如何利用网络资源跟踪一场地震
Mar 13th
在我们开始用学术狂的眼光审视地震之前,请先为地震的受害者们——无论是云南的还是日本的——诚心祈祷。能出力的,应该出力。无论你持和我相同或者不同的立场,应该都会同意一个事实:地震和海啸再次凸显了人类的渺小,如同上面这张绰号为“暗淡蓝点”的照片一样(这是人类有史以来最远距离上拍摄的地球照片)。在这个微小但却生机勃勃的舞台上生活的许多其他生灵尚且会对不幸毁灭的同类展现出悲悯之心,自诩为地球上最高等级生物的人类,即便不能在正面的方向上发扬光大,也不应该在反方向上高歌猛进吧。总之,我们眼前平静安宁的环境是珍贵而脆弱的。在茫茫宇宙中不会有其他生物关心你的命运,除了你的同类。
在近几年时常会出现如下场景:某地网友反映感受到摇动,附近网友纷纷附和,于是“地震啦”的传言不绝于耳。这时会有地震局的专家出面澄清:某地确实发生了地震,但未来数月内“不会发生破坏性地震”,大家无需惊慌。在很久很久以前,专家们出面以后,大家也就会安心干活去了。可现在不然,大家不仅不会安分,反而会把专家们嘲弄一通。人们对专家不再信任,但自己又无法核实情况,于是便热衷于传播某些流言(诸如“明天凌晨三点半可能会有大地震”之类)。这在三十年前或许是可以原谅的,但在海量资讯以光速传递的今天,我们完全可以借助于网络来了解世界最偏远的角落究竟发生了什么。
就好像我们几乎每天都会打几个喷嚏一样,地球也无时不刻不在活跃之中,几乎每天都会有几起有感地震在这个或那个角落发生。美国地质勘探局便全天候追踪地球上哪怕是最偏远的角落的地震,在美国境内报告下限为2.5级,世界范围内则为4.5级。对于我国国内的地震,则可以使用中国地震台网中心的网站。美国地质勘探局的网站在多种类型数据的检索查询上十分便利,地震台网中心则可以提供国内弱的有感地震的观测报告。
美国地址勘探局的近期有感地震报告:http://earthquake.usgs.gov/earthquakes/recenteqsww/Quakes/quakes_big.php (5级以上)或者是 http://earthquake.usgs.gov/earthquakes/recenteqsww/Quakes/quakes_all.php(美国境内2.5级以上/世界范围内4.5级以上)
中国地震台网中心:http://www.ceic.ac.cn/
对于一个对地震有着良好应对机制的国家或地区,诸如日本,许多信息只要Google一下便能查到。比如在东海大地震发生半个多小时之后,同时负责地震监测工作的日本气象厅便以速报的形式公布地震及海啸情况。日本气象厅亦提供“东海地震预报服务”。很可惜,我在地震发生后不到一小时查看该页面时发现,这一服务似乎并未成功预报这次大地震(所谓“提前10秒预报地震”指的实际上是“预警”,也就是说在地震发生后、地震波尚未传到本地时提供的警告;这并非是“预报”)。
日本气象厅地震海啸监视课在11日下午15:33左右公布的“东海大地震”第一报(日文):http://www.jma.go.jp/jma/press/1103/11b/201103111600.html 以及近期报告:http://www.jma.go.jp/jma/kako.html?t=0&y=23
在海洋上发生的地震有可能产生海啸。我国大部分沿海地区均有岛链保护,因此一般不会遭到海啸的直接袭击。不过对于大海啸而言,即使稍加减弱仍可能具有恐怖的威力,因此大家还是应该予以关注。我国近海发生引起海啸的强震的概率相对较低,因此在日本一带的地震便成了关注的焦点。美国国家海洋大气局的太平洋海啸预警中心提供泛太平洋地区的海啸预警信息。与此同时,我们应该关注日本气象厅的海啸预警信息,因为日本诸岛及附属岛链对华东海岸线实际上起着防护的作用,通过这些地区的预警情况以及实测浪高,可以大致估计一下海啸对华东地区的影响。而且应该特别注意的是,海啸可能有好几波(就好像我们往水里扔石头会有好几圈波纹一样),因此不能过了预计海啸抵达时间之后就贸然返回海边,应该等海啸警报解除了以后再活动。
最后应该说明一点:海啸的高度是不好估计的,这和当地环境有密切关系。比如,美国海洋大气中心的21418号海上浮标距离震中只有不到500公里,但观测到的海啸高度仅为1.08米;而差不多6000公里外的夏威夷观测到的海啸最大高度为1.74米。当然,一般而言,岛链对海啸总是有减弱作用的。
太平洋海啸预警中心:http://ptwc.weather.gov/
日本气象厅海啸预警信息:http://www.jma.go.jp/en/tsunami/index.html
日本气象厅海啸实测数据:http://www.jma.go.jp/en/tsunami/joho.html
地震发生后不久,许多视频就在网上疯狂流传,包括东京摩天大楼在地震中摇晃的画面,这迅速被许多网友拿来与汶川大地震中的成都作比较。成都距离当时的震中仅80公里,比这次东京到震中的距离(373公里)接近得多;然而东海大地震的震级亦比汶川大地震的震级要高出1级。这时我们便要借助各站点的报告来作评判了。某地在一次地震中的烈度,或称修正麦卡利烈度(Modified Mercalli Intensity Scale, MMI),可以由站点观测的地面最大速度/加速度来决定。这些数据可以便捷地在美国地质勘探局的网站上获得(汶川大地震:http://earthquake.usgs.gov/earthquakes/shakemap/global/shake/2008ryan/;东海大地震:http://earthquake.usgs.gov/earthquakes/shakemap/global/shake/c0001xgp/)。显然,东京和成都报告的烈度均为VI度,但数值上成都比东京要略高一些。此外,美国国家地质勘探局还提供全球地震快速反应评估业务(Prompt Assessment of Global Earthquakes for Response, PAGER),除了对遇难人数以及经济损失有个初步评估之外,还有对受灾人数及区域的详细报表。通过对比东海大地震以及汶川大地震的报表,我们可以注意到:尽管东海大地震因为震中在海上而使得没有人遭受IX级以上的烈度(相比之下,汶川大地震中遭受IX级或更高烈度的人口达55万),但遭受到VI级(即会产生摩天大楼摇摆的恐怖场面的烈度)以上的人口(5181万)却是汶川大地震(2462万)的两倍。尽管如此,东海大地震目前绝大部分的伤亡报告都是来自于海啸而非地震。这从某种程度上提醒着我们,有一个广泛而完善的地震预防和反应机制对减少人员伤亡是非常重要的。
最后我想提醒大家注意一下“里氏震级”(Richter magnitude scale)和“矩震级”(Moment magnitude scale)的区别。东海大地震的8.9级(或8.6级、9.0级,取决于你采纳哪个机构的测量结果)是矩震级,因此说其震级为“里氏9.0级”是不严谨的。简单的说,里氏震级是手摇计算机年代的标准,矩震级则是电子计算机年代的标准。实际上由于其自身缺陷,实际观测到的里氏震级也不可能达到8.5级以上。
地震几乎是无法预测的,但杞人忧天一样的恐慌也是没有必要的,希望这篇短短的文章能让大家在必要的时候知道如何及时获得第一手信息。最后声明,本人非地学专业(当然,很快会去读一个领域上比较相关的专业)。若行文间有错漏之处,还望专业人士多予指正。
地动山摇
May 15th
承蒙信息时代传递之速,尽管我并没有感觉到地震,但是在四川大地震主震发生之后不到半小时,我就知道了这一可怕的事件。昨天尽自己微薄之力,捐款400大洋,总算觉得有所作为,心安定了一些。媒体传来传去的事实,比如毁坏情况,天国人数,以及可歌可泣的事件等,死难者的惨状令人悲哀,幸存者的坚毅令人感动,但这留给媒体和社会讨论,我想也无必要反复叙述。本人天文可能知一点,地理的话大体是不知的,在这里由于科学好奇心发作,尽力避开大家耳熟能详的事实,也斗胆谈一下吧。
地震的定义很简单:由地震波所造成岩石圈的震动。地震波可由自然现象和人为原因造成,因此想体验地震很容易:去工地或者铁路旁边,你就能感受得到。我倒是感受过一次真的地震,那是2004年日本新泻大地震之后几天,在东京迪士尼乐园的高架火车站上感受到的一场里氏6.0级的余震(美国地质调查局国家地震信息中心/USGS测定结果)。幸好只是猛震了一次,而且那座高架车站很坚固,不然今天我恐怕就没法给大家在这里吹牛皮啦。
[[Image:Other/080515a.jpg|550|2008年5月14日上午10:36,在大学城拍到疑似地震云。注:地震云的出现不代表地震会在该处发生]]
我主要想说说的是关于地震的预测,虽然我也完全是外行,只是刚刚去学习了一些相关文献。因为这几天看到很多人对地震学家发起猛烈的攻击,更有不少人和社会各界开恶意玩笑,宣称“此地、某时”会有强烈余震。2006年底的台湾海峡地震之后,便有人宣称“凌晨2时30分大学城将有地震,请大家起来避险”,结果有许多人被骗得半夜三更爬起来胆战心惊。
从各种资料来看,地震预测的难度非常高,以至于“地震学家一般不接受地震预测”。与气象预测非常不同,地底的状态人类所知甚少。就拿台风来说,台风初期的热带扰动远在陆地几千公里以外,我们也可以通过卫星图像来准确测定其位置,并估计其中心的湍流情况;但目前人类最深的钻井还不到25公里(壳牌公司,2004年),我国最深的钻井仅为5公里(http://zhidao.baidu.com/question/22268227.html),而本次大地震的震源深度就有19公里(系主震震源,根据USGS更新后的测定结果)。所以,即使是提地震预测,也仅仅是统计学意义上的地震预测,比如有科学家预测2003-2032年间旧金山湾区发生高危地震的概率为62%。
在国际范围内认可的、准确的地震预测记录,历史上似乎只有两次,均在中国,一次是1975年2月的海城7.3级地震(Richard G., "Earthquake prediction: Haicheng, China - 1975", Earth Science),当时政府疏散了约百万人,从而使伤亡人数降到未疏散估计值的1/5;另一次是1999年11月的海城5.4级地震。对于本次四川大地震,似也有个人成功预报者(例如http://www.meteoquake.org/cin.html,提到一位中国科学家在一个月前并预测了地震,误差为8天;另有网络上流传的提前预测),但由于无法查证更多的文献资料,故暂时不算在内。亦有以前国外科学家的多篇文献进行某些地震预测,但大多失败。另有一位华裔科学家利用地震云来进行地震预测(http://quake.exit.com),准确性似乎颇高,但由于地震云的认定暂时还不具有科学意义上的普适性,科学界并不接受利用地震云来进行地震预测的方法。
[[Image:Other/080515b.jpg|550|中大学子踊跃提供助灾物资,一个下午便收集到如此多袋。回宿舍的路上还看到十来个宿舍倾巢而出,提着大包小包向募捐地点走去]]
[[Image:Other/080515c.jpg|550|一个下午加一个晚上,楼下的休息室已经放了不少助灾物资]]
有很多人指出四川大地震前出现气象以及生物学上的诸多异常,然而,科学上的、准确的说法是“尚无法证明动物能预知地震”。假使动物能感觉地震前的纵波,那么地震仪对此更敏感。通过包括气象和生物学上的异常现象来预测地震,“技术上的可靠性无法确立,也无法反演”,我们应当了解,地震预测很大程度上“难以满足实践上和科学上的可靠性”。因此,我们必须接受一个事实:资料的严重不足以及技术方面的极其匮乏,使得地震预测的难度非常大。尤其提醒各位,不要把气象预测的难易度和地震预测的难易度混为一谈。
最后想谈的一个问题是,大地震会在一个地方短时间内连续发生吗?因为看来有许多朋友在这次大地震发生以后,夜晚睡眠质量大降,担心很快会有另一次大地震发生。本人查证了USGS统计的自1973年以来的538次里氏7.0级以上的地震,结论是:这种可能性很低。一次大震之后虽然余震不断,但威力相当的大余震似乎在短时间内发生的概率很小。四川大地震以后最强的余震仅为6.0级,发生在主震之后15分钟。
好吧,就先谈这么多,本人才学疏浅,不正之处,还请各位指正。地震无情人有情,各位有钱出钱,有力出力,顺为受难者祈祷。
参考文献(按引用顺序):
“世界上最深的地址钻井有多深,在哪里”,http://zhidao.baidu.com/question/22268227.html
EARTHQUAKE CLOUDS AND SHORT TERM PREDICTION ,http://quake.exit.com/
Latest Earthquakes M5.0+ in the World - Past 7 days,http://earthquake.usgs.gov/eqcenter/recenteqsww/Quakes/quakes_big.php
Richard G., "Earthquake prediction: Haicheng, China - 1975", Earth Science
Message from Prof. Song Qi, http://www.meteoquake.org/cin.html
USGS/NEIC (PED) Earthquakes 1973 - Present, USGS/NEIC
Earthquake prediction, http://en.wikipedia.org/wiki/Earthquake_prediction
Earthquake cloud, http://en.wikipedia.org/wiki/Earthquake_cloud
Abercrombie R., Seismology: The start of something big?, Nature V. 438 N. 7065, pp. 171-172
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