进驻邢台的许多人,虽然不是地震科班出身,但在实践中逐渐成长成为一批地震预测的复合型人才。其中,有4位成为院士。 [7]
 
其实,中国地震学家对地震预测方法的研究比1966年邢台地震要早得多,只是40多年来“地震不能预报”占主导地位,因而没有在国家层面做地震预报史的工作,致使许多珍贵的中国地震预报史资料散落民间,其真相也不为公众所知晓。例如,早在1958年,资深地震学家郭增建教授便倡导并组织进行了1920年海原8.5级大地震的考察工作,这被称为“打响中国地震预报第一枪”的行动。郭增建在随后的调查报告中,“首次总结了海原大地震的前兆现象:前震、地下水、地声、地光、动物、天气、地磁场异常”,并“于1960年代初在兰州地球物理观象台建立了大地电场观测台”,这成为“我国利用地电学方法(预测)预报地震的起步” [8] ;同时,“这次考察行动所得结果(也)奠定了后期用宏观前兆(预测)预报地震的理论基础和指导思想” [9] 。
 
就在科学家们利用余震探索地震预测的同时,国家决策层经过几年的调研和准备后,于1971年8月正式成立了国家地震局。此后,中科院地球物理研究所、兰州地球物理研究所、昆明地球物理研究所等8个研究单位整建制划归国家地震局领导,与此同时,又先后组建了兰州、成都、沈阳、新疆等9个省级地震大队和北京、天津、河北等11个省级地震队。 [10]
 
1972年3月,根据国务院总理周恩来的指示,地震部门制定了“以预防为主,专群结合,土洋结合,多兵种联合作战”的地震工作方针。同时,提出了以7级以上地震为预测预报目标,并初步形成了“长中短临渐进式地震预报”的共识和思路。
 
 
2、新疆实验场磨刀
 
也就在国家地震局成立的当月,1971年8月,出于深入了解与认识地震、提高地震预测水平的需要,地震部门组建了“新疆地震预报实验场”(此处的“预报”应为“预测”)。该预测实验场西起喀什,东至拜城;有包括国家地震局、地球物理研究所、地质研究所、地震地质大队在内的10多个科研单位、约300名科研人员参加预测实验。后来成为地震界“领军人物”、权威专家的一些地震学家都在这个实验场工作过。
 
新疆实验场的科学家使用了包括测震、地磁、地倾斜、地应力、地形变、水化学、地电和高频地震波等7、8种前兆异常监测手段和预测方法,同时还在阿克苏建起20多个群众测报点。显然,这是中国地震学家将他们在邢台地震余震中获得的认识和经验运用于实际地震预测的最初实验。
 
实验期间(1971—1975年),这些科学家对发生在实验场的35次近4级和4.0~6.9级地震(不包括余震)进行了试验性预测。令笔者吃惊的是,这种没有社会风险(不需要报告政府并让其组织公众防震避险)、纯粹科学试验性质的地震预测的准确率相当高。例如,正确预测占地震总数的34.3%;正确预测和部分正确预测之和占地震总数的82.9%,占预测总次数的56.9%。(见表1)
 
比如,科研人员根据地应力、地磁、地倾斜、短水准、流动水准等异常情况,第一次成功预测了(三要素正确)1972年2月17日发生在阿克苏东北的5.0级地震。
 
显然,随后海城地震临震预报的成功并不是偶然取得的,除了“好运气”,还有中国科学家近10年邢台地震强余震探索和新疆地震预测实验的科技支撑和经验积累。
 
 
3、首次摆开阵式“抓”大地震预报
 
1969年7月18日,渤海湾发生7.4级地震。震后,郯城—芦江大断裂北段的开原至营口断裂的地震危险性,引起地震专家的注意[11] 。在1970年年初的首届全国地震工作会议上,辽宁南部地区被列为全国“地震重点监视地区”之一。1970年3月辽宁省政府(时称“革委会”)为了加强地震工作成立了地震办公室(简称“省地办”,是省地震局的前身)。1971年,国家地震局成立沈阳地震大队,与辽宁省地办合署办公。
 
从1970年到海城地震前,地震部门在辽宁全省先后建立了13个专业地震台;并从1970年开始,对营口至开原断裂带的近期活动性、相关地质结构和构造运动,以及相关地区的历史地震时空分布情况等方面进行了考察研究,从而确定“沈阳至营口、熊岳至大连是辽宁省主要的地震活动带,并且指出开原至大连一线地震活动的强度和频度均有增大的趋势”[12] 。
 
沈阳地震大队成立后,进一步对辽南地区开展了地震地质、物探、重力以及地壳形变测量等野外考察和研究工作。
 
1973年底,在上述考察研究工作的基础上,结合一些专业台站的监测资料,地震学家逐步加深了对辽南及辽东半岛地震危险性的认识。“通过粗略的调查研究认为,辽宁地区存在着可能发生破坏性地震的背景,而辽南地区较其它地区危险性可能更大一些”[13] 。
 
1974年,就在这个比较粗略圈定的危险区,地震部门有意识地加强了各种前兆监测和研究工作,这包括“加强台站观测,增设一些观测手段,进一步加密地壳形变、重力、地磁等流动观测网,缩短观测周期,并相应地开展了群众业余地震测报工作”[14] 。
 
海城地震前,辽宁地震部门的地震台网已初具规模。全省有13个专业地震台,进行综合性前兆异常监测。全省及周围地区有地震监测台站(点)58个,其中,测震台23个,除测震以外的其他前兆异常监测共69台项(一个台站有几个监测项目)。 [15]
 
经过2年多的连续监测和研究,各地震专业机构及其地震专家相继发现了辽南及辽东半岛一系列(早期)中期前兆异常,其中突出的有,小震活动性、地形变、地应力、水化学、地磁和海平面等异常,“以及华北北部近年长期干旱,1973年以来又出现少有的暖冬冷春,干湿失调的气候异常等情况”[16] 。
 
1974年6月上旬(海城地震前8个月),由于各专业机构陆续报告相关地区出现了许多地震前兆异常现象,国家地震局召开了有20个单位共53人参加的华北及渤海地区地震形势会商会。会议通过会议总结的形式,提出了华北及渤海北部等6个地区(海城震区即在其中)的地震趋势中期预测。国家地震局的主管部门中国科学院及时向国务院报告了会商情况。
 
不到20天,1974年6月29日,国务院下达了“国发[1974]69号”文件,破天荒地发布了中国第一份包括6个地区的地震趋势中期预报。
 
在国务院上述中期预报所涉及的6个地震危险区中,有2个危险区在此后两年多一点的时间内先后发生了海城7.3级地震、内蒙古和林格尔6.3级地震和唐山7.8级地震。
 
1974年6月的这个会商会和国务院69号文件,标志着中国地震学家在邢台余震探索和新疆实验场磨刀的基础上,首次摆开阵式“抓”大地震预测预报。
 
 
二、地震预报制度的原始创新
 
 
那么,首次摆开阵式“抓”大地震预报的时候,中国地震学家是否已经掌握了大地震临震预测预报的有效途径和方法呢?
 
历史资料显示的答案是否定的。
 
 
1、无心插柳柳成荫
 
现有资料显示,当年,中国地震学家虽然已经开始利用地震史料、断裂带地质构造、地震地质调查和一些出现较早(2~5年)的微观异常(典型的有地震活动性、地形变、地应力、水化学、地磁)等手段去划定未来大地震的区域范围,但是,对于临震预测预报,他们基本上还局限于邢台余震和新疆实验场的两条经验,即他们“对(大)地震规律实际上只有两条简单肤浅的认识:一是邢台地震的‘小震闹,大震到’的前震型地震发生规律(他们后来才知道,这种小震群前震型地震占大地震的比例很低);二是大震前肯定有动物、地下水等宏观异常反应”;“但还根本不知道宏观异常反应的特征”[17] 。
 
不过,由于有邢台余震和新疆实验场利用微观异常预测中小地震的经验,同时,还有“从四川炉霍(1973年2月、7.6级)和云南大关(1974年5月、7.1级)两个大地震得到一些零碎的前兆资料”[18] ,更重要的是,判断大地震中短期异常客观上需要微观异常数据和宏观异常报告,所以,在国务院69号文件颁布之后,辽宁省“一方面组织专业队伍加强对震情的监视和对已有异常进行野外观测验证;另一方面采取各种形式,宣传地震知识和防震常识,组织群测群防”。
 
为此,辽宁省曾派人到邢台学习群测群防经验,随后(1974年下半年),“在辽南地区先后建立起群众测报点2273个,参加测报人数达4269人”。与此同时,一些县市政府也独自派人外出学习,比如,1974年11、12月,营口市政府曾组织有关人员去四川和云南考察学习地震知识和群测群防工作经验。
 
到海城地震前(即在不到8个月的时间里),辽宁全省“共建起各类群众观测点13021处,参加测报人员约为27400名”,“观测点主要分布在辽南和辽东地区”,初步形成了专群结合的地震监测网。[19]
 
这里所说的“群众测报点”和“群众观测点”实际上包括微观异常监测点和动物异常观察点两类设有专人负责和管理的群测群防“网点”。
 
根据邢台、四川和云南的经验,辽宁各地群测点制作了大量简易观测仪器,如土地电(监测地电阻和地电场)、土倾斜、土地磁(监测磁偏角)、土地应力等等,密切监测当地的地震动态,认真捕捉地震微观异常。
 
这些自制“土”仪器虽然精度不高,平时没什么反应,或者如主流专家所说,土仪器平时监测到的是“干扰、噪声”(如土地电可能监测到的是“极化电位差”);但是,在大地震临震阶段微观异常很突出的时段,其中一些“土”仪器便会监测到一些非常突出的微观异常,这些异常反应数值(即异常突变幅度)是平常背景值的几倍到几十倍,远远超过测量误差及干扰水平,即专家所说的“远远超过仪器观测误差和噪声水平”。
 
与此同时,普及地震知识的工作也大大加强。有关部门采用宣传画、小册子、画册、宣传材料、幻灯和电影等形式(如散发小册子和画册129.2万册,放映地震电影和幻灯5671场,有线广播地震讲座3414次,举办宣传员学习班2077次,并利用省市报纸刊登地震预测预防常识[20] ),向广大群众讲解地震基本知识,宣传群众性防震知识,广泛动员群众,认真捕捉各类地震宏观异常。当年国家地震局业务副局长证实,“辽宁省下过大力气用各种方式向广大群众宣传普及地震前兆和防震抗震知识,受教育的群众高达1400万人次”[21] 。辽宁省1975年总人口为3622万人,“1400万人次”受教育,可谓“家喻户晓”。
 
经过1974年下半年的一系列工作,辽宁省地震专家对地震中期趋势有了进一步的认识。虽然他们对具体发震地点和时间看法不太一致,但有两个基本看法是一致的,一是若发震,可能在辽南,二是发震时间可能不会拖得太久。基于此,“(他们的)基本想法是依靠大量的各类测报点”,并“特别加强了群众的观测”。 [22] 后来出现典型微观异常的辽宁冶金102地质队群测点便是在这个时候布设的。
 
笔者的研究确认,地震部门的上述部署是中国地震学家对地震预报制度的原始创新,具有非常重要的理论意义。
 
 
2、关键在于形成中短临前兆异常链
 
至此,中国地震学家一路走到了海城地震孕震的中短期转折阶段,完成了地震预测预报所需要的一系列部署。不过,他们当时并不知道,他们根据临震预测技术需要而建立起来的群测群防监测网和宏观异常观察网,“暗合”并初步满足了大地震临震预报的基本制度要求,从而也为海城地震的临震预报奠定了制度基础。更令他们想不到的是,有没有建立这两个“监测、观察网”的制度安排,是大地震能否实现临震预报的决定性因素,而此后唐山大地震漏报的根本原因正在于此!(后文《揭开唐山大地震漏报的终极谜底》将介绍详情)
 
人们(包括地震界、地震学界)至今仍然不知道,虽然仅靠有限的几个微观异常监测手段及其有限布点,也可以做到中小地震的正确临震预测(比如新疆试验场和一些民间地震专家的地震预测),但是,仅仅具备这些科技基础和技术条件,7级以上大地震是不能实现临震预报的。中国40多年来的成功经验和失败教训充分证明了这一点。
 
笔者的《大地震临震预报的曙光》一书从构建制度、革新组织方式的角度,论述了大地震临震预报预警的有效途径,这便包括:一系列技术条件和与之配套的一系列制度条件。(见“图2”)
 
图2 大地震临震预报预警的有效途径
 
为了方便读者理解上述问题,以便进一步正确理解海城地震成功预报的重大理论意义,笔者先要离开海城地震,带你去通海大地震看看。通过该震例,你大致可以弄清楚,需要具备哪些基本条件,才能实现大地震的临震预测预报。
 
下面用1970年1月5日的通海大地震来说明,为什么这“两个一系列条件”缺一不可。(详细论述见长篇论文《李尚勇:大地震临震预报预警的有效途径》)
 
从笔者查阅的中国近50年来大地震的几乎所有震例资料来看,大地震的前兆异常丰富、突出是普遍现象(无人区大震无人监测观察除外)。同时,众多震例资料显示,接近7级和7级以上大地震的孕震过程明显表现为长期(几年到几十年)、中期(几个月到几年)、短期(3个月以内)和临震(几天以内)四个阶段,与此相应,大地震的前兆异常也表现为相对完整的中期、短期和临震各阶段异常,所以,对于经验性地震预测来说,问题在于,人们是否把握住了中、短、临各阶段前兆异常的完整链条。
 
通海大地震这个典型震例正好可以用于说明上述问题。
 
1970年的云南通海7.7级大地震是1949年以来首次震亡人数过万的大地震。由于当年云南还没有布设前兆异常监测台站(在距震中500公里范围内仅有20个测震台),所以该震例缺失了除前震外的所有微观异常监测数据。在这种情况下,地震学家能够掌握的前兆异常,也就只能有“图2”中的前5项。这包括,震前5年的地震活动条带、震前1~4年的地震空区、震前1、2年的洪涝干旱振荡、震前1年的早期前震(打破空区)、震前1年的气温场异常和2个月前的冬季提前回暖气候异常。(见“图3”)(当然,因为地震地质构造、孕震过程和监测手段不同,不同地震的早期异常会有不同的“异常组合”)
 
图3 通海大地震缺失了主要的微观异常监测数据
 
如果能够满足本书界定的“一系列制度条件”,那么:
 
(1)孕震区便有专业研究团队长期研究、关注,该孕震区也能布设合理密度的专业微观异常监测台网。
 
在这种条件下,震前2~5年,便能够发现该孕震区趋势缓慢的早期微观异常;震前1、2年,能够发现中期微观异常。(见“图4”)
 
图4 形成中期预测能力
 
随后,若再出现震前1年的早期前震(打破空区)和气温场异常,负责该地震区的地震学家应该能够确认孕震进入中短期转折阶段;进一步,在高级别年度会商会上,该地震区便可能被划入“年度重点危险区”。
 
(2)地震重点危险区(县域)基层政府依“年度重点危险区”的中期预测启动“防震自救”预案:一是建立群测群防监测网,形成本地微观异常监测和短临预测的骨干力量;二是广泛发动群众,积极观察宏观异常。(见“图5”)
 
图5 形成短临预测能力
 
在上述条件下,群测群防能够在震前2、3个月发现短期微观异常,其表现明显区别于趋势缓慢变化的中期异常,即有数量不少的监测点会出现监测数值大幅度快速变化;若“广泛发动群众”的工作做得到位,那群众在同一时期就会有数量不少(远远超过背景值)的宏观异常报告。
 
上述短期微观异常与同期宏观异常相互印证,会极大地减少误判震情的概率。
 
(3)临震阶段(震前几天到几小时)的最大特点是,微观异常监测数据脉冲式突变(突跳、爆表),宏观异常井喷式大爆发(包括地下水和动物大异常,以及前震、地光、地声等等);二者相互呼应、相互印证,从而形成大地震完整的中短临前兆异常链。此时,大地震临震预报已经具备充分必要条件。(见“图6”)
 
图6 形成大地震完整的中短临前兆异常链
 
图片说明:(1)6级以下地震没有或很难形成序列、阶段完整的中短临前兆异常链。(2)本文界定的大地震,是指接近7级和7级以上地震。
 
理解了这里所说的“两个一系列条件缺一不可”的技术和制度硬约束,便可以知道,在海城地震孕震的中短期转折阶段(震前半年到1年左右),地震部门在海城地震区建立起了群测群防监测网,同时又广泛发动群众捕捉各类宏观异常,这客观上构建了本书界定的“半封闭”地震预报制度。幸运的是,当年的基本技术条件和具有“半封闭特点”的基本制度条件能够满足“经验性预测预报”的最低要求,因而能够取得成功。只不过,当年的地震学家没有“制度硬约束”的概念和思维,他们仅仅是从预测技术需要的角度,“碰巧”满足了基本制度要求。
 
不过,这种原始制度创新已经非常了不起了。毕竟,这是人类在与大地震的“搏斗”中,第一次向着正确的方向迈出了正确的第一步!
 
 
三、第一次追踪式预测的经典范例
 
 
【导读】到了短临阶段,出现误报也就意味着出现了严重震情,意味着“黑箱作用力”更严重的冲击,更意味着发震危险性已经来临,甚至发震时刻正在逼近,此时,追踪式预测,即“通过误报逼近正确预报”是大地震临震预报预警唯一可行的策略和唯一实现形式。
 
 
1、具有指导意义的短期预测
 
因为海城地震基本满足了大地震临震预报的技术基础和基本制度条件,所以,在中短期转折和短期阶段,地震部门(尤其是辽宁省地震部门)对震情的基本判断与该孕震过程的演变阶段基本相符。
 
1974年11月底,国家地震局在辽宁省开原县召开会议,对东北的地震趋势作出了比之前更具体的评估。廖廖数语的会议结论列出“近期”可能发生破坏性地震的6个地区(后来实际上只有营口—海城发生了大地震),其中2个在辽宁。会议纪要中明确写道:“营口、大连等地是近期发生破坏性地震危险性较大的地区,是今后工作的重点地区,需要立即采取措施,加强监视,充分做好捕捉大震的准备” [23] 。
 
会后,辽宁省地办在关于“开原会议”的报告中,更为具体地列出了辽宁省地震危险性比较大的7个地区,并认为其中“金县和营口—熊岳地区及大连西南200公里以内的海域”,近期发生破坏性地震的可能性更大一些。该报告除了关于活动断层分布、历史地震、近期小震以及金县水准的理由外,还提到了其他各种水准测量数据,并特别强调了营口地区的危险性:“在东、西、北三面都处于上升的背景上,营口为(相对)下降的最低点,有可能构成应力集中区,近期小震活动也有增加的趋势,是值得注意的危险区”。 [24]
 
基于1974年下半年的一系列部署和工作,到1974年12月中旬(震前1个多月),辽南地区的专业台站和群测群防监测网“开始发现从未有过的异常现象”,其中比较突出的异常有,一些乡村(主要在丹东)出现地下水异常和动物异常(包括老鼠、家禽家畜和冬眠的蛇蛙出洞),一些微观异常监测台站出现地倾斜异常加速和水氡异常转折等。
 
12月20日,辽宁省地办召开全省紧急会商会,会商结果是“近期在丹东、盘锦—营口、熊岳—金县,可能会发生5级左右的地震”,“同时把更大的注意力集中在丹东”。
 
作出上述短期预测的两天后,1974年12月22日(震前1个半月),辽阳、本溪附近(距未来震中约90公里)发生了一系列小地震(百余次小震,最大震级4.8级)。国家地震局派人去调查,结论是这些地震与葠窝水库自1972年11月开始的注水有关。不过,辽宁地震部门的看法要全面、准确得多。
 
因为,辽宁地震部门并没有孤立地去看待“葠窝水库小震群”活动,而是把这次小震群活动与他们已经掌握的中短期异常情况结合起来分析。经过多次会商,他们认为,(1)辽南地区的宏观异常继续在更大范围内出现(扩大到本溪、辽阳、鞍山、锦州和大连),并且,异常动物种类比之前增多,动物和地下水异常的数量正在不断增大(见图15、图16);(2)金县短水准异常幅度较大,而且在4.8级地震以后没有明显改变,似乎应该对应更大的地震;(3)几个台站监测到的地应力、水氡和地倾斜等异常,也没有因为这次地震活动而结束,反而还在发展。因此,他们认为,“这次地震不是一次单纯的水库地震,很可能反映这个地区构造活动有所加强,应力场变化更加激烈,已有的异常估计应该对应更大些的地震”。 [25]
 
本书(李尚勇著:《大地震临震预报的曙光》)的研究显示,尽管此时地震部门对未来大地震“三要素”的认识还比较模糊,但破坏性地震的性质、大致方向和区域范围,已经足以指导未来震中区及其附近地区加强微观异常监测并进一步动员群众观察宏观异常。
 
从其它大震震例来看也是如此,即在短期阶段,地震专家对预期中的那个“目标地震”一般还只有一个“轮廓性”的认识:具体的震级并不知道,仅仅感觉是一个破坏性地震,也许5、6级左右吧,而且,出于谨慎,估计的震级往往偏小;震中区则完全不知道,但大致的区域范围可以画一个比较大的“圈”,有的可能对发震的断裂带有所认识;发震时间更是难以“准确”,只知道“近期”或者“时间不会拖得太久”,甚至对该孕震阶段是否就处在“短期阶段”都不十分肯定(后文详述)。根据大地震震例经验来看,发震时间的确定往往需要在短临阶段或者临震阶段,甚至在发震前夕,才能最终确认。
 
若你明白了上述道理,你便会明白,地震部门的所谓“预测卡”要求填卡人在短临阶段便明确“地震三要素”,且缺一不可,这是强人所难,甚至是强人无中生有。更何况,单一监测手段或有限的几个手段根本就不可能确认大地震的“三要素”。许多非主流地震专家和专家团队因此而落入了这个有些阴险的“陷阱”和“黑洞”之中(而不能自拔)。
 
从技术上说,经验性地震预测的正确方向是要形成中短临前兆异常链,这需要多种监测手段综合分析,并且有前兆异常“大数量”配合,而前提是,做过区域性地震地质构造分析、地震地质野外调查和相关断裂带地震活动性分析之类的基础性工作。
 
 
2、三次短临误报
 
在上述短期预测和严峻震情的背景下,从1974年12月23日到1975年1月10日,辽宁省地震部门根据相关地区的前兆异常,包括小震活动增多,地形变、地下水、水氡和土地电等异常,以及大量动物异常的情况,提出了一系列短临预测。辽宁省政府根据这些预测,以发布通告的形式,连续发布了三个短临预报。(见图7)
 
图7 海城地震误报示意图
 
其一:“葠窝小震群”的第二天(12月23日,震前44天),辽宁省政府发布了短期预报,该预报包括三个地区:(1)丹东一带可能发生5级左右地震,但“日期尚难判定”;(2)盘锦—营口—熊岳地区12月25日到1月10日期间可能发生4~5地震;(3)大连一带可能会发生5级以上地震,但“日期尚难判定”。
 
其二:12月29日,省政府发布了更为具体的短期预报:(1)辽阳—本溪地区可能会发生5级左右地震;(2)重申12月23日对盘锦—营口和大连—金县地区作出的预报,但没有再提“12月25日至1月10日”的时间窗口。
 
其三:12月31日,省地办向省政府提交会商结论,预测辽阳—本溪地区1975年1月5日前可能发生5级左右地震。省政府立即以“震情通报”的形式公布了这一临震预测。 [26]
 
尽管事后证实,这些短期和临震预测预报都是误报,但事实上,上述地区都是当时微观异常明显且宏观异常突出的地区(参见图15、图16)。例如,营口县地办编辑的《情况反映》第1~6期(12月27日到次年1月5日)上报本县领导层的震情就包括上述地区的小震群活动和水氡异常,以及本县多地土地电、地下水和动物异常。其中,本溪、辽阳和未来震中附近(距未来震中100公里以内)的小微震群活动有3次:30日15次,最大震级3.6级;31日36次,最大震级2.9级;1月4日9次,最大震级2.5级(1~5日31次)。(见图12)
 
1975年1月10日,省地办会商会根据地震活动和其它前兆异常减弱的情况,撤消了辽阳—本溪的误报预警。1月12日,省政府以“震情通报”的形式通报了省地办的这一会商报告。 [27]
 
不过,省政府的“震情通报”并没有解除严峻震情的戒备状态。它通报说:“从1974年12月22日起到1975年1月10日止,在本溪、辽阳、鞍山震区共发生0.5级以上的地震214次”,“目前该地区地震仍继续活动”,“目前丹东、旅大、营口、盘锦地区仍有发生5级左右地震的可能,但具体时间和地点尚难判断”,“要继续采取积极措施,做到有备无患”。 [28]
 
从营口县政府地震办公室提供的历史资料来看,从1974年12月初(震前3个月)开始,辽宁省政府的“震情通报(或通知、通播)”便不定期发布并一直持续到2月4日发震前夕。 [29]
 
 
3、由误报逼近正确预报
 
在主流社会(尤其是主流科学家和社会管理精英)看来,大地震误报(包括虚报)是坏事,比如,当初有关部门对外宣传海城地震成功预报时便“屏蔽”了这三次误报,而地震专家事后总结也不提此事,但是,本书的观点截然相反。笔者认为,如果真心想抓大地震临震预报预警,那么,追踪式预测和与之相伴的误报,正是通向正确预报预警的必由之路。
 
众多大地震震例显示,大震预测预报的复杂性在于,前面“图6”显示的大地震序列、阶段完整的“中短临前兆异常链”只是理想情况下的基本震情发展趋势,而实际的震情发展情况,尤其是中短期转折和短期震情,则特别有“个性”,往往呈现曲折、反复的特点。
 
之所以如此是因为,大地震前的微观和宏观异常会在孕震地震区“沿发震构造带展布”,而孕震断裂带可能有几个而非一个相对薄弱且易于断裂的岩层地段。虽然最终断裂、发震并成为震中的区域,一定是该孕震区内当时最为薄弱的岩层地段,但在孕震过程的中短期(尤其是短期),微观和宏观异常“群”却可能或先或后出现在该孕震区或断裂带任何一个相对薄弱的岩层地段。
 
1976年8月16日四川松潘平武7.2级地震最能够说明上述情况。当年,从震前2个月开始,地震部门收到的宏观异常报告数量明显增加,至8月16日大震发生,经历了“三起三落”的过程(见图8)。在这个过程中,省地(市)两级出现了多次误报(主要是时间偏早)。
 
图8 1976年松潘平武地震前龙门山地区宏观异常时空分布图
 
图片说明:图片来自四川省地震局编:《1976年松潘地震》,图2.8-6、图2.8-7,地震出版社,1979年10月。
 
如果将时间尺度放大到50年,就能够看到该震例三次宏观异常高潮的特殊指示意义。因为,32年后(2008年),在“第二、三次高潮区”发生了汶川8.0级地震,而第二次、第三次高潮区正好对应汶川地震地下断层错动距离最大的两个区域;并且,37年后(2013年),在“第一次高潮区”又发生了芦山7.0级地震。
 
可见,对于处于临界状态(地质学意义)的岩层来说,作用于断裂带的“力”(本书将其称为“黑箱作用力”)并不肯定一次“冲击”就能造成岩层断裂,相反,“黑箱作用力”需要经过若干次“冲击”才能最终使孕震区域内当时最为薄弱的岩层断裂。
 
显然,每一次能量足够大的“冲击”都可能促使断层、岩层产生某些物理场或化学场异常。同样,每一次能量更大的“冲击”均可能使该断裂带某区域处于临界状态的断层、岩层“欲断未断”,从而产生更为强大的物理化学场,使微观异常监测出现短期或短临异常,使动物、地下水等出现成规模的宏观异常。最后,对断裂带当时最为薄弱岩层的“最后一击”,一方面,使地下的水、气等物质出现大规模迁移运动,另一方面,使断层、岩层产生突变性质的物理化学场(如地下水迁移带动水中电荷成规模运动形成地电场突变),这些突变的物理化学场使微观监测数据“突跳”,而大量动物则难以忍受因此而产生的“痛苦”而表现出严重异常,从而在震中区及其附近地区形成规模宏大的临震宏观异常。
 
海城地震前几天,“有的动物甚至表现出惊恐万状,如同面临灭顶之灾一样,其嘶叫声悲而且惨” [30] 。也有震例报告称,在2000年兴海6.6级地震前1天,2只兔子吱吱乱叫,并于当晚口鼻出血而亡 [31] 。显然,一定有某种人类未知的物理场令部分动物如此不堪。(但就整个地震区而言,出现明显异常的动物还是少数。)
 
本书的研究显示,在大地震震例中,上述孕震过程在短期阶段的复杂多样性表现为一般规律。
 
因为“黑箱作用力”对危险断层的冲击次数无从把握,而更重要的是,对最为薄弱岩层“最后一击”的判断,只能在之前的一次次冲击中去把握,所以,大地震的临震预报预警,只能通过“由误报逼近正确预报”这种“追踪式预测”的形式去实现。
 
对此,资深地震学家郭增建与他的地震预测学说的传人郭安宁教授也持有与笔者相同的看法。郭安宁在他们父子新近出版的学术专著中归纳说:“成功的预报必然要以虚报作为代价”。郭增建教授将其称为“不断拦截”的战术,“那是基于调制模式下一系列调制时间点的拦截,准确地判断出一个时间点是不可能的,只可能在时间点上进行可能发生灾难的拦截”。 [32]
 
显而易见,如果枪毙了“误报”,也就扼杀了正确的预测预报,因为,受目前科技水平的限制,你不能期望地震预测专家一次便能辨认黑箱作用力的“最后一击”,并捉住那最后的微观和宏观大异常,从而准确作出临震预测。
 
老天爷智慧无边:追求完美必然导致频频漏报。要不你去苹果园试试:如果允许你在苹果园里走一圈,摘走你心仪的苹果,但不许走回头路,你会怎么做呢?其实,最明智的选择便是,放弃摘取最好苹果的念头,挑选相对满意的那一个。否则,你会一无所获。
 
其实,到了短临阶段,出现误报也就意味着出现了严重震情,意味着“黑箱作用力”更严重的冲击,更意味着发震危险性已经来临,甚至发震时刻正在逼近,此时,追踪式预测,即“通过误报逼近正确预报”是唯一可行的策略,同时也是临震预报的唯一实现形式。
 
对此,当年辽宁省政府高级官员说得很直白:“我说,多报了比漏报的好” [33] 。
 
在科技层面,甚至连主流地震学家也不得不承认,“这些误报也并非全无科学价值”;“它们的空间展布代表了当时地震工作者所知道的各种异常现象的空间分布”;而“异常的空间分布和后来海城地震的震中,甚至某种程度上它的烈度分布,明显相关” [34] 。(见图9)
图9 1975年辽宁海城7.3级地震预测范围和烈度分布比较
 
资料来源和说明:(1)图9(a)为1975年前后海城地震预测预报示意图。(2)图9(b)为海城7.3级地震等震线图,资料来自朱凤鸣、吴戈等人的《1975年海城地震》一书,图4-1。
 
其实,当年主持海城地震预测工作的地震专家,早就分析过这种情况。他们认为,微观和宏观异常的空间分布与地震地质构造活动相关,有些微观和宏观异常在震情早期阶段出现在震区外围,其后有向震中区“迁移”的过程,最后在震中区爆发。 [35]
 
 
4、误报后震情趋于明朗
 
显然,震情的发展和预测预报走到了出现若干误报这一步,大震形势反而逐渐明朗起来。
 
在上述认识和3次误报的基础上,1975年1月10日,辽宁省地震部门在有各地震台站参加的会商会上提出了短期预测:“会议认为在营口至金县,以及丹东地区近期可能发生6级左右地震,发震时间可能很近”[36] 。这一短期预测与之前3次误报的最大区别是,它将预期地震的震级由“5级左右”,提高到了“6级左右”。
 
这表明,省地办的地震专家对预期地震的认识进一步深化。而实际上,进入短期阶段的预期地震,越是震情严峻却又迟迟不发震,那就意味着它的震级越大。
 
随后,辽宁省地办在为国家地震局1月下旬召开的首次全国地震趋势年度会商会准备的震情意见中,正式提出了海城地震的短期预测:1975年上半年,或者l、2月份,辽东半岛及沿海海域发生6级左右地震的可能性较大。
 
辽宁省地办顾浩鼎在全国会商会上宣读的短期预测如下:“(1)从金县短水准异常看出,至少金州断裂的介质状态正处于塑性形变强化后的不稳定阶段,面临破裂。前兆异常的增多也说明这一情况,因而,较大地震可能发生的时间不会拖得很久,在今年上半年或1、2月份。(2)从金县水准、水氡异常和旅大地磁异常,以及地震活动的分布看,地震在辽东半岛南端发生的可能性较大,但考虑到目前盘锦水氡异常、丹东和盖县的前兆异常等情况,地震发生的地区也可能大一些,即可能包括整个辽东半岛及沿海海域。(3)从金县水准异常持续时间判断,预料的地震震级在6级左右”(参见图10)。 [37]
 
图10 金县短水准中短期异常曲线
 
资料来源:辽宁地震局:《1975年海城7.3级地震成功预报回顾图集》,地震出版社,2005年5月,第15页。
 
这是正式场合的正式预测意见。但在私下交谈中,在专家们的心里,他们捕捉的这个“破坏性地震”,“弄不好会是7级以上”[38] 。
 
上述短期预测的主要依据为相关地区各类微观和宏观异常,主要包括专业机构和群测群防监测网提供的地壳形变(地形变、地倾斜、海平面变化)、水化学(水氡等)、地磁、地电(地电场、地电阻)、地应力等异常,以及广大群众提供的地下水异常和冬眠的蛇蛙出洞等动物异常报告。其中突出的有,金县短水准曲线大幅度异常(见图10),盘山、锦州、沈阳、大连、丹东等专业地震台水氡大幅度(20%~40%)异常,而沈阳、营口等几个地震台的地应力、地倾斜突出异常均未结束,似乎还在发展(见图11),此外,还有大范围的地下水和动物异常(见图15、图16)。 [39]
 
图11 沈阳地应力、营口地倾斜中短期异常曲线
 
资料来源:辽宁地震局:《1975年海城7.3级地震成功预报回顾图集》,第15、16页。
 
上述短临预测勾画的大地震“轮廓”已经成形,只是震级偏小一点,区域范围偏大一点,发震时间还不够准确。不过,在短期偏临震阶段,这已经足够预警,足够动员全社会积极防震自救了!
 
更重要的是,辽宁省地震部门的明确预警,一方面督促地震重点危险区加强预测预报相关工作,另一方面,也得到了国家地震局地震学家的认同。请注意,在当时的制度安排中,地方地震部门的大地震临震预测意见,必须通过国家地震局业务主管部门审核后,方能通报地方政府,最后成为地方政府的临震预报。
 
对于后一点,前国家地震局事实上的业务副局长查志远(元)先生说得很明确:“根据微观异常,辽宁海城、营口一带早已纳入了我们的监测预报范围”;“在辽宁省各级政府的支持下,从群测群防得到2个来月直到临震的大量宏观异常反应(情况),使大家一直警觉到:肯定要发生一个大地震;而临震前3天的小震群活动使我们最终下决心拍板正式发布预报”。查先生颇为感慨地写道,“这是上天……给了我们一个机会,海城发生的是一次与9年前在邢台发生的同类型地震(即“序列前震—主震型地震”)”。[40]
 
于是,“序列前震”成了海城地震成功预报的一条“捷径”。但仅仅是“捷径”而已!
 
 
四、成功临震预测预报的技术细节
 
 
【导读】辽宁地震部门在震前19小时作出临震预测的依据,并不单纯是“序列前震”,相反,他们的主要依据是“序列前震”之前(2月1~3日)已经表现出“临震大爆发”特征的大量宏观异常和数量不少的大幅度脉冲突跳的微观异常。
 
因为国家级省级地震专家团队对这个大地震已经形成了“长中短临前兆异常链”的认识,并且已经严阵以待,所以,在愈演愈烈的微观和宏观异常报告源源不断的情况下,这个一开始表现得并不激烈的“序列前震”(作出预测时才有23个小震)便可以放在“中短临前兆异常链”中去认识,进而正确判断“大震临近”。
 
 
1、临震前兆异常和临震预测
 
自上年底(12月22日)“葠窝水库小震群”(距未来震中约90公里,百余次小微地震,最大震级4.8级)后,1975年的第一个月(即“序列前震”之前一个月),距未来震中100公里范围内,虽然小微地震总数也有134次之多(最大震级3.6级),但总体上呈现逐渐减弱的态势,到1月底甚至出现了3天的短暂平静期(即没有通报记录)。(见图12)
 
图12 序列前震之前一个月距未来震中100公里内小微地震日频度
 
资料来源和说明:(1)资料来自营口县地震办《情况反映》第3-16期(1974年12月31日至1975年2月3日)。(2)时间轴“1、2、3、5”表示1975年1月1、2、3、5日。(3)每天的小微地震往往发生在同一区域,而发震区域以本溪(距未来震中约90公里)和未来震中附近(约30公里)为多。(4)因为该图数据不是来自地震台的地震目录,而是来自营口县地震办的简报,故遗漏在所难免。
 
但是,由乡村“专职测报员”和广大群众相结合所组成的宏观异常观察网关于地下水和动物异常的报告却从1974年12月底以后逐渐增多。地震部门的“每日宏观异常报告”数目在1975年1月份一直较高,并在1月23、24日达到峰值。其中,关于冬眠的蛇出洞的报告,在震前一个月内便有上百起。(见图13)
 
图13 1974年12月1日至1975年2月4日宏观异常每日报告数
 
图片来源:王克林等人的《预报1975年海城地震》一文,图6(a)。原图说明,“图中最后4天每天的数目都是数百,大大超出本图尺度”。
 
到了1月末,随着各类异常的不断发展和扩大,地震部门最终判明了海城地震的基本趋势,并在此基础上,“加强了各种观测,监视震情动向,准备捕捉可能发生的大震” [41] 。例如,在营口县,甚至“各公社(即现在的乡镇)都成立了地震办公室” [42] 。
 
2月1日,临震的序幕拉开。
 
首先是小震的平静被打破。当日凌晨1点,位于未来震中西南20公里的石硼峪地震台记录到发生在未来震中区的一个0.5级微小地震;2月2日,记录到最大震级为0.6级的7个微震。不过,辽宁省地震办的“值班记录”显示为“今天没有情况”或者“今天没事” [43] ,即这些微小地震当时并没有受到关注。
 
真正引起注意的是微观和宏观异常明显增加。
 
2月1、2日,动物异常分别为15和27起,明显超过之前1个月的日峰值水平(见图15);地下水异常分别为64和43起(大大超过之前1个月的日峰值水平,见图16)。
 
到了2月3日,临震异常陡然猛增。动物和地下水异常分别高达120、122起(见图15、图16)。省地震办的“值班记录”里也有许多宏观异常记录,如异常发光现象、动物反应、地下水异常等等 [44] 。
 
由于没有大震预测经验,地震专家当时还不知道怎样利用宏观异常大爆发去作出临震预测。但就在这个时候,从当日傍晚18点38分开始,未来震中区(营口海城交界的周家、牌楼、岔沟等地,参见图21)的小震活动骤然增多,到午夜24点,石硼峪台的值班记录中已经记下了23个小震,其中,大于1级的15次,最大震级3.3级。(见图14、图18)
 
省地震办的“值班记录”有相关地震办汇报的情况:“地点:营口县官屯公社东南方向约20公里。时间:2月3日18点38分到20点02分共发生地震9次,其中最大为2.5级,当地有感觉”;“营口地区的小震活动,从来没有这么密集的发生过”;“地办对以后情况估计,尚难明确判断,仍在密切注意中”;“如果有大震,估计小震活动可能会升级和进一步增多”;“如有新情况,将立刻向省报告” [45] 。
 
2月4日0点30分,辽宁省地办在会商之后写出了《地震情报》第14期,该简报通报了上述震情后指出:“从震情发展来看,震级尚在不断加大,结合我省异常情况及这次全国大地震趋势会商会结果(确定我省辽东半岛的营口—金县及丹东等地可能发生5~6级地震),很可能后面有较大的地震,必须提高警惕” [46] 。(见图14)
 
图14 1975年2月4日0时30分编写并上报的《地震情报》第14期
 
资料来源:辽宁地震局:《1975年海城7.3级地震成功预报回顾图集》,第27页。
 
后来,地震学术界也承认,上述第14期简报“带有临震预测性质”,“(它)发出的预警有前所未有的紧迫性”,“此前省地震办发出的报告从未用过类似的词句”。当日早上8点,省地办业务负责人朱凤鸣正是带着这份简报去向省政府汇报。 [47]
 
很明显,第14期简报是辽宁省地办会商的结论,而这个结论的依据并不单纯是“序列前震”,相反,它的主要依据应该是从1970年(特别是1974年6月)以来逐渐形成的“长中短临前兆异常链”。正因为已经形成了完整的“中短临前兆异常链”,这个一开始并不激烈(此前1个多月前的“葠窝水库小震群”有百余次小震,最大震级4.8级)的“序列前震”便可以放在这个异常链条中去认识,更何况,他们在几天前已经准备好,随时“准备捕捉可能发生的大震”。
 
实际上,这个时候(2月1~3日)的宏观异常已经表现出临震前“大爆发”的特征。因为宏观异常的报告源源不断,所以,省地办的地震专家对这个情况是非常清楚的。后来的统计显示,截止到2月4日早上作出临震预测前,全省各地上报的宏观异常数量已近2000件[48] 。
 
从2月1日到4日发震前来看,宏观异常“临震大爆发”的特征再明显不过了(因为在辽宁大地上有“超过千万数量级”的群众在积极捕捉宏观异常,所以,不仅地震前有大量宏观异常上报,而且相关文献的记载也非常详尽):
 
(1)各种动物异常不仅数量逐日剧增,而且异常的地域不断扩大,动物反应的程度则更加剧烈(烦躁乱窜、惊恐万状、叫声凄惨)。后来统计,动物异常种类30多种,个体数量超过2000例;地震前4天,动物异常数量分别达到15、27、120和447起(见图15)。在当事地震专家编著的《1975年海城地震》一书中,描写动物异常表现形态的文字有整整6页,有些村民就是因为看到典型的动物异常,出门避险,逃过一劫。 [49]
 
图15 海城地震动物短临异常的区域和时间分布
图片来源:朱凤鸣等:《1975年海城地震》,图3-1、图3-2。
 
(2)地下水异常尤其突出,数量多,反应激烈,变化幅度大,并主要出现在震中区(营口—海城)。地震前掌握的地下水异常有“近600处”,约916起异常(一口井可能会出现多种异常);地震前4天,地下水异常数量分别为64、43、122和231起(见图16),总数达到460起,占地下水异常总数的50%还多。
 
地下水异常的表现形式五花八门:井水升降、发浑、冒泡、翻花、漂油花、变色变味,井内轰轰作响,散发怪味;温泉流量剧降、断流、水温升高;地面冒水,塘池喷水柱;等等。 [50]
 
图16 海城地震地下水短临异常的区域和时间分布
图片来源:朱凤鸣等:《1975年海城地震》,图3-4、图3-4。
 
除了动物和地下水异常外,进入地震专家视野的宏观异常还有气象、地温、地气味、地声和地光等临震异常。(后来统计,这些类型的宏观异常有96次之多,并且,临震前4天的异常数量超过半数。)
 
例如,“震前1个月内,震区气温、气压、降水等气象要素,多次的表现出特殊过程现象”;辽南大多数气象台站“都观测到地温比常年有所增高”。震前1天(2月3日)上午2小时内,在震中区,“海城升温12度,鞍山升温11度,大石桥升温8度,外围升温却不明显”;“震前半小时,天空尤显暗黑,能见度格外不好”。
 
地气味异常“最早出现于震前月余,断断续续”,“地震当天(2月4日)表现最为突出”。这是震前出现的“一次范围最大的地气味异常”。这天傍晚,在震中及其附近地区,“北西方向长约三百公里,宽约四、五十公里”的区域内,浓雾伴随怪味(似硫黄味)一起出现”。
 
地震前夕出现地光和地声,意味着地震震级不低,而且发震在即。海城地震的地光主要出现在震中区(营口—海城)及其附近地区(辽河平原一带),其颜色、形状与观察者所处的位置相关,所以,当事人对地光的描述很不一致。大体说来,有条带地光、弧光和球状光等等,颜色以白、红、蓝、黄为主。此外,还有361例地光伤人的记载。
 
海城地震前夕和发震当时,“在震区内外较广的地区听见了地声”,“不同的观察者,对地声的叙述颇不一致”,如说像狂风怒吼、山洪爆发、闷雷轰响、炮声隆隆、等等。
 
与宏观异常临震大爆发相呼应的是,一些微观异常的临震反应也非常突出。例如,许多监测点的水氡和地电(包括地电场和地电阻)出现大幅度脉冲突跳。
 
海城地震时期,地震专家已经认识到大地震短临阶段,尤其是临震阶段,会出现比较可靠的水氡异常(即地下水中的氡浓度显著变化)。海城地震前几天、几小时,盘山、金县、汤岗子、河北廊坊、辽阳汤河等专业水氡监测点出现了明显的临震异常,其中辽阳汤河的临震异常最为典型(见图17)。
 
辽阳汤河水氡点监测的是温泉水的氡浓度变化。一般情况下,该监测点水氡背景值为60埃曼左右。从1975年1月29日起,水氡监测值开始出现异常变化(从图17可见,水氡异常与温泉水变浑同步)。“2月4日加密取样后,17时观测氡值为71.2埃曼,19时观测氡值猛增为130.6埃曼,半小时后发生海城地震”。 [51]
 
图17 辽阳汤河水氡临震异常曲线(逐时值)
图片来源:朱凤鸣等:《1975年海城地震》,图2-46。
 
当然,临震阶段最为突出、典型的微观异常恐怕还是要数“土地电”。震前在辽南地区布设了70余个(全省约200个)土地电群测点,监测大地自然电场(打入地下的两个电极之间分别接入“毫伏级电压表”或“微安级电流表”,便直接或者间接监测到地电场的变化)。“震前绝大多数群测点出现了1~2个月的短期异常变化”;“突跳现象,从1974年11月(震前2个月)即开始出现,12月22日(震前1个半月)后逐渐增多,而大量出现是在海城地震前两三天”;“越接近震中,突跳现象越强烈”。事后统计,震前4天内有25个土地电出现临震性质的脉冲突跳,“(突跳)周期为几秒至几分钟,以1~2秒居多,突跳幅度最大达100微安左右(或者1000毫伏以上)”。这些临震脉冲突跳值是平常监测值的几倍到几十倍,其临震指示意义非常明显。 [52] (参见图22)
 
在海城地震中,其它微观异常(如地应力、地形变、地倾斜、水化学、地电阻、地磁等)主要为中短期预测提供了依据(参见图10、图11)。但一年以后,随着经验积累,地震专家越来越多地利用地电(地电阻和地电场)、水氡、地应力、地磁、地倾斜等手段判断临震异常,并且卓有成效。在“7·28”唐山7.8级地震前,地电“爆表”、水氡突跳的数量和范围大量增加。
 
当然,在海城地震之前,中国地震学家和专家对大地震规模宏大的微观和宏观异常,尤其是生动丰富、数量爆增的宏观异常,是不认识的。时任国家地震局业务副局长的查志远(元)先生后来如是说:“海城地震的确也首次为我们提供了比较全面的前兆异常数据资料,给我们首次全面展示了地震微观异常反应的长趋势(早期)异常、短期异常和临震异常的图像,展示了宏观异常的基本特征,使我们开了眼界,初步知道了地震前兆异常的模样”[53] 。
 
现在可以确定的是,尽管事后确认海城地震的微观和宏观异常的规模宏大,但在当时,当包括“序列前震”在内的微观和宏观异常源源不断地“涌”来时,辽宁省地办的地震专家,并不知道应该如何具体用这些微观和宏观异常数据去预测未来大地震的“三要素”。正因为如此,朱凤鸣在会商会后授意写出的《地震情报》第14期这份临震预测意见并没有准确的“地震三要素”(见图14)。显然,中国地震学家和专家这个时候还缺乏大震预测经验,毕竟,他们还只是第一次“开了眼界”。
 
一年半以后,1976年8月,当四川松潘7.2级地震临震宏观大爆发时,地震现场的地震专家和地方主政官员已经知道,穴居动物(如蛇鼠)的异常反应较早,大牲畜的异常靠后,而后者意味着发震时间已经很近了 [54] 。(李尚勇:《大地震临震预报的曙光》,第126页)
 
不过,因为亲自经历了这个预期大地震的前期地震地质考察研究,经历了它在中短期的诡异表现,以及3次追踪式预测预报(误报),现在,临震性质的微观和宏观异常已经非常明显,因此,在辽宁省地办地震专家团队(这不是一个人,比如还有执笔写简报的顾浩鼎 [55] )已经形成了大地震完整的“中短临前兆异常链”,未来大地震的震级和地点已经“呼之欲出”,而事实上,这个大地震临震预测(即第14期简报)的指向已经比较明确,对地震现场“防震避险”的指导作用也毋庸置疑。
 
这个时候,唯一缺少的就是“发震时间”这个地震要素了。
 
朱凤鸣先生后来表示,“当他(授意在第14期简报中)写下‘很可能后面有较大的地震’时,他心里想的是一两个星期的时间尺度” [56] 。
 
朱凤鸣当时的这个临震判断很正常。因为,起草“简报”的时间是2月4日0点30分,此时,“序列前震”还只有23个小震,最大震级也才3.3级;宏观异常的“临震大爆发”才刚刚显露出“剧烈、激烈”的特征(截止到3日24时,动物异常数量才刚刚超过 “临震大爆发”总数的1/4,地下水异常数量还没有达到“临震大爆发”总数的一半。(见图15、图16)
 
但是,随后几小时,当“序列前震”全面展开以后,不仅发震时间愈发紧迫,而且震中区(但不是震中)也越来越清晰起来(它应该就在“序列前震”密集的区域)。
 
* * *
 
显然,辽宁地震部门在震前19小时作出临震预测的依据,并不单纯是“序列前震”,相反,他们的主要依据是“序列前震”之前(2月1~3日)已经表现出“临震大爆发”特征的大量宏观异常和数量不少的大幅度脉冲突跳的微观异常。
 
因为国家级省级地震专家团队对这个大地震已经形成了“长中短临前兆异常链”的认识,并且已经严阵以待,所以,在愈演愈烈的微观和宏观异常报告源源不断的情况下,这个一开始表现得并不激烈的“序列前震”(作出预测时才有23个小震)便可以放在“中短临前兆异常链”中去认识,进而正确判断“大震临近”。
 
 
2、序列前震与临震预报
 
4日早上5时和8时,又有两期《地震情报》写出并打印出来,报告了地震震级不断上升的趋势。到早上8时,已监测到180多个地震,其中最大的4.7级,发生于7点51分。(见图18、图19)
 
图18 1975年海城7.3级地震的前震序列
资料来源:王克林等人的《预报1975年海城地震》一文,图8。
 
2月4日(地震当日)上午8点,辽宁省地办业务负责人朱凤鸣向省政府报告了临震预测的情况,并提议“先派人去营口—海城一带看一下再安排应急措施”。省政府高级官员(当时由军队高级将领兼任)否决了地震专家的上述提议,果断决定,通知有关市县立即研究防震措施并布置防震工作。
 
出于专业性谨慎,省地办地震专家说话习惯性地“留有余地”,但在这个时间点上,“习惯性的专业谨慎”极有可能造成“坐失良机”的严重后果。好在高级行政官员的果断决策最终补救了这个明显的技术性失误。这是一个地震专家与行政官员的“绝配”组合。
 
因为这个决定,省政府负责地震的官员带领省地办有关人员前往海城县召开有关市县的防震紧急会议,包括海城县和营口县政府官员以及当地驻军负责人,共12人参会。在14点到15点30分的会上,省地办专家介绍震情说,估计震级将大于6级,“大震可能要在近几天内发生”。
 
就在省政府和省地办上述人员赶赴海城县的途中,当日10点30分,辽宁省政府召开电话会议(即电话通播),向全省正式发布地震通告和应急指示,即正式发布省级临震预报。 [57]
 
省政府通报指出:已发生大量地震,最大4.7级,已经造成一些轻微破坏,“震级尚在不断加大,地震活动异常频繁”;要求所有有关地区保持高度戒备。(见图19)
 
图19 1975年2月4日10时30分辽宁省政府发布临震预报(通播稿)
资料来源:辽宁地震局:《1975年海城7.3级地震成功预报回顾图集》,第28页。
 
省政府的应急措施包括:弄清楚地震范围;采取紧急措施,昼夜值班巡逻,不在不坚固房屋里睡觉;各地值班坚守岗位,有情况及时报告并采取措施;对重要单位和设施要加强戒备,专人看管,有情况要及时报告。
 
省政府的临震预报对地震地点的指向比较清楚(即营口—海城一带),但没有具体的发震时间和地震震级。不过,在全省全民防范大地震的背景下,省级行政级别的这一临震预报,对于未来大震的指向已经很明确。更重要的是,这对于基层政府防震自救无疑已经足够力度。
 
接下来的愈演愈烈的“序列前震”活动,使得发震时间和大震震级趋于明朗。
 
 
五、震中区卓越的“防震自救”
 
 
【导读】营口县依大地震“防震自救”原则,独立发布了人类防震史上第一个严格意义上的大地震临震预报;辽宁冶金102地质队在发震前一天,独立发布了人类防震史上第一个严格意义上的大地震“临震预警”。海城县地震监测站将时间预测的精度提高到了小时级别;他们对海城地震的临震预测,虽然震级偏小一点,但时间、地点精准。因为地震前兆和防震抗震知识家喻户晓,一些没有收到官方临震预报的基层单位和群众,也根据本地显著异常自主决策,采取一些防震避险措施,从而有效减少了人员伤亡。
 
主流地震学家的《预报1975年海城地震》一文研究出错的根本原因在于,它以“地震不能预报”作为指导思想,先入为主地错误解读甚至曲解了那些本来面目清晰的一个个历史细节和事实。
 
 
省政府临震预报发布以后,“序列前震”继续加强,但2个半小时后(即13点以后),“前震活动大幅度减弱”,表现出异样的平静(见图18),这让那些在邢台余震研究中取得经验的地震专家确认大地震即将发生。
 
当年,在邢台主震的前几天发生了一系列中小地震,最大的5.6级地震发生在3月6日,之后3月7日平静,到了3月8日凌晨发生了6.8级地震。地震专家据此总结出“小震密集→短暂平静→大震”的地震三阶段经验模式。海城地震与邢台地震同属于序列前震主震型,在主震前发生了500余次中小微地震,亦有一段“短暂平静”期。
 
营口市石硼峪地震台的值班记录显示了前震的密集程度:从2月3日19点到2月4日10点共315次,从2月3日12点38分到2月4日18点30分为501次。
 
在上述明显临震背景下,震中区的人们通过以下五种方式防震避险:
 
第一,市县地方政府和基层单位根据省政府临震预报组织居民撤离建筑物,转移贵重财物,如牲畜、车辆等。
 
第二,有些地方,在得到省政府临震预报前,就已经开始部署疏散工作。比如,营口县的临震预报已经在省政府防震紧急会议之前约6小时便已经发布。
 
第三,一些专业地震台站和群测群防监测点发现微观和宏观异常明显,自作主张,通知附近一些地方“严防大震”,起到了非常积极的作用。
 
第四,由于2月3日傍晚至2月4日傍晚发生了500多次中小微地震,其中一些是有感地震,一些较大的前震(最大的4.7级)造成了一些破坏,如山墙和烟囱倒塌,所以,在一些农村和基层单位,虽然没有接到上级通知,也自己作出了疏散决定,一些居民尤其是农村居民自行疏散了。甚至有一些农村居民在2月3日晚上就自行撤离了建筑物。
 
第五,一些村民发现典型的地下水或动物宏观异常,自行避险。
 
 
1、营口县卓越的防震自救
 
营口县是地震当天唯一在省政府发布临震预报之前,由县级政府正式发布了临震预报的县级单位。也就是说,营口县的临震预报是人类防震史上第一个在震中区成功实现大地震“防震自救”并取得良好减灾实效的经典震例!
 
可惜,在此之前,这一“防震自救”的范例被淹没在海城地震成功预报的光芒和“口水”中,无论是中国地震界、地震学术界,还是中外主流科学界,都没有真正认识到它的重大理论价值及其实践意义。
 
在本书论述的实现大地震临震预报预警的一系列制度条件中,地震重点危险区的“防震自救制度”占有非常重要的地位。这一制度的核心制度安排是,地震重点危险区(县域)基层政府依国家地震部门“年度重点危险区”的中期预测启动“防震自救”预案:(1)基层政府组建自己的地震预测专家队伍,主政官员直接领导地震预测预报工作;(2)建立群测群防监测网,形成本地微观异常监测和短临预测的骨干力量;(3)广泛发动群众,积极观察宏观异常。(见“图5”)
 
毫无疑问,笔者这一制度设置的一个原始制度创新便来自海城地震震中区营口县“防震自救”实践。
 
海城地震前7个多月(1974年6月底),国务院69号文件(即国家地震局的中期预测和国务院的中期预报)所划定的地震重点危险区,将营口市所属营口县列入其中。
 
经过了2个多月的(省市县)行政程序后,营口县于1974年9月(震前5个月)成立了营口县地震办公室,编制2人,曹显清担任县地办负责人。 [58]
 
县地办成立后,曹显清立即着手加强微观和宏观异常监测网的建设:(1)完善群测点在本县的布点,加强、调整原有在本县的市属7个土地电,并增设县属土地电布点。(2)采用灵活多样的宣传手段,向广大群众普及地震、地震预测和防震知识(真正做到了家喻户晓),动员广大群众观察并及时上报宏观异常。(3)在18个重点公社(即乡镇)配置了地下水和动物异常的“专职测报员”;有些公社、大队、小队(即乡、村、组)还组织了观测组,“做到队队有观测点、观测员,(家养圈养)动物有专人管理”。(4)举办微观监测和宏观(地下水)异常观测技术短训班,提高相关人员技术水平。(5)加强与本县境内的省属市属地震台和监测点的联系,实现微观和宏观异常数据等震情信息共享,其中,与县境内石硼峪地震台信息共享能够获得周边小微地震动态。(6)加强与省市地震办的震情信息上传下达,及时了解周边地区震情信息。
 
与此同时,县属各企事业单位和农村公社(乡镇)都成立了“防震抗震领导小组”,甚至有53个大队(即村)也设置了相同名称的领导机构。“除层层有组织、有领导外,片片队队建立网点,基本上做到事事有人抓,有情况及时上报”。 [59]
 
1974年11月15日开始的40多天里,曹显清参加了由营口市地震办组织的四川云南地震预测预报学习考察活动。在此期间,他获得了不少组织群测群防和地震现场预测预报的相关知识(包括经验和教训)。这其中就有,1970年1月云南通海7.7级地震、1973年2月四川炉霍7.9级地震和1974年5月云南大关7.1级地震的经验和教训。学习考察回县后,县里专门召开了全县地震工作会议,县领导、县属各单位领导和农村公社(乡镇)领导,听取了曹显清的考察报告。 [60]
 
此后,曹显清以更高度的热忱投入到地震办的工作中,积极有效地管理着本县的群测群防,及时与上级地震部门沟通,也与本县的市属地震台和群测点共享震情信息。
 
因为曹显清责任心强,工作出色,成绩显著,干部群众高度认同,被褒以“曹地办”名号。更重要的是,他的努力赢得了县里主要领导的信任;县地办的工作得到了营口县领导层的高度认可。这为后来的临震预报决策奠定了基础。
 
1975年1月底,在曹显清的推动下,营口县“组织了一个7人通讯小组,一支21人的救援队和一支16人的运输队,并为防备冬季大地震而准备了2500公斤糕点、1000件棉衣、10000双棉鞋、1000顶棉帽、1000条棉被等物资”。 [61]
 
如前所述,“葠窝小震群”(12月23日,震前44天)后的半个月内,辽宁省政府发布的3个误报实际上起到了“短期预警”的作用。正是在省政府第一个误报的第4天,曹显清创办了营口县地办的震情简报《情况反映》。显然,他是想通过这份简报向本县领导层及时通报来自上面省市和下边基层乡村的震情,以便领导决策时心中有数。该《情况反映》从1974年12月27日至1975年2月3日(震前一天)一共出了16期。 [62]
 
分析这16期《情况反映》可以知道,(1)营口县地办与省市地震部门的联系非常紧密和及时,上情下达和下情上报都做得非常好。(2)因为上一个条件,县地办与省市所属地震台和监测点之间,真正实现了微观和宏观异常以及相关预测意见等震情信息及时共享。(3)如此一来,营口县地办实际上能够使用或共享多种微观异常监测手段,包括地震仪(小微地震)、地电(地电场、地电阻)、水氡、地磁、地形变(地倾斜)、气象(气温、气压)等,而且,还能够通过上级地震部门及时获得远在100多公里以外(如本溪、丹东等)的相关震情信息。(4)本县群测点的微观异常信息和基层乡村的宏观异常信息都能够及时上报到县地办。有了上述条件,在震前40天里,营口县地办和该县领导层都能够随时掌握短临阶段的震情动态,这对于最后关头的临震预报决策至关重要。
 
 
实际上,在震前的这40天里,营口县地办和该县领导层了解并掌握了如下一系列短临震情:
 
(1)小微地震活动频繁。
 
这个异常给人的基本印象是,在营口县周围100多公里范围内,小微地震不断。这些小震群主要集中在两个地区,一是“葠窝水库小震群”(距离营口县约100公里)继续发展,1974年12月30、31日和次年1月4日约有60次小微地震,最大震级3.6级。二是发生在距离营口县不到90公里的地方(即辽阳弓长岭一带,距未来震中约30公里),1月16日发生了5次,最大震级2.1级;1月18~27日(即震前16天到8天)连续8天,共发生了38次,最大震级3.1级。(见图12)
 
(2)营口县境内频繁出现宏观异常。
 
营口县的首次宏观异常出现在1974年12月12日(即震前54天),从这天到次年1月23日的42天里一共出现了28起宏观异常。此后一直到震前2月2日的10天里,一起宏观异常也没有出现(异样平静)。随后2天到发震前,宏观异常猛增17起(地震当日超过10起),这是前面42天宏观异常日均值的12.8倍。其中,动物和地下水异常最为突出,对震情判断相当重要。(临震决策后、发震前夕,出现地气异常和地光。)
 
动物异常的种类有8种,主要有蛇蛙、老鼠、猪狗和大牲畜(牛马)。其中,最为突出的宏观异常有两类,,一是冬眠的蛇蛙出洞,并且在震前54天便已经出现,一共有8起;二是猪狗和大牲畜在发震当日的突出异常,包括猪跳圈、狗狂吠,十几头牛挣脱缰绳,乱窜乱叫。
 
(若临震阶段还没有形成完整的“中短临前兆异常链”,仅凭这些突出、典型的动物异常,不可能做出临震判断;反之,则可以将这些动物异常放在临震环节考虑,就可以“印证”其它前兆异常,并做出正确的临震判断。)
 
地下水异常的详细记录并及时上报直接受益于在乡村设置了“专职测报员”。地下水异常共有22起,差不多占到上述宏观异常总数(45起)的一半。这些记录对地下水异常的描述相当生动:记录最早的地下水异常发生在震前39天,泉水“三四天上涨一尺多”,“井水突然变成黑灰色”,全公社(乡)“井水普遍下降”,“井水下降二尺,并变色、变混、变苦”,多地地面“冒水”,“井水上涨二尺”。发震当天,地下水突出异常6起,最突出的有“井水下降二百公分”,“水井无水”,“井水变混,变红、黄、黑,上升(速度)比原来增加一倍”,多地反映“井水翻花、冒泡”,等等。 [63]
 
(3)相当突出、典型的微观异常。
 
营口县地办实际能够使用或共享的微观异常监测手段除地震仪外还有六七种,在16期《情况反映》中出现的微观异常监测手段有土地电、水氡、地应力、地倾斜等4种,其中,土地电的信息最多。
 
专业文献资料显示,营口县境内至少有10个分别隶属于省市县的“土地电”群测点 [64] (一个群测点往往同时使用几种微观异常监测手段)。其中,有5个土地电已经监测了数年(或监测时间较长),有3个分别在震前一个月左右因为加强微观异常监测新布点安装的。
 
在上述监测时间长的5个土地电中,有3个监测到短期异常。(有意思的是,石硼峪地震台的土地电在短期和临震阶段都没有异常反应。 [65] )
 
在发震前两天(2月3、4日),在这10个土地电中,有8个出现了临震脉冲式“突跳”。其中,脉冲“突跳”剧烈的有3个,分别是冶金102队(见图22)、虎庄邮电支局和冶金机械厂的土地电,脉冲最大值达到超过1000毫伏或100微安(即超出仪表量程),其临震指示意义非常明显。
 
正是在上述背景下,曹显清在陆续收到石硼峪地震台的小微地震群信息以后,作出了大地震临震的判断,并迅速上报县领导。
 
其实,他在发震前一天(2月3日早上或上午)上报的第16期(也是最后一期)《情况反映》中,也仅仅记录了2月1日的1次微小地震和2日的4次小微地震(见图18)。可见,曹显清的临震判断是他担任县地办负责人5个月来的震情积累,以及在临震状态下严阵以待并终于有所发现的果敢行动。
 
需要特别说明的是,曹显清并不是地震专业技术人员,也没有地震专业背景,他只是一个在军队速成识字、退伍转业的普通行政低阶官员。 [66]
 
根据曹显清的临震判断(今天白天到晚上有发生大震的可能)和建议,营口县领导层在2月4日上午8点15分至9点召开紧急会议(即县委常委紧急扩大会议),主政官员(县委书记)孙茂增主持会议,并决策发布临震预报。
 
此时,省级政府也才刚刚做出临震判断,省政府的临震预报要在一个半小时后(10点30分)才发布,而且,还需要一个小时后(11点30分)才会传达到营口县 [67] 。
 
曹显清和营口县主政官员独立作出准确的临震判断,而且断定“大震就在当天”,这一判断固然有序列前震的因素,但是,这只是他们震情判断的依据之一,而且,还不见得就是最主要的因素。因为,在他们作出决断前的早上8点前后,对于序列前震,他们最多只能知道“监测到180多个地震,其中最大的4.7级,发生于7点51分”这个信息。(180多个小微地震还只占序列前震527个小微地震 [68] 的1/3)
 
而此时,序列前震最为激烈的时刻还没有开始(上午8点到9点才是序列前震最为激烈的一个小时,其数量超过40个,见图18),并且,早上8点以前的小微地震群规模与一个月前(上年12月22日)“葠窝水库小震群”的“百余次小微地震,最大震级4.8级”相比,并没有显示出特别突出、特别重大的前兆异常特点。而且,邢台地震总结出来的“小震密集→短暂平静→大震”这一地震三阶段经验模式,也还没有完整地表现出来。此时,最多能够有一个“小震闹大震到”的粗略估计。
 
因此,曹显清之所以能够做出准确的大地震临震判断并且到处宣传“大震就在今天晚些时候”、营口县主政官员及其领导层之所以能够果断决策,这主要是因为,他们对于这个早在预料之中的大地震震情了然于心,并且已经形成了该大震完整的“中短临前兆异常链”。就在他们严阵以待防大震的时候,猛然出现且表现突出的脉冲式微观异常和迅速增加的宏观异常,再加上刚刚开始变得激烈起来的小微地震群和4.7级前震,足以使他们意识到“强震或大震就在眼前”。
 
实际上,同样在早上8点,辽宁省地办业务负责人朱凤鸣的临震判断,以及省政府主管官员的果断决策,也主要是出于上述综合判断。
 
营口县领导层决策发布临震预报的“会议记录”显示,曹显清在会上汇报了如下临震震情:最近几天上报的宏观异常从面上分布发展到点上集中,冶金102队和冶金机械厂土地电异常特别突出(见图22),气温异常变化,当日早上7时51分发生了4.7级地震。(因会议记录省略了部分文字,本文作者有所复原、修正,参见图20)
 
图20 1975年2月4日上午8、9点钟营口县决策发布临震预报的会议记录
资料来源:辽宁地震局:《1975年海城7.3级地震成功预报回顾图集》,第30页。
 
根据专业文献复原曹显清汇报的震情便是:(1)宏观异常出现了从面到点(即震中)的迁移,这明显是一个临震指示意义非常突出的前兆异常。(2)从2月3日晚到4日晨,冶金102队和冶金机械厂的土地电一再出现1秒、数秒的脉冲式突跳,其中,冶金102队的土地电从3日23点到4日零点(临震前19小时)出现“爆表”现象(即强烈脉冲最大值超过仪表极限量程1000mV,以至于仪表无法读数,见图22)[69] ,这是典型的大地震临震异常信号。(3)气温异常变化远远超出想像,“(当地)2月4日的当日气温为-1.6℃,比震前7年的当日气温平均值高出9.6℃,比1969年2月4日的当日气温高出16.9℃” [70] (尽管当时不可能有这些精确数据,但比往年高出10℃的气温异常,一般人都能感受到)。(4)截止到会议开始前的早上8点,石硼峪地震台已监测到180多个小微地震,最大震级4.7级,就发生在会前7点51分 [71] 。
 
基于上述临震指示意义非常突出的严峻震情,曹显清的临震预测简单明了:“今天(2月4日)白天到晚上有发生大震的可能”。
 
这一临震预测虽然没有准确的震级和地点,但它的指向却非常明确:大地震就在我们身边,因为小微震群就在我们身边(在英落、岔沟、牌楼一带),距离最近的仅10多公里(英落镇一带)。(见图21)
 
图21 海城地震的震中区(高烈度区)
资料来源和说明:(1)图片来自王克林等人的《预报1975年海城地震》一文,图6。(2)1975年2月海城地震前,营口县由营口市管辖,海城县由鞍山市管辖。
 
需要说明的是,这一提交地方政府并由其发布临震预报的临震预测,并没有按当时的规定获得国家地震局的审核。
 
鉴于上述紧急震情,营口县胸有成竹的领导层做出了措词强硬的如下决定:
 
“一、从现在起城乡停止一切会议;二、从现在起城乡停止一切文体活动;三、从现在起停止一切营业;四、从现在起停止一切生产。
 
“立即通知各公社,党员包户,民兵包人,城乡要有民兵值班,把群众动员到安全地区”;“如果地震紧张到来不及通知,各公社各自为战,要保证人离屋、畜离圈”。 [72] (见图20)
 
营口县政府所在地大石桥镇,位于地震烈度Ⅸ度(9度)区,震前采取停止商店营业、停止公共场合娱乐活动、转移招待所旅客和医院患者、疏散居民等措施,虽然全城房屋例塌66%,但7.2万居民中,只有21人震亡。
 
营口县的地震预报也让部队有效避险。因为2月11日是当年的春节,2月4日地震当天,鞍山市领导带慰问团到大石桥镇,为当地驻军(39军军部)进行慰问和演出。因为当天营口县有临震预报,所以决定只开慰问会而不演出。“欢迎仪式晚7点开始,约7点20分结束”;“按标准规程,坐在主席台上的高级将领和领导干部先离开礼堂,然后其他人顺序走出,正好在7点36分地震前撤完”;“大家刚出了门,地震就来了,礼堂就塌了,把一个指挥散会的宣传干事压伤了”,“其他1000人都安全”。“据说军长当初一听说欢迎仪式要让地震预报给搅了曾经大怒,震后则感激不尽,亲自把这一故事汇报给(中央慰问团华国锋)副总理”。 [73]
 
若干文献资料显示,2月4日这一整天,曹显清都在反复宣传、强调“当天有大震”,并亲自到各个地方检查催促各基层单位“立即疏散”。有资料显示,上述驻军文艺演出,就是因曹显清坚决制止而取消的。
 
问题是,曹显清依据哪些信息断定“今天(2月4日)发震”?这一点,在笔者所查阅的所有历史文献资料中都没有令人信服的答案。但分析相关资料后,笔者认为,大致可能是下面三条信息支持了他的判断:(1)一般情况下,附近地区在同一时段出现相当数量的土地电脉冲突跳是可靠的临震信号,但是它的发震时间范围一般在数天之内。不过,2月4日当天发震前,在曹显清收到的8个土地电临震脉冲突跳信息中,有2个群测点的情况特别突出。一个是辽宁冶金102队群测点,他们的土地电在4日零点前1个小时“爆表”(监测值超过1000mV的仪表量程),而4日上午,周期数秒的强烈脉冲连续不断。另一个是虎庄邮电支局群测点,他们的土地电在4日凌晨3点“爆表”(强烈脉冲值超过100微安的仪表量程),同样,4日上午,周期1、2秒的强烈脉冲持续了10分钟。 [74] (2)序列前震在经过8点到12点4个小时的激烈时段后,于13点后趋于平静,这明显契合了“小震密集→短暂平静→大震”这一邢台地震经验。(3)2月4日是1975年农历节气“立春”。曹显清在一本记录了宁夏地震的古书中,见过“秋多雨水,冬时未有不震者”的说法。他曾对采访他的地震专家说过,1974年秋天营口县雨水相当多,而到1975年2月4日立春,冬天也就结束了。 [75]
 
显而易见,主要是前两点支撑了曹显清关于“今天(2月4日)发震”的判断。据说,曹显清把发震前几小时地震活动的减弱(见图18)解释为断层破裂前最后的能量积累。他认为,在“小震密集→短暂平静→大震”这一邢台经验模式中,“短暂平静”拖得时间越长,随后地震震级就会越大。
 
尽管有些主流地震学家对此颇有微言,但笔者多年的研究显示,如果不带偏见,那就不得不承认,曹显清的这一经验是有几分道理的。只不过,传说中他说“7点震,就是7级,8点震,就是8级” [76] ,可能过于“精确”了。
 
 
2、人类防震史上第一个严格意义上的大地震临震预警
 
根据本书理论界定,所谓“严格意义上”的大地震临震预警,是指在已经形成大地震完整的“中短临前兆异常链”的基础上,再出现微观监测数据的脉冲式突变,形成典型的具有临震指示意义的微观异常,并据此作出可靠的临震预测,进而公开发布临震预警信息。
 
如前所述,由于辽宁省各级地震部门对于海城地震长中短三个阶段孕震过程都有所掌握,心中有底,所以,在短期阶段后期,即震前一个多月,便有意识地加强了群测群防工作。辽宁冶金102地质队群测点便是在这个时候布设起来的。
 
冶金102队群测点位于辽宁营口县,距震中约20公里(见图21),1975年1月4日(即在)布设了南北、东西两道土地电(监测大地自然电场),南北向铅质电极,极距60米,埋深6米,采用DDC-3型电子自动补偿仪读数。
 
1月8日(震前28天)开始监测,到11日两组曲线都有明显变化,南北向测道电位值上升,东西向下降。
 
图22 辽宁冶金102地质队群测点土地电日、小时曲线图
资料来源和说明:(1)图片来自仇勇海等《自然电场法预测地震》一书图1-10(a)和图1-11。
 
从图22(a)日曲线图可见,从1月8日开始的20天时间中,该群测点自然电位值逐步升高,28日以后电位值开始下降,2月1日后下降很快,曲线非常陡,进入临震状态,2月4日发震。
 
图22(b)的小时曲线图显示,海城地震前后2月1~4日自然电场小时值曲线图。文献资料显示,从2月2日(震前2天)14时开始,自然电位值持续下降,到20时达到极小值(-80mV左右)以后反弹。3日(震前1天)16时后出现脉冲信号。临震前19小时(3日23点到4日零点),电位值的强烈脉冲超过仪表极限值1000mV,以至于仪表无法读数(即“爆表”)。[77]
 
另据辽宁冶金102队提供的数据,从1月12日到20日南北向测道电位值(日曲线)上升很快,已经从80 mV升到170 mV,这开始引起了他们的注意(参见图22a)。从30日起,上升曲线出现转折,并开始下降,到2月2日零点已经下降到130 mV,这更加引起他们的注意。2日上午,该曲线急剧下降,监测组分析后“推断可能在5~6日(即3、4天内)发生大地震”。监测人员立即向102队领导和营口县地办汇报,并在队领导带领下“到营口市地震台汇报同时研究了观测情况”。
 
2月3日零点,南北向电位值已急剧下降到了80 mV。102队主要领导接到报告后到监测点与监测组人员一起分析震情。结合周边震情信息分析后推断,“大震不会马上发生,但是曲线下降这么快,表明大震肯定要比原来推断的5~6日要提前”。于是,马上向营口县地办电话汇报了土地电监测情况和他们的预测意见。
 
3日下午,震情进一步紧张。“南北向曲线一下子降到-20 mV,东西向曲线也由负值升到正70 mV,同时仪器上观测到一些较强的脉冲信号”;与此同时,附近村民反映出现牲畜异常;30公里外的本队职工报告“(他们)那里发生了有感地震”;县地办通报震情说,“18点到19点一共发生了9次2.4级以下地震”。
 
综合上述震情,102队的监测人员和队领导认为,“大震就要来临”,于是,“立即通知全队职工家属”,“提高警惕预防随时可能发生的强烈地震”。 [78]
 
尽管这个临震预测没有明确的“地震三要素”,但是,谁能否定它的指向非常明确的现实临震预警意义呢?
 
由于提前一天发出了“临震预警”(并且是严格意义上的临震预警),辽宁冶金102地质队采取了一系列紧急避险措施。次日傍晚,海城7.3级地震发生,他们虽然地处震中极震区,地震烈度高达Ⅸ度(9度),房屋严重破坏,但全队1000多名职工家属无一伤亡。
 
这应该是人类防震史上,由地震现场监测人员与基层领导,在发震前一天,独立发布的具有减灾实效的第一个严格意义上的大地震“临震预警”!
 
对比一下,那些在地震发生后,利用“地震快慢波时间差”只能提供给震中区几秒钟的“报警信息”,能够叫“地震预警”吗?
 
《李尚勇:地震波报警没法取代大地震临震预报》的数据:在距离震中20~30公里以内,地震波报警时间为1.4~4.3秒。
 
显然,当102队的监测人员和队领导作出临震判断(临震预测)的时候,海城地震的“序列前震”才刚刚开始(见图18),还说不上具有明显的临震指示意义;而且,超过仪表极限值量程1000mV的强烈脉冲信号也还没有出现,即这一足以支持大地震临震预测预报的典型临震指标,他们也还用不上。那么,他们凭什么断定“大地震临震”呢?
 
笔者的研究揭开了这个“谜底”:他们的主要依据是,国务院有破坏性地震的中期预报;省政府有多次震情通报(包括3次短临性质的误报);市县地震办在102队布设群测点的目的,就是要监测短期和临震微观异常,捕捉即将来临的强震大震;随着他们自己的监测电位值出现越来越突出的严重异常,以及一个月以来与营口县地办共享震情得到的周边众多严峻震情信息,他们事实上已经处在“严阵以待”的临震戒备状态下。因此,这个严密监测之中的大地震完整的“中短临前兆异常链”在这个“一线”群测点及其领导层已经形成。此时,自己土地电出现了非常严重的临震异常信息,再结合周边一系列严峻震情(包括附近出现宏观异常、序列前震刚刚开始且就在旁边),他们做出临震预测并发布临震预警,是顺理成章的事情。
 
有一种误读是:辽宁冶金102队利用一个土地电监测点便实现了大地震临震预报。按照这一逻辑,安装一台、几台监测仪器,便可以实现大地震临震预报预警——这种想法幼稚片面且不切实际。
 
安装一台、几台监测仪器,勉强可以预测一些5级以下的中小地震,但对于7、8级大地震的临震预报预警来说,那是想“骑着自行车上天”。
 
根据本书的(技术和制度)理论,想要依靠经验性前兆异常实现7、8级大地震的临震预报预警,必须构建以下两张“网”:微观异常监测网和宏观异常观察网。其中,任何一种仪器,一个监测点,只能是微观监测“网”中的一个“节点”,它只能在上面两张“网”都正常运转的情况下才可能真正发挥防震减灾的作用。
 
下面海城地震监测站的实例,正好说明了这个问题。
 
 
3、海城地震监测站对时间、地点的精准预测
 
据《鞍山市地震志》记载,海城县地震监测站选址在县城东南部的玉皇山,于1972年11月由辽宁省地震部门(沈阳地震大队)建立,行政上隶属于海城县政府。该监测站有7名工作人员,其中,除1名官员外,“其余全是从农村(招)来的临时工”。该站的技术骨干(技术负责人)姜成田经过省地震部门组织的2个月地震监测技术培训。
 
该站使用的监测仪器,除省地办配备的1台有自动记录功能的旧地震仪和1台旧水氡分析仪外,其余6种“土”仪器全都由该站工作人员自己制造,其中,土地电埋设了南北、东西、北东、北西四个方位4组地下电极。
 
1973年3月16日,所有仪器安装调试完毕,正式投入监测。 [79]
 
经过一段时间的监测实践,姜成田他们发现,土地电“突跳”数小时或一两天以后,地震仪都会记录下大小不同的地震。于是,他们决定利用地震仪的自动记录功能改造土地电,以便实现土地电信息24小时连续自动记录。经过反复试验,1974年12月20日(震前46天),土地电自动记录设备改造成功。这一技术改造成为该监测站能够监测到大地震前地电场脉冲突跳的重要技术条件。
 
其它震例资料亦显示,大地震前大地自然电位值脉冲突跳现象较为普遍,“突跳”周期一般为几秒至几分钟,以1~2秒居多。显然,想要获得自然电场临震前的“突跳”信息,必须采用自动记录仪且24小时连续监测记录,而定时(如日、小时)测量值或平均值都不能获此信息。图22是日和小时曲线,所以,只能看见脉冲信号,而看不见数秒周期的“突跳”信号。
 
从此,他们能够同时监测到土地电突跳和地震信息。由于这两组信息都具有连续和实时的特点,所以土地电突跳和随后发生的地震之间的关联性清晰可见。正因为有了这个技术“飞跃”,他们开始深入细致地探索不同土地电信息与大小远近地震信息的关联性,并不断总结经验。
 
他们在《地震工作日记》中写道:“有了土地电突跳自动记录……(我们)开始试报地震,(一开始)出现很多笑话:不是震级报得不准,就是地点方向报反了,然而(预测的)时间都是比较准确的,后来经过一段时间的调整和验证,(预测)准确率才逐渐提高”。随后,他们总结出了适合他们监测站的利用土地电突跳进行地震临震预测的规律,如“东南向突跳后5~6小时发震”,“西北向突跳后1~2天发震”。
 
实际上,由于地震区地质构造条件、所处断裂带位置和水文地理条件各不相同,所以,地震区内各个监测点土地电突跳与随后发生的地震之间会有不同的表现及其规律。海城地震监测站这些“农民临时工”的可贵之处在于,他们虽然文化水平不高(“技术负责人”姜成田也只读了两年半中专,便因贫困退学回家务农),但凭着自己欲保障家乡父老乡亲安危的满腔热血,凭着对地震预测的高度责任心,凭着为地震预测事业可以牺牲自己的崇高精神,夜以继日地认真钻研临震预测技术,将土地电的临震预测潜力发挥到了极致。
 
例如,2010年,国际天灾研究会会长李伯淳在群测群防研究及其科普活动中,分析由姜成田提供的海城县地震监测站1970年代中期的原始记录后发现,姜成田他们将土地电预测做到了极致(参见李尚勇:《大地震临震预报的曙光》,第233-237页)。笔者根据他们的原始记录资料筛选出“预测三要素记录完整”,且准确或比较准确的临震预测震例共43例(绝大多数是中小地震)。其中最大的特点是,他们对其中26个地震的预测时间精确到了小时级别。
 
海城地震前一天(2月3日)早上,海城地震监测站“土地电测值出现突变”,同时地倾斜报警,傍晚时分,周围村民报告,“听到地声和发现地动”。姜成田他们分析后认为,“要有大震发生”,立即报告了当地政府。
 
2月4日13时50分至14时(震前约6小时),该站“土地电出现6次大幅度突跳”。在结合近几天的一系列严峻震情综合分析后,他们最后认定,在3小时内,海城本地可能发生大于5级的地震,并立即报告了省市县地震部门。 [80]
 
姜成田他们当天的“工作记录”显示,为谨慎起见,他们在“5级”震级前面添加了“4级”字样,这使得他们预测的震级变为“大于4~5级地震”。该记录也显示,他们最后是在16时以书面形式上报了上述临震预测(书面临震预测“让一位同事送往海城县地震办公室” [81] )。(见图23)
 
图23 海城县地震监测站1975年2月4日“工作记录”
资料来源:海城县地震监测站1972—1977年《地震工作日记》和《地震预报登记簿》;由该站技术负责人姜成田向李伯淳提供。摄影:李伯淳;拍摄时间:2010年7月12日。
 
3小时内、海城本地、大于5级——虽然震级偏小一点,但时间、地点精准!更重要的是,这个临震预测对于大地震的临震预报预警来说,已经足够份量了。
 
海城地震监测站这一本地官方机构的临震预测最后促成县领导下决心采取了一些防震避险措施,但是,“海城的临震预报(还是)发得晚了,没有全部发下去”,“(也)没有全县疏散”。 [82] (详见后文本节第5小节)
 
震后,作为海城地震预测预报中的有功单位之一,海城县地震监测站受到国务院通报表扬。
 
笔者10年的研究发现,无论是相关学术文献,还是短临预测个案实践,都明白无误地显示,监测大地电场是大地震短临预测确定时间和震级最为有效的手段和方法。一般地说,通过地电场监测数据异常持续时间的长短,可以确定未来地震的震级;通过24小时连续监测和自动记录,可以实时捕捉临震脉冲突跳,从而比较准确地判断发震时间,例如,海城地震监测站将时间预测的精度提高到了小时级别。
 
但是,包括土地电在内的地电场监测仪有一个很大的局限性,即单台仪器或者小范围布点时,很难(甚至是不能)确定发震地点(除非在未来震中区有大范围布点)。所以,海城地震前夕,作为一个独立的监测点,辽宁冶金102地质队和海城县地震监测站仅仅是海城微观监测“网”的独立“节点”,虽然它们能够独立判断时间和震级,但是,他们不能根据土地电的监测数据判断大震地点。
 
实际上,冶金102队是根据附近出现宏观异常和若干小地震(即刚开始的序列前震)判断大震就在附近。而海城地震监测站最初根据土地电6次突跳大异常作出的地点判断是在“本溪桥头和辽阳弓长岭一带”,因为那里前段时间是小微地震活动频繁的地区(即“老震区”见图12)。后来他们终于醒悟,激烈的前震序列刚刚发生在海城地区(见图18),于是断定“大震要在我海城发生”(见图23)。
 
 
4、震中区基层单位积极防震避险
 
前面说过,在国务院中期预报(69号文)的指引下,从震前7个多月开始,“在辽南地区先后建立起群众测报点2273个,参加测报人数达4269人”。与此同时,辽宁省下大力气用各种方式向广大群众宣传普及地震前兆和防震抗震知识,受教育的群众高达1400万人次,可谓“家喻户晓”。
 
这意味着,在大地震的短临阶段,有数千人参与了地震重点危险区的微观异常监测工作,有上千万群众参与了宏观异常的观测和观察工作。
 
震前1个多月,省政府有三次短临误报,这对于地震重点危险区的广大群众来说,其效果相当于短期预报、敲警钟。
 
因此,当万众严阵以待的那个“破坏性”地震进入临震阶段,且逐步呈现出愈演愈烈的多项目微观异常、地下水异常、动物异常,并最终演变为微观异常脉冲突跳和宏观异常临震大爆发,甚至当序列前震也开始逐渐激烈起来时,震中区的那些没有收到官方临震预报的基层单位和群众,也自然会处于高度戒备状态。
 
需要特别注意的是,由于当年初步形成的地震预报制度一开始便带有“半封闭”的特点,即官方掌握的一些“敏感震情”对普通群众还是要保密的。(这种保密制度在唐山大地震中进一步走向极端,并直接导致了大震漏报,详见《李尚勇:揭开唐山大地震漏报的终极谜底》)
 
例如,营口县地办“记事本”上有如下一条记录:2月3日,即震前1天,也就是营口县决策发布临震预报的前1天,县地办收到了一项指示,“不要向群众泄露地震情况”,这应该包括2月1~3日县地办收到的关于“前震导致的破坏,动物和水位异常”等重要的临震异常信息。 [83]
 
因为上述震情保密制度,震中区最基层的单位和群众不可能像地震部门那样获得比较完整的临震异常震情,但是,两个月来一再强化“防大震”,并且,他们也还可以通过多种非官方渠道获悉周边地区的一些严重临震异常,这些都足以让一些基层单位和个人根据本地显著异常自主决策,采取一些防震避险措施,从而有效减少了人员伤亡。
 
其中,比较突出的个案如下:
 
(1)石硼峪地震台始建于1970年,位于营口县石硼峪村,距震中约20公里。它是国家地震局沈阳地震大队(即辽宁省地震办)下属的一个台站,但由营口市政府管辖。1975年有13名员工,管理着一台中国制造的短周期、三分量、熏烟记录式64型地震仪。该地震仪完整地记录下了海城地震的序列前震,包括2月1日凌晨1点,首次发生在未来震中区的第一个0.5级微小地震和随后的520多个中小微地震,而地震台则随时将序列前震的发展情况向省市县地震部门报告。这些报告,尤其是那些关于激烈前震序列的报告,对省市县地震部门的临震预测,以及地方政府的临震预报,起到了非常积极和重要的作用。
 
海城地震前的几年内,石硼峪地震台制作、散发了10多万份地震知识宣传材料,并播放了100多场地震教育电影和幻灯。此外,地震台还自己制作了土地电、地倾斜等辅助仪器。
 
2月4日地震前,石硼峪地震台根据前震骤然增多的情况,通知附近营口县、盖县和一些重要单位,以及附近的农村基层单位,“注意严防今晚可能发生大震”。
 
此外,石硼峪地震台的所在地石硼峪生产大队(即现在的石硼峪村)也接受了地震台的建议,决定整夜放露天电影,吸引村民离家避险。 [84]
 
石硼峪地震台在震后国务院表扬的6个有功单位中名列榜首。
 
(2)营口县虎庄公社(即现在的虎庄镇,见图21)按县里的部署,在震前2个月“成立了各级防震领导小组”,即全镇各基层单位都有人负责做防震工作,这包括宣传地震知识,“成立防震网、安上报警器”,“按门按户做工作”,动员群众做好思想和物质上的准备。
 
2月3日晚上,虎庄当地感觉到了几次小地震(序列前震从2月3日傍晚开始,见图18)。当日21点左右,虎庄公社邮电支局土地电“突跳不断” [85] (按属地原则应向当地镇政府报告)。当地领导层根据“小震闹、大震到”的经验(和土地电突跳异常),判断“大震即将到来”,于是“采取了紧急必要措施”。 [86]
 
2月4日凌晨3点,虎庄邮电支局土地电“爆表”,4日上午,周期1、2秒的强烈脉冲持续了10分钟 [87] 。2月4日18时,虎庄邮电支局群测点“得知当晚可能发生大震的消息,向公社汇报,公社党委当即决定,要迅速通知下去,她们在半个小时内接通了70多条线路,打了78次电话,迅速地把通知传达到每个大队(即村),使整个公社3万多人及时离开房屋,伤亡很小”。 [88]
 
虎庄邮电支局群测点是国务院震后通报表扬的两个群测点之一。
 
(3)海城县地震监测站做出前述“时间地点精准、震级偏小一点”的临震预测后,在报告省市县地震部门的同时,也顺便将临震预测的内容“告诉了一些朋友”,“消息很快传开,引起了海城镇东北角近郊一些居民的疏散” [89] 。
 
(4)曹显清汇报临震震情时提到的辽宁冶金机械厂的土地电异常在2月4日中午以后出现不断增大的趋势,到18点(震前1个多小时)“出现异常极大值”,“(他们)意识到将有大震发生”。于是再次向厂领导和县地办汇报震情。冶金机械厂随即发出警报,并“逐栋逐户通知职工和家属离开了危险区”。 [90]
 
* * *
 
震后1个多月(1975年3月12日),国务院通报表扬了在海城地震预测预报中的6个有功单位,依次为:营口市石硼峪地震台、旅大市地震台金县观测站、盘锦地区地震台、海城县地震观测站、营口县虎庄邮电支局群测点、辽宁冶金102地质队群测点。其中,官方机构4个,群测点2个。 [91]
 
* * *
 
(5)专业文献提供的统计数据显示,处于海城地震极震区的686个村中,有493个村“无一人伤亡”。 [92] 其中:
 
海城县验军公社(乡)前教大队(村),震前召开了紧急会议,决定采取有力措施,“口头通知,广播通知,要求人离屋,畜离棚,并组织民兵逐门逐户地检查动员”。大震发生后,房屋倒塌严重,全村780人,无一伤亡。 [93]
 
海城县牌楼镇丁家沟村地处震中极震区,在长达100多天的防震工作中,“村干部包片包组包户,搭建简易房”,“大喇叭、小喇叭天天广播宣传”。“百日煎熬,最终躲过一劫”。大震发生时,近80%房屋倒塌,全村878人无一伤亡。 [94]
 
海城县孤山公社(镇)西羊大队(村),“(防震)宣传工作深入(有线广播、板报宣传、夜校学习等等),预防措施落实,虽然地处震中区,全队(村)2000口人,在房屋全部倒塌的情况下,没有死一人一畜”。因为同样的原因,该公社(镇)的叶家大队(村)1773人,“没有一人伤亡”。 [95]
 
(6)海城县英落镇“处于极震区,震前把群众疏散在室外”,全镇95%的房屋倒塌,但近3.6万人中,仅震亡44人。 [96]
 
海城县的岔沟村同样地处极震区。震前两天,乡村干部同样做了许多防震动员工作,要求各村“一律把人请出屋”。岔沟村村干部让人敲着大锣“挨家挨户动员”。但因为寒冬腊月、天寒地冻,“有些人在外面冻得实在受不了想回屋”。村里为此提出严厉处罚:“谁要是回去就扣工分!扣口粮!”
 
但是,大震来后,“房子全倒了,没有一间是完整的”,“全村2860多人,死了319人,大多是些‘倔驴子’”。 [97]
 
尽管有严厉的强制避险措施,仍然有不少人“冒死回屋”,这实在是因为北方的冬天在室外“人何以堪”。这可以从震后冻死人的事故中窥见一斑:由于7.3级大地震发生在数九隆冬季节,房屋大部分倒塌受损,而震中区又普遍存在“防寒设备准备不足”的问题,因此,震后“冬夜外宿”,发生了冻死冻伤的情况。例如,营口县冻死150人,海城县冻死106人。 [98]
 
 
5、鞍山市、海城县“防震自救”不到位
 
下面这个情况令人深思:
 
尽管有同样的“防震自救”制度安排,但是,在地震重点危险区的县域(主要是市区县)基层政府及其主政官员中,诸如领导认识、技术落地、组织落实、制度到位等方面的重视和落实程度,都会有所不同。这会直接影响基层政府领导层对大地震临震判断的准确性,进而影响到临震最后阶段“防震避险”措施的落实程度。而鞍山市、海城县在临震最后阶段“防震避险”迟缓的原因正在于此。
 
当年,海城县由鞍山市管辖,而“海城7.3级地震”就发生在海城县的辖区内。但是,因为鞍山市、海城县的“防震自救”没有能够像营口县那样有效运转,即没有真正做到技术落地、制度到位,并且主要领导亲力亲为,所以,他们市县两级政府及其地震部门都没有在本地震情的基础上,形成这个大地震的“中短临前兆异常链”。这样一来,市县两级地震部门和政府决策官员都不能把那些至关重要的震情(节点、环节)放到这个“异常链条”中去认识,因而对这个迫在眉睫的大地震“没有紧迫感”。尽管辽宁省的临震预报(即电话通播)在上午10点半就已经知晓,省委主要领导的四点指示在上午11点50分就已经接到,省政府在海城召开的“防震紧急会议”在15点半便已经结束,甚至海城县官方自己的地震监测站也在16点前后(向省市县)上报了“海城本地在3小时内可能发生大于5级地震”的紧急临震预测,然而,鞍山市领导层还是没有“跑赢大地震”。“2月4日晚(发震前夕),鞍山市内和(国企)鞍钢正在开会研究和部署时,地震就发生了”;“没有来得及将震情通报传达到基层” [99] 。时任国务院副总理的华国锋事后批评说,“鞍山的群众、干部有些意见,领导没有向下发临震预报” [100] 。
 
因为地震当天,省政府关于“营口和海城一带”的“防震紧急会议”就在海城县召开,所以,对海城县领导层有所触动。不过,在这个会上,由于缺乏地震现场(一线)临震紧迫严峻震情的深切感受,省地办专家只是说“近几天内”有大震。在这个背景下,尽管当天,“海城县委先后召开了紧急干部会议和三次紧急电话会议,要求各社队迅速采取紧急防范措施”,但是,“有些措施落实得不得力,海城县招待所召开的棉麻工作会议没有停开,个别影院没有停止放映,有的社队没有把全部人员撤到安全地带” [101] 。
 
一句话,因为海城县主政官员“心无成竹”,所以,他尽管召开了会议,作了部署,但并“没有(行动果敢的组织)全县疏散” [102] 。
 
华国锋在上述同一讲话中说到,“海城的临震预报发得晚了,没有全部发下去……临震前不象营口那样肯定地通知出去”。显然,这直接影响了“防震避险”的减灾效果。
 
虽然同在海城7.3级地震的震中区(见图21),但海城县和营口县的伤亡、震亡人数差别悬殊。
 
根据官方统计,海城县的震亡人数为849人(占海城地震震亡总数1328人的63.9%),震亡率0.92‰ [103] ;而营口县的震亡人数仅为187人(占该地震震亡总数的14.1%),震亡率0.3‰ [104] 。
 
若计算伤亡人数与倒塌房屋的比例,则每倒塌1000间房屋,海城县伤亡30人,而营口县仅伤亡11人。 [105]
 
毫无疑问,造成伤亡如此悬殊的主要原因是,营口县领导层及其地震部门的“防震自救”和“防震避险”工作做得更好。
 
* * *
 
作家钱钢对海城地震的临震避险有非常生动的描写:
 
中国灾害史上奇特的一幕揭开了。暮色苍茫的辽南大地上,四处回响着“当当”的钟声,有线广播一遍遍发出严厉的警告,阻止快要冻僵的人们返回自己的小屋。成千上万人被强令撤到滴水成冰的屋外。广场上停满了装着药品和食物的救援车辆。医疗队整装待发。人们裹着大衣,在寒风中坐等地震到来。 [106]
 
1975年2月4日19点36分,辽宁省海城、营口一带发生7.3级大地震,震中北纬40.7度、东经122.8度,震源深度12公里,震中烈度Ⅸ度(9度),波及6个市、10个县。[107]
 
当晚7时36分,一道蓝光闪电般划破天际,紧接着,闷雷般的响声从天而降,地光在空中闪过,红色火球从地面升起,房屋随之倒塌……那“地动山摇”的时刻,在此后漫长的岁月中,成为老海城人至今挥之不去的难忘记忆。 [108]
 

 
后记:
 
1、《预报1975年海城地震》一文的错误
 
《预报1975年海城地震》(简称“王文”)是由中国地震局与加拿大自然资源部地质调查局主流地震专家合作完成的叙事性论文。尽管该文行文带有明显的质疑口吻,但它提供的基本资料和历史细节还是比较客观的,这明显受益于相关历史档案解密和该文作者直接采访了不少当事人。鉴于此,本文“采信”了该文提供的许多历史细节和资料,在此表示感谢!
 
但是,作为主流地震学家,该文作者强烈质疑并否定除序列前震以外的其它经验性微观和宏观异常在海城地震预测预报中的作用,而这正是他们写作此文的主要目的。他们认为,“海城地震前大批群众投入微观异常监测的功绩在于其教育作用,而非其科学贡献”,即“(仅仅)发挥了传播地震知识和提高防震意识的作用”,而广大群众观察宏观异常,比如,“地下水水位、颜色和化学成分的变化”,“也(仅仅)扮演了警示群众的角色”。据此,他们错误地断言,“(仅仅)是前震序列导致了预警和疏散的最终决定”。基于上述判断,他们得出的基本结论是,海城地震预报的成功(不是依靠主流科学界认可的“物理预测”)只是“集合了迷惘困惑、经验分析、直觉判断和良好运气”。 [109]
 
本文运用《大地震临震预报的曙光:求解地震预报的制度困局》一书的理论,全面解读了中国科学家在海城地震预测预报实践中的技术和制度创新,说明了“海城经验”对于指导“经验性大地震临震预报”实践的重大理论价值。另一方面,依据包括“王文”在内的一批可信度较高的史料资料,充分论证了海城地震依据阶段和序列完整的“中短临前兆异常链”实现临震预测预报的详细过程,从而论证了经验性微观和宏观异常在海城地震预报中的决定性作用,这同时也就说明了《预报1975年海城地震》一文的指导思想和研究结论的错误。
 
“王文”研究出错的根本原因是,它以主流的“地震不能预报”作为指导思想,先入为主地错误解读甚至曲解了那些本来面目清晰的一个个历史细节和事实。
 
这是严肃科学研究不应该出现的错误,也是科学研究欲走向严肃、客观所必须汲取的深刻教训。
 
 
2、国外研究机构正在一路追赶过来
 
中国原始技术和制度创新的海城地震预报经验及其理论构架,被中国主流科学家所抛弃,这令人痛心(过去情有可原,但今天就很愚蠢)。但令人意外的是, 国外有研究机构正在向“中国经验”一路追赶过来。
 
这个地震预报研究团队由R国L大学(对不起,人家现在不希望被报道)的 名教授领导,他所带领的团队近40人,包括多个国家的访问教授、高级研究员、博士后、博士生等等。
 
该教授是“复杂系统与系统不稳定性”研究领域世界首屈一指的专家。他最初是地球物理学家,也是理论物理学家。他目前是R国S大学经济管理与技术学院、物理学院、地球科学学院三个学院的教授,研究涉及复杂系统的各个领域并通过对其过去的研究来预测未来情况。
 
地震预报是他们的研究对象之一。他和他的同事正共同领导并将建立一个全球地震预报系统。该项目将空间分析技术与区域地面站网络相结合,观察和研究地震发生前地质活动的前兆异常,包括电磁波异常、地下水变化、放射性气体变化、地倾斜、天气、动物的异常情况等,通过大数据手段,结合多种不同现象、不同维度、不同尺度的观测数据,力图提前2、3天预报大地震。
 
目前,该项目正对中国的海城地震和唐山地震进行详细的案例研究。他们非常希望能够和中国专家进行合作。他们认为,中国1970年代中期独特的地震预测经验、大地震案例及其数据,对他们的临震预报项目来说不可或缺。
 
该教授搜集中国海城地震和唐山地震的信息、资料,已经超过10年。2019年初,他带着他的中国学生来中国,开始接触一批中国地震地质科学家。
 
更重要的是,该团队在多个国家以多种形式聘请相关研究人员,其中,不仅有地球物理学家、地震地质科学家,而且还有经济学家、金融学家和经济危机研究者。
 
上述情况意味着,中国在地震短临预测领域的优势正在或者将要丧失。
 
毫无疑问,目前在短临技术方面中国领先于世界,这表现为,众多学者总结出了中国1970年代中期短临预测预报的一系列成功经验(这表现为历史文献),国家有一批有经验丰富的地震专家和庞大的地震综合项目监测网,民间有一批短临监测预测能力强的短临预测力量,其中以赵卫国SE系列空地电场监测仪、钱复业夫妇HRT-PS100地电系统和孙威SW系列综合项目监测仪为代表。(前两个系列仪器都是世界一流且具有自主知识产权的中国原创!)
 
在组织、制度方面,笔者于2018年7月出版的《大地震临震预报的曙光:求借地震预报的制度困局》一书,构建了大地震临震预报预警的理论体系,并从构建制度、革新组织方式的角度,找到了大地震临震预报预警的有效途径,这毫无疑问也是领先于世界的。(本书是公开出版发行,地震预报的制度问题很快就会进入国外研究团队的视野。)
 
现在,上述国外地震预报研究团队,既有科技专家,又有经济、制度专家,在技术和制度研究方面明显具有综合优势。并且,人家正在向着“中国经验”,向着本书的研究方向,一路追赶过来,并且会迅速占领制高点。而且,人家还雄心勃勃,“将要建立一个全球地震预报系统,力图提前2、3天预报大地震”。
 
因此, 如果中国官方“无动于衷”,无所作为,那么,中国在地震短临预测领域的优势地位,将会(或者很快将会)丧失殆尽!
 
2019年6月16日于钟山斋

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(纸质媒体刊用需要作者授权)

 
图片说明:该书是关于海城地震的重要历史文献,它属于国家地震局下属单位图书馆的藏书。书中的借书记录显示,这本书从来没有人借阅过。——这就是在国家层面以“地震不能预报”作为指导思想的恶果。(笔者在旧书市场买到)
 

 

(本书论证的是地震预报制度改革的“顶层设计”,本文是这个顶层设计的具体方案。)

一、大地震临震预报预警的客观基础

三、大地震临震预报预警的一系列制度条件

五、大地震临震预报预警的现实方案

我计划中的关于大地震成功临震预报“系列解读文章”的写作计划如下:

19764个大地震成功实现临震预报的制度和技术细节》

《汶川大地震漏报的制度原因和技术细节》

一般地说,一个理论体系若是“自恰”的,它应该可以解释一系列与之相关的问题,包括那些曾经的历史疑案。笔者在此,就是要解释中国地震预报史上那些一直困扰着科学界及其科学家们的疑难问题。

 

《大地震临震预报的曙光》系列解读文章

《为地震专家开一个制度启蒙专题讲座》

《震后“地震波报警”没法取代大地震临震预报预警》

《本书被迫删除的第7章》(订阅)

《本书作者:致地震重点危险区(县域)主政官员》

《本书作者:致高级专家和政治家》

《本书中的民间地震预测专家赵卫国》

《痛悼庆洲兄:人类地震预报史上镌刻着他的名字》

《出乎预料:汶川大地震以地下“喷发”的形式爆发》

《水污染才是中华民族的心腹大患》

 



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