据中国地震台网正式测定,9月16日4时33分,在四川泸州市泸县发生6.0级地震,震源深度10千米,震中位于北纬29.20度东经105.34度。
从古至今,地震和地震灾害始终危害着人类社会的发展,近百年来,我国地震科技事业走过了曲折的发展历程,也取得了非凡的成就。
本文将过去100年分为4个阶段,综述了各阶段地震科研的发展历程,在不同时代,我国大地震和地震灾害呈现不同的特点,也引导了地震科学研究的发展方向。
现代地震科学始自19世纪50年代,我国现代地震科研起步较晚,20世纪20年代起才在西方国家的影响下缓慢发展,经过百年的发展,已处在世界前列。
艰难起步,曲折前行
1921-1949
鹫峰地震台的建立
地震观测是开展地震研究的基础。
20世纪初,西方列强在占领的殖民地和租借地区也设立了一些地震台站,但不允许国人使用。
1920年和1927年,甘肃海原和古浪先后发生了81/2级和8级特大地震,震级之大、破坏范围之广、人员伤亡之严重均轰动了全世界,短时间内连发巨大地震,使国内研究地震的需求更加迫切。
为了开展中国人自己的地震观测研究,国民政府地质调查所承担了地震观测研究机构的筹建工作。
1929年,时任地质调查所所长的翁文灏在北平西郊的鹫峰主持筹建了地震研究室房舍并购置了地震观测仪器。
1930年,鹫峰地震台正式启用并开始观测,由李善邦负责地震台的日常运行、观测、研究工作。
李善邦在鹫峰地震台工作
作为我国自行建立的第一个地震台,1930-1937年间,鹫峰地震台共观测记录地震2472次,填补了我国地震观测史的空白,为地震研究积累了珍贵的数据资料。
今原址修复后的鹫峰地震台
战争年代的地震工作
抗日战争全面爆发后,鹫峰地震台被迫停止观测,国内对天然地震的观测研究被迫中断。
为寻找军工业亟需的矿产资源,以李善邦、秦馨菱等为代表的地震学家,前往湖南、四川、贵州、云南、广西等省开展地震、地磁等地球物理勘探工作。
在四川攀枝花地区,完成了地形测绘、地质勘查、地磁勘探等工作;在西南地区,完成了100多个测点的地磁偏角、地磁倾角、地磁场强度水平分量等测量,获得大量的第一手资料和原始数据。
全国区划,尝试预报
1949-1976
地震区划研究的起步
1949年以后,我国地震研究进入新的时期。
各类工程建设均要考虑抗震性能,在现有认知水平下确定全国的抗震设防参数成为全国的普遍需求。在这一需求引领下,党和政府高度重视地震工作。
1953年,中国科学院成立国家地震工作委员会,委任李四光为主任委员。
50年代,科学家们先后编撰完成了《中国地震历史资料年表》、第一部全国性地震目录《中国地震目录》和《新的中国地震烈度表》,编制了《中国地震区域划分图》并于1957年正式出版,是我国全国性地震区划图的开山之作。
邢台地震救灾与研究
1966年3月6日,河北省邢台宁晋县发生5.2级地震,中国科学院地球物理研究所立即成立12人的地震现场工作队,连夜驱车赶赴震中地区开展地震应急和研究工作。
3月8日,在邻近的隆尧县又发生了6.8级地震,随后的3周时间内,在同属邢台的宁晋、巨鹿、束鹿等地又接连发生了4次6级以上地震,最大地震达7.2级,表现为密集的强震群活动。
地震现场工作队在地震现场架设临时地震仪开展地震观测,并对这一系列强震进行了完整的监测、预报、损失评估、应急救援工作。
工作队还调查了宏观地震破坏和地震前兆异常现象,对建筑破坏和地表形变的方向性开展了研究。
邢台地震现场工作是1949年后地震工作者第一次深入地震现场开展全面的大震现场工作和科学研究的一次实践,为我国地震研究积累了宝贵的经验。
1966年3月8日邢台隆尧6.8级地震后,党中央高度关注震情灾情。
周恩来3次亲赴地震灾区,指导抢救伤员、物资供应、恢复重建、发展生产等工作,足迹遍布灾情严重的隆尧、宁晋、束鹿、巨鹿等地。
期间周恩来还专门视察了地震现场工作队,并听取了队员的研究情况汇报。
周恩来视察邢台地震灾区
国家地震局的成立
邢台地震后,根据周恩来的指示,国家科委和中国科学院成立地震办公室。
1971年,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,统一管理全国的地震工作。
至1977年,全国各省、自治区、直辖市均建立了地震工作机构。
国家地震局成立后,中国科学院地球物理研究所等多家科研院所并入国家地震局,地震工作“国家队”的科研实力得到增强。
国家地震局还承担了国内地震监测、地震预报、震害防御、应急救援等职能,将地震科研与业务工作集中统一管理并有效结合,并逐渐衍生出地震执法、公共服务等新职能,使我国地震工作得以高效开展。
海城地震预报研究
邢台地震后,我国的地震预报理论体系逐渐建立,并应用于日常地震预报,地震部门定期做出地震预测预报意见。
1970年,全国第一次地震工作会议根据历史地震、现今地震活动及断裂带活动的新特点,确定辽宁省沈阳-营口地区为全国地震工作重点监视区之一。
此后几年,国家地震局认为渤海北部有发生强震的可能。
1975年初,辽宁营口-海城地区出现小震活动异常增加的现象,辽宁省地震办公室根据相关现象,发出了带有临震预报性质的地震简报,提出小震后面有较大的地震。
2月4日19时36分,海城发生了7.3级地震,由于提前采取了避震预防措施,取得了显著的减灾实效。
观测升级,设防安居
1976-2008
地震观测设备的升级和新技术的应用
改革开放之后,地震科技工作获得了更多的国家级项目投入,基础设施的完善使地震观测台站设备的数量不断增加,观测质量不断提升,观测数据的数字化存储与传输成为地震观测的发展趋势。
20世纪80-90年代,地震观测数字化改造不断推进,20世纪90年代起,计算机互联网技术迅速发展,并很快被地震监测系统应用。到21世纪初,全国地震监测台网基本实现了数字化和网络化。
抗震安居工程的启动
自第一代《中国地震区域划分图》发布之后,国家地震局先后发布了第二代至第五代全国地震区划图,指导全国一般建筑的抗震设防,国家标准《中国地震动参数区划图》(GB18306)是建筑抗震设防的强制性国家标准。
然而,国家标准实施前建造的建筑仍然大量存在,成为地震安全的隐患。
2003年,新疆巴楚-伽师发生6.8级地震,震中农村民居的抗震能力未达到设防要求是造成人员伤亡的主要原因。
从2004年开始,新疆在全国率先实施了抗震安居建设工程,至2020年底已基本实现农村全覆盖。
全国各地的抗震安居工程也从2008年起广泛开展,符合设防要求的房屋比例不断提高。
精准预警,风险防治,全民科普
2008年至今
地震科普工作的新阶段
在邢台地震后,地震工作者便和政府共同开展了大规模的地震科普工作,将地震前兆现象、地震避险和救援等知识绘制成生动的宣传画,编制成脍炙人口的民谣传遍全国,很大程度上提升了全民的防灾救灾意识。
汶川地震发生后,2009年开始,每年的5月12日定为“全国防灾减灾日”。5月12日所在的周为防灾减灾宣传周。
中国地震局于2020年设立公共服务司,地震科普已经成为地震工作者的主责之一。
随着互联网、移动传媒等技术的发展和应用,地震科普作品也以多元的形式不断涌现,学习防灾减灾知识成为了百姓日常生活的一部分。
地震预警工程的实施
地震预警技术要求在地震发生的初始阶段即监测到地震,并快速产出估算的震级和震中位置等参数,对预警台站的数量、密度、参数计算速度和准确性都提出了很高要求。
科技部设立了多个重大专项开展地震烈度速报和预警相关的技术攻关和研发。
2015年6月,国家发展改革委员会正式批复“国家地震烈度速报与预警工程”项目,并于2018年启动实施,预计工程完成后,将能够为重点地震预警地区提供秒级的地震预警服务。
借助大数据、并行计算、人工智能等新技术的应用,预期未来地震预警的速度和精度还将得到提升。
地震风险防治理念的形成
现代社会要求地震工作在做到能够震后迅速救援和恢复的同时,更要做到震前预防,减少隐患和风险。
党的十八大以来,国内先后发生了2013年芦山地震、2014年鲁甸地震等多次地震灾害,习近平总书记多次作出重要指示批示,指导全国防震减灾工作。
当今的我国人口和经济高度聚集于大城市和城市群,在一些地区还存在城市群和地震带分布重合的现象,是地震风险研究需要重点关注的地区。
近年来,科技部和地方科技主管部门资助了多项重点研发项目,针对京津冀城市群、粤港澳大湾区、天山北坡城市群等地的地震风险开展研究,服务于当地的地震减灾工作。
结论
地震仍是人类认知水平有限的自然现象,当前仍有很多地震科学问题尚未解决,地震科技工作仍然任务艰巨。
地震工作者应坚持科学的研究方法,践行党和国家的方针政策并不断丰富成果产出形式,满足社会对防震减灾工作日益增长的需求。
论文全文发表于《科技导报》2021年第12期,原标题为《中国地震科技事业百年历程、基本经验与当代启示》,本文有删减,欢迎订阅查看。
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