——人类防震史上第一个严格意义上的大地震临震预警

李尚勇（现实制度问题研究学者、两部“制度困局”作者）

【导读】对于7、8级大地震来说，距离震中20~30公里以内的震中区，地震烈度高达9~11度，是震亡人数最为集中的地区，但在此范围内，“震后地震波报警”几乎没什么用。而在海城大地震中，“人类防震史上第一个严格意义上的大地震临震预警”，却使地处震中极震区的上千名职工家属逢凶化吉，无一伤亡。问题是，2018年正式批复的“震后地震波报警工程”投资近19亿元。本文的政策建议是，以“大地震预测预报”作为地震部门的中心工作，将“震后地震波报警”放在辅助位置上，别花冤枉钱。

一、“震后地震波报警”对震中区没什么用

按照科学定义，“地震预警”是在“地震发生之前”向公众示警。预警，是在震前；震后提醒“地震发生了”，那只是报警。

时下，被主流媒体炒作，同时也被地震部门说成是“地震预警”的东西，实际上只是“震后地震波报警”。

地震波是地震破坏力的载体。地震波分为纵波（简称P波、快波）和横波（简称S波、慢波）两类，P波（快波）速度快（地壳中传播速度为5.5~7.0公里/秒）但破坏力小，S波（慢波）速度慢（地壳中传播速度为3.2~4.0公里/秒）但破坏力大。地震发生后，P波先于S波到达地面，两者之间存在一定时间差，该时间差的大小取决于各地到震源的距离，距离越远，时差越大。

正是基于地震快慢波时间差的上述性质，早些年，各国科学家与政府机构合作研发出多套“震后地震波报警系统”，并在早就日本、美国、墨西哥、土耳其、意大利、瑞典、罗马尼亚和中国台湾等多地震国家和地区得到应用。该系统可以在探测到地震P波后发出报警，在威力巨大的S波到来之前，为震中极震区以外的人群争取到几秒到十几秒的宝贵逃生时间。[1]（参见下图）

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对于这类在“地震发生后、震灾发生前”向公众示警的方式，各国都使用“地震波报警”或者“地震报警”这样的概念来表述。即使是目前“逢震必炒地震预警”的企业，在其早期提供的相关资料中，也使用“地震报警”这一概念[2]。

然而，笔者的研究显示（参见《李尚勇：地震波报警没法取代大地震临震预报》）“震后地震波报警”的真正问题在于：（1）在地震波报警时间越长越宽裕的地区，地震烈度往往越低，越不需要报警（“低烈度报警”实际上构成了对居民的“骚扰”，比如6月17日深夜，“61秒报假警”就骚扰了成都市民，四川长宁6级地震距离成都240公里，对成都居民毫无危险）。（2）真正能够受益于“震后地震波报警”的区域面积及其人群规模很小（见图3）。（3）迫切需要提前示警的震中区及其附近地区，“震后地震波报警”又处于“盲区”，即在距离震中20-30公里以内，地震波报警时间理论上仅仅有1.4-4.3秒（见图3），实际报警时间更短，对防震避险几乎没有什么用。

李尚勇：《地震波报警没法取代大地震临震预报》图3

对于7、8级大地震来说，距离震中20~30公里以内的震中区、极震区，地震烈度高达Ⅸ-Ⅺ（9~11度），是伤亡尤其是震亡人数最为集中的地区，但在此范围内，“震后地震波报警”几乎没有作用。

最近，主流地震专家也不得不承认震中区是地震波报警的盲区：“目前地震震中测定需要3个以上触发台站的纵波到时，地震震级估算通常需要至少1个台站3秒以上的纵波波形数据，这样第一报处理结果在首个台站触发后至少要4秒才能发出，而在此时横波已经从震中向外传播了20多公里。所以，预警警报（实为地震波警报）发出时，地震破坏性横波已经覆盖的区域，就是地震预警的盲区”[3]。

不过，上述问题并非仅仅是逻辑错误、偷换概念的问题，而是防震减灾理念和相关利益分配的大问题。

据“第一财经”披露，“国家发改委2018年6月正式批复国家地震烈度速报与预警工程，共投资近19亿元”[4]。这个所谓的“地震烈度速报与预警工程”，实际上就是“震后地震波报警”工程。“投资近19亿元”，这个蛋糕足够大，足以让相关利益“心神不宁”。

然而，故意把“震后地震波报警”说成是“地震预警”，并且花巨资弄一个假的“大震预警工程”，这严重误导了国家防震减灾的基本思路，干扰了国家地震部门抓大地震预测预报的中心工作，也使得国家对于防震减灾的投入偏离了地震预测预报这个正确方向。

实际上，中国目前的科技水平、科技实力和地震预测方法，完全可以从技术上支撑起具有减灾实效的大地震预报预警（中国有一大批地震地质科学家都持这种看法）。笔者的《大地震临震预报的曙光》一书为利用这些技术和方法去实现大地震预报预警（这是真实的“地震预警”）找到了一系列组织和制度条件，从而大大提升了实现大地震临震预报预警的现实可能性。如果本书的理论体系能够付诸实践（比如搞一个“试点”），地震部门便因此而有望从目前无比尴尬的处境中涅槃重生，再续大地震临震预报预警的辉煌。

政策建议：以“大地震预测预报”作为地震部门的中心工作，将“震后地震波报警”放在辅助位置上，别花冤枉钱。

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下面介绍“人类防震史上第一个严格意义上的大地震临震预警”，说明在人类目前的科技水平条件下，具有减灾实效的真正的“地震预警”是完全可以实现的。并且，今天就可以做到。只是，你得满足本书的“一系列技术和制度条件”。

二、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。“地震预警”由专业机构及其专家发布，这与由政府发布的“地震预报”区别开来。

笔者在《解读海城地震成功预报的真正原因》一文中曾经说过，在国务院1974年中期预报（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，自然也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。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（即震前3天）县地办收到的关于“前震导致的破坏，动物和（地下水）水位异常”等重要的临震异常信息。[5]

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。

正是在上述背景下，处于海城地震震中区的辽宁冶金102地质队，在已经形成大地震“中短临前兆异常链”认识的基础上，凭借自己的2组土地电突出异常和周边临震异常，果断决策，向全队发出临震预警，避免了全队上千人员伤亡。

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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，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。（参见下图）

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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”）。[6]

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”。[7]

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”！

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？

图18  1975年海城7.3级地震的前震序列

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，他们自己土地电出现了非常严重的临震突跳异常信息，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。

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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。

事实上，当初，如果没有海城地震前半年从上到下各级政府“预防破坏性地震”的一系列技术措施和组织制度措施（关键是建立群测群防微观监测网和发动广大群众捕捉宏观异常），便不可能在基层单位形成大地震的“中短临前兆异常链”认识，在这种情况下，即使冶金102队发现自己的土地电突跳大异常，也不能断定“大地震即将发生”。因为，在震前几个月，土地电突跳就已经零星出现，但紧跟其后的并不是“立即发生大震”。

更重要的是，冶金102队监测点仅仅是海城地震微观异常监测网上的一个“节点”。在理论上，它只能作出一个“点”的贡献。在这个点上，它的短临异常和临震突跳都是“确定性”的，这便已经足够了。至于它对于大震的临震预测及其临震预警，那只是它的额外贡献，而不是它的本分。

一个大地震的临震预报预警，不能寄希望于某一个或某几个监测点的正确判断，而应该是地震现场决策者（即由县域地方政府组织的决策团队）对整个微观和宏观异常监测网综合震情的判断，即决策者对自己预期中的那个大地震“中短临前兆异常链”的最后决断。

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《大地震临震预报的曙光》一书的理论成果有两个：（1）找到了破解地震预报制度困局的方法，构建了开放型地震预报预警制度；（2）从创新制度、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。

这个“有效途径”包括一系列技术条件和与之配套的一系列制度条件。这“两个一系列条件”是在数百震例的支撑下，在全面论述经验性地震前兆异常（包括微观和宏观异常）、主流非主流预测、群测群防和广大群众参与，以及“中短临前兆异常链”的基础上逐步得到论证的。

为本书作序的两位地震地质科学家认为：在满足本书一系列技术和制度条件的情况下，7、8级以上大地震是可以实现真正意义上的临震预报预警的。

 （纸质媒体刊用需要作者授权）