動(dòng) 態(tài)

拉奎拉地震事件對(duì)可操作地震預(yù)報(bào)的經(jīng)驗(yàn)教訓(xùn)＊

Thomas H Jordan
（Southern California Earthquake Center，University of Southern California，Los Angeles，California 90089－0742 U.S.A.）

編者按：本文是2012年4月19日美國(guó)地震學(xué)會(huì)（SSA）年會(huì)的公共政策午餐會(huì)時(shí)的致辭。2012年10月22日，意大利法院宣判6名地球科學(xué)家和1名公共安全官員過(guò)失殺人罪，SRL發(fā)布了控告書的內(nèi)容。正式的文本可以訪問(wèn)www.seismosoc.org／italy／獲取。SSA對(duì)這一判決的聲明刊于本期SRL中新聞和按語(yǔ)欄，可參見(jiàn)http：∥www.seismosoc.org／news／newsitem.php？id＝i20121011183。

2009年4月6日的拉奎拉地震（震級(jí)6.3）造成309人死亡、1 500多人受傷，并使數(shù)萬(wàn)人無(wú)家可歸。2010年6月，意大利民防局（Department of Civil Protection，DPC）的副主任及其咨詢機(jī)構(gòu)之一的重大災(zāi)害預(yù)測(cè)和預(yù)防委員會(huì)的6名科學(xué)家均被指控犯有過(guò)失殺人罪。兩次司法復(fù)查之后，案件被要求進(jìn)行審判，并于去年9月開(kāi)始。起訴已在幾周前完成，現(xiàn)在審判已進(jìn)入辯護(hù)階段。與此同時(shí)，根據(jù)最新披露的竊聽(tīng)到的地震之前的電話錄音，正在準(zhǔn)備對(duì)DPC前負(fù)責(zé)人Guido Bertolaso進(jìn)行指控。

案件迅速引起科學(xué)家們的強(qiáng)烈反響。2010年6月起訴的消息一傳出，引起了大家的憤怒。起訴書好像指責(zé)科學(xué)家們沒(méi)有給當(dāng)?shù)鼐用窬瘓?bào)，即本地即將發(fā)生地震——未能預(yù)測(cè)。眾所周知，大地震在短期內(nèi)不能被準(zhǔn)確預(yù)測(cè)。為什么意大利法院將設(shè)法懲罰科學(xué)家對(duì)他們不知道（和現(xiàn)在仍然）如何去做的事無(wú)所作為呢？

世界各地的科學(xué)組織，包括國(guó)際大地測(cè)量與地球物理學(xué)聯(lián)合會(huì)（International Union of Geodesy and Geophysics，IUGG）、美國(guó)科學(xué)促進(jìn)協(xié)會(huì)（American Association for the Advancement of Science，AAAS）、美國(guó)地球物理學(xué)會(huì)（American Geophysical Union，AGU）和美國(guó)地震學(xué)會(huì)（Seismological Society of America，SSA）都給意大利總統(tǒng)寫信表示抗議。SSA主席Rick Aster在給總統(tǒng)的信中指出，“起訴科學(xué)家是因?yàn)槲茨軐?shí)現(xiàn)地震預(yù)報(bào)，實(shí)現(xiàn)地震預(yù)報(bào)在目前是不可能的，這是對(duì)科學(xué)和社會(huì)的共同傷害?！?/p>

然而，最終由原告提交的法庭文件控告的不是不作為犯罪，而是有作為犯罪。指控科學(xué)家進(jìn)行的風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估是“泛型和無(wú)效的”，為民防當(dāng)局和公眾提供的“有關(guān)地震災(zāi)害的性質(zhì)、原因和未來(lái)發(fā)展趨勢(shì)是不完整、不準(zhǔn)確和矛盾的信息”，并且他們認(rèn)定主震前約3個(gè)月影響拉奎拉的震群的是“正常的地質(zhì)現(xiàn)象”。在案件提交審判的過(guò)程中，拉奎拉法官同意起訴被告所作的公開(kāi)聲明“阻撓了旨在保護(hù)公眾的活動(dòng)”。

1 拉奎拉到底發(fā)生了什么？

本案的事實(shí)是復(fù)雜的。2009年1月拉奎拉地區(qū)的地震活動(dòng)增加，致使學(xué)校疏散和采取其他防范措施。從2月開(kāi)始，媒體報(bào)道的焦點(diǎn)是在拉奎拉附近的格蘭薩索國(guó)家物理實(shí)驗(yàn)室工作的當(dāng)?shù)丶夹g(shù)員吉安保羅·朱利亞尼（Gioacchino Giuliani）發(fā)布的一系列業(yè)余地震預(yù)測(cè)。這些預(yù)測(cè)是根據(jù)他自己設(shè)計(jì)的伽瑪射線探測(cè)器測(cè)量的氡濃度得出的，沒(méi)有官方的效力，但被廣泛報(bào)道并認(rèn)真對(duì)待，引起一些公民撤離其城鎮(zhèn)。其中至少有兩次預(yù)測(cè)是虛報(bào)。從朱利亞尼或其他任何人那里沒(méi)有確鑿的證據(jù)證明，他向公眾或任何民事當(dāng)局發(fā)布過(guò)主震的有效預(yù)測(cè)。

基于對(duì)朱利亞尼2月份地震預(yù)測(cè)的響應(yīng)，政府科學(xué)家公開(kāi)表示對(duì)地震預(yù)測(cè)沒(méi)有經(jīng)過(guò)驗(yàn)證的方法，在意大利這一地區(qū)有震群活動(dòng)是常見(jiàn)的，發(fā)生大地震的概率仍然很小。這些做法從技術(shù)上講是正確的，但不能消除公眾的關(guān)注。DCP 3月31日在拉奎拉召集了非常規(guī)的重大災(zāi)害委員會(huì)的公開(kāi)會(huì)議。

根據(jù)最近公布的會(huì)前竊聽(tīng)到的錄音，Bertolaso告訴一位地方官員說(shuō)，專家們被召集在一起“不是因?yàn)槲覀兏械娇謶趾蛽?dān)心”，而是因?yàn)椤拔覀兿胍屖忻穹判摹?。Bertolaso向官員解釋說(shuō)，會(huì)議是“更多的媒體操作”。尤其是，專家們將會(huì)說(shuō)，“100個(gè)震級(jí)是4的地震肯定比平靜更好，因?yàn)?00個(gè)地震釋放了能量，就不會(huì)有破壞性地震發(fā)生了”。

會(huì)議很短而且當(dāng)?shù)毓賳T參加了，重大災(zāi)害委員會(huì)得出的結(jié)論是：“沒(méi)有理由說(shuō)一系列小震級(jí)事件可以肯定地預(yù)測(cè)出一個(gè)強(qiáng)地震發(fā)生”。這種論斷在科學(xué)上是正確的，雖然幾乎沒(méi)有地震學(xué)家認(rèn)為它在科學(xué)上是全面的。在這次會(huì)議之前的新聞發(fā)布會(huì)上，既不是地震學(xué)家也不是重大災(zāi)害委員會(huì)成員的DCP副主席Bernardinis說(shuō)：“科學(xué)組織告訴我們沒(méi)有危險(xiǎn)，是因?yàn)橛心芰空卺尫拧＿@種情況看起來(lái)對(duì)我們有利”。這種論斷在科學(xué)上是不正確的。

余震一直持續(xù)到4月，致使更多的學(xué)校疏散。4月5日下午11時(shí)前不久，就在主震前幾個(gè)小時(shí)，一個(gè)3.9級(jí)地震襲擊了該城市。在一次《自然》（Nature）雜志采訪中，Vittorini描述了他與妻子和他驚恐的9歲女兒爭(zhēng)論當(dāng)晚是否在室外度過(guò)這是對(duì)意大利這一地區(qū)的地震活動(dòng)通常的響應(yīng)。想起權(quán)威發(fā)言聲稱，每次震動(dòng)減少了大地震的可能性，他說(shuō)服他的家人留在他們自己的公寓大樓里。主震時(shí)公寓大樓倒塌了，他的妻子和女兒還有其他5人遇難。在拉奎拉的幾乎每個(gè)人，包括檢察官都失去了親人或朋友。像Vittorini那樣的悲慘證詞成為這一起訴的案件的大部分內(nèi)容。

在拉奎拉災(zāi)后的幾個(gè)星期，意大利政府召集了一個(gè)關(guān)注民防的國(guó)際地震預(yù)報(bào)委員會(huì)（International Commission on Earthquake Forecasting for Civil Protection，ICEF），該委員會(huì)由來(lái)自中國(guó)、法國(guó)、意大利、英國(guó)、德國(guó)、希臘、俄羅斯、日本和美國(guó)9個(gè)國(guó)家的10個(gè)有經(jīng)驗(yàn)的科學(xué)家組成。本人擔(dān)任該委員會(huì)主席。DPC要求我們負(fù)責(zé)報(bào)告短期地震預(yù)測(cè)方法的現(xiàn)狀并提出建議如何讓他們能更有效地實(shí)施民防。我們?cè)诶?、波茨坦和羅馬舉行會(huì)議，拉奎拉地震后不到6個(gè)月，2009年10月2日我們發(fā)表了調(diào)查結(jié)果和建議。最終報(bào)告共77頁(yè)，完全記錄了我們的這些調(diào)查結(jié)果和建議，經(jīng)過(guò)同行評(píng)審、修改，最后全文發(fā)表在地球物理學(xué)年報(bào)（Annals of Geophysics）［1］。該報(bào)告題為“可操作的地震預(yù)報(bào)：認(rèn)知狀態(tài)和應(yīng)用指南”，可以從該雜志網(wǎng)站免費(fèi)下載（www.annalsofgeo－physics.eu／index.php／annals／article／view／5350）。

委員會(huì)定義的“可操作的地震預(yù)報(bào)（OEF）”涉及兩項(xiàng)關(guān)鍵活動(dòng)：持續(xù)地更新關(guān)于未來(lái)將發(fā)生潛在破壞性地震的權(quán)威信息，并以官方認(rèn)可的方式在面臨危險(xiǎn)的民眾中宣傳這些信息以加強(qiáng)地震防備。

ICEF報(bào)告記錄了有關(guān)OEF的幾個(gè)科學(xué)結(jié)論。尤其是，尚無(wú)有效的方法可以高概率來(lái)預(yù)測(cè)地震。但是，因?yàn)榈卣疳尫拍芰亢妥罱K會(huì)導(dǎo)致未來(lái)地震的構(gòu)造應(yīng)力的突然改變，使得地震危險(xiǎn)性隨時(shí)間發(fā)生改變。地震相互作用的統(tǒng)計(jì)模型捕獲了許多天然地震的短期時(shí)空分布特征，比如余震和其他地震序列的激發(fā)。這些基于地震活動(dòng)性的模型提供了許多短期預(yù)測(cè)方法的得到確認(rèn)的最高的概率增益。

然而，我們注意到，雖然在有利的情況下，這些概率增益可以很高（相對(duì)于長(zhǎng)期預(yù)測(cè)的100～1 000），即使在高地震活動(dòng)性地區(qū)，大地震的概率仍然較低（通常＜每天1%）。我們研究了6個(gè)地震高危險(xiǎn)性國(guó)家（中國(guó)、希臘、意大利、日本、俄羅斯和美國(guó)），發(fā)現(xiàn)在這種高增益、低概率的情況下，他們對(duì)適當(dāng)?shù)臏?zhǔn)備行動(dòng)沒(méi)有進(jìn)行系統(tǒng)地調(diào)查研究。在所有這些國(guó)家中，OEF程序的標(biāo)準(zhǔn)化僅處于發(fā)展的初期階段，并且對(duì)民防來(lái)說(shuō)，OEF增加的益處相對(duì)于長(zhǎng)期地震危險(xiǎn)性分析還沒(méi)有得到令人信服的證明。在這些情況下，具有地震預(yù)測(cè)法定責(zé)任的政府機(jī)構(gòu)在發(fā)展可操作能力方面相當(dāng)謹(jǐn)慎。

這些能力的缺乏是意大利當(dāng)局在拉奎拉被困的原因之一。地震前的一周科學(xué)家們可能知道，大的震動(dòng)不是很有可能：誤報(bào)概率（如果警報(bào)被發(fā)布）超過(guò)漏報(bào)概率（如果警報(bào)不發(fā)布）的倍數(shù)大于100。即便如此，地震活動(dòng)通過(guò)顯著性因子增加了一次大地震的概率，或許高于長(zhǎng)期平均達(dá)100倍。

被朱利亞尼的預(yù)測(cè)弄昏了，當(dāng)局并沒(méi)有強(qiáng)調(diào)這增加的危險(xiǎn)，他們也沒(méi)有重點(diǎn)建議拉奎拉的人們針對(duì)地震危險(xiǎn)做必要的準(zhǔn)備措施。相反，他們被陷入處理簡(jiǎn)單的是或否的問(wèn)題：“較大的地震會(huì)襲擊我們嗎？”他們不能確鑿地回答這個(gè)問(wèn)題，但能使人們平靜，他們的發(fā)言令人放心，被廣泛地解釋為“反報(bào)警”，也就是說(shuō)，有一個(gè)明確的聲明，大地震不會(huì)發(fā)生。這種理解成為拉奎拉指控的核心。

我可以看到被起訴的公職人員想在混沌的情況下善意地保護(hù)市民但沒(méi)有得到善報(bào)。事后看來(lái)，他們的失誤在于未能突出增加的危險(xiǎn)而令人感到遺憾，但是，受到壓力的風(fēng)險(xiǎn)咨詢系統(tǒng)的無(wú)作為和由非科學(xué)家代表該系統(tǒng)的誤述幾乎不能被解釋為部分科學(xué)家個(gè)人的犯罪行為。只能寄希望于司法理智占上風(fēng)。

2 危險(xiǎn)性和風(fēng)險(xiǎn)的傳播

然而，這種情況給我們提供了一個(gè)思考一些重大問(wèn)題的機(jī)會(huì)，對(duì)于從事災(zāi)害管理和風(fēng)險(xiǎn)信息交流的科學(xué)家而言，這些問(wèn)題肯定還會(huì)遇到。拉奎拉的主要教訓(xùn)之一是，需要將提供自然災(zāi)害客觀信息的科學(xué)顧問(wèn)和必須權(quán)衡預(yù)防措施的利益和誤報(bào)或漏報(bào)的代價(jià)的城市決策者分開(kāi)。拉奎拉事件表明，混淆這些角色能導(dǎo)致麻煩。

ICEF的結(jié)論是，實(shí)現(xiàn)這種分離的最佳途徑是使用概率而不是確定性的語(yǔ)言來(lái)表征地震危險(xiǎn)性的短期變化。我們建議DPC應(yīng)支持發(fā)展基于地震活動(dòng)性的預(yù)測(cè)方法來(lái)量化短期概率變化，并且我們對(duì)實(shí)施OEF系統(tǒng)提出了一系列建議：

（1）應(yīng)該給公眾提供未來(lái)地震短期概率的權(quán)威的、科學(xué)的、一致的、透明的和及時(shí)的信息的公開(kāi)來(lái)源。

（2）在正常的地震活動(dòng)期間和地震危機(jī)期間，都應(yīng)定期提供這種信息。公眾必須在科學(xué)對(duì)話中受到教育，通過(guò)反復(fù)溝通了解可預(yù)測(cè)的是什么。機(jī)構(gòu)不應(yīng)該在地震危機(jī)時(shí)期嘗試傳遞信息的新方式。

（3）公眾咨詢應(yīng)基于業(yè)務(wù)合格、定期更新的地震活動(dòng)性預(yù)測(cè)系統(tǒng)，專家對(duì)這種系統(tǒng)在地震信息的創(chuàng)建、發(fā)布和應(yīng)用方面都進(jìn)行了嚴(yán)格的審查和更新。

（4）所有可操作模型的質(zhì)量都應(yīng)該由回顧性測(cè)試來(lái)評(píng)估它的可靠性和性能，同時(shí)，它們也應(yīng)該對(duì)已經(jīng)建立的長(zhǎng)期預(yù)測(cè)模型和供比較的依賴于時(shí)間的模型進(jìn)行連續(xù)的前瞻性測(cè)試。我們的報(bào)告特別建議將地震可預(yù)測(cè)性研究國(guó)際合作實(shí)驗(yàn)室（Collaboratory for the Study of Earthquake Predictability，CSEP）作為進(jìn)行盲性能測(cè)試的基礎(chǔ)設(shè)施。

（5）警報(bào)程序應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)化，以方便各級(jí)政府和公眾作決定。

（6）應(yīng)建立地震概率閾值來(lái)指導(dǎo)基于成本和效益客觀分析的警報(bào)級(jí)別，這種分析應(yīng)包括信息價(jià)值的無(wú)形方面，比如，在心理準(zhǔn)備和復(fù)原能力方面的收益。

（7）由社會(huì)科學(xué)研究建立的有效的公共交流原則應(yīng)該用來(lái)傳遞地震災(zāi)害信息，比如，消息傳遞的一致性。

在這個(gè)近即時(shí)信息和高帶寬通信的時(shí)代，公眾對(duì)得到權(quán)威性的短期預(yù)測(cè)的期望正在被不斷地迅速發(fā)展，同時(shí)會(huì)有更大的危險(xiǎn)，就是信息空白會(huì)使非正式預(yù)測(cè)和錯(cuò)誤信息大量產(chǎn)生。拉奎拉地震事件說(shuō)明了為什么在這種富媒體環(huán)境下，OEF能力的發(fā)展是一項(xiàng)要求，而不是一個(gè)選擇。

意大利地震專家們?cè)趯?shí)施OEF所需研究的第一線。ICEF報(bào)告強(qiáng)調(diào)了他們的成就并提供了建立于他們近期努力的路線圖。雖然它是為此目的而寫的，我還是希望ICEF的研究將來(lái)不僅對(duì)意大利有幫助，而且對(duì)其他需要可操作地震預(yù)測(cè)的地震活動(dòng)區(qū)有幫助。全國(guó)地震預(yù)測(cè)評(píng)估委員會(huì)（National Earthquake Prediction Evaluation Council，NEPEC）和加州地震預(yù)報(bào)評(píng)估委員會(huì)（California Earthquake Prediction Evaluation Council，CEPEC）應(yīng)該仔細(xì)研究它的建議。我在CEPEC任職，同時(shí)我不得不承認(rèn)我們的程序確實(shí)不太符合ICEF規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)。

當(dāng)然，我們必須保持我們的觀點(diǎn)，不允許以對(duì)短期預(yù)測(cè)的關(guān)注來(lái)削弱我們減少地震風(fēng)險(xiǎn)的長(zhǎng)期努力。ICEF強(qiáng)調(diào)，長(zhǎng)期模型是目前保護(hù)公民免受地震災(zāi)害的最重要的預(yù)測(cè)工具，因?yàn)樗麄冎笇?dǎo)建筑規(guī)范的地震安全規(guī)定、基于性能的抗震設(shè)計(jì)和其他減少風(fēng)險(xiǎn)的工程實(shí)踐，例如，對(duì)老的建筑進(jìn)行翻新以彌補(bǔ)設(shè)計(jì)上的缺陷。

然而，已經(jīng)正確完成的短期預(yù)測(cè)在促進(jìn)防震減災(zāi)方面是對(duì)長(zhǎng)期地震危險(xiǎn)性分析的補(bǔ)充。

這份報(bào)告寫在2010—2011新西蘭基督堂市破壞性地震系列和2011年3月11日日本東北災(zāi)難性地震之前。但是，我們從這些悲劇中學(xué)到的東西支持ICEF的調(diào)查結(jié)果和建議。這兩個(gè)地震序列均強(qiáng)調(diào)，我們需要依賴時(shí)間的地震災(zāi)害的權(quán)威信息，特別是在大地震之后。例如，不管喜歡與否，依賴時(shí)間的危險(xiǎn)性模型對(duì)于指導(dǎo)基督堂市的重建和評(píng)估世界上最大城市東京當(dāng)前的危險(xiǎn)性將是必要的。

OEF的時(shí)代已經(jīng)來(lái)臨，SSA在搜集、交流和傳播改善依賴時(shí)間的預(yù)測(cè)所需要的知識(shí)方面可以做很多。在考慮我們的活動(dòng)時(shí)，我們應(yīng)該把OEF放在減少風(fēng)險(xiǎn)的其他技術(shù)的適當(dāng)?shù)奈恢?。這些形成一個(gè)連續(xù)體，包括從長(zhǎng)期地震危險(xiǎn)性分析、OEF、地震和海嘯的早期預(yù)警和用于緊急響應(yīng)的震后信息。這些技術(shù)一起可用來(lái)跟蹤地震發(fā)生前后的各階段，從而減少他們?cè)诎l(fā)生之前，期間和之后的地震危險(xiǎn)性。

譯自：Seismological Research Letters，2013，84（1）：4－7

原題：Lessons of L’Aquila for operational earthquake forecasting

（中國(guó)地震局地球物理研究所 姚雪絨 譯；張?zhí)熘?校）

（譯者電子信箱，姚雪絨：yicong2008＠163.com）

［1］Jordan T H，Chen Y T，Gasparini P，et al.Operational earthquake forecasting：State of knowledge and guidelines for implementation，F(xiàn)inal report of the international commission on earthquake forecasting for civil protection.Annals Geophys，2011，54（4）：315－391，doi：10.4401／ag－5350，www.annalsofgeophysics.eu／index.php／annals／article／view／5350

P315；

D；

10.3969／j.issn.0235－4975.2013.11.001

2013－11－01。