郭大慶
憶往昔崢嶸歲月稠(二)
郭大慶
郭大慶,原北京市地震局副局長、巡視員,研究員,博士生導(dǎo)師,中國地震局第六屆科學(xué)技術(shù)委員會委員。1970 年畢業(yè)于北京大學(xué)地球物理系,后在中國科學(xué)院蘭州地震研究所從事地震預(yù)報研究工作,1994年調(diào)入國家地震局分析預(yù)報中心,負責(zé)首都圈地震預(yù)報,1996年起在北京市地震局從事地震監(jiān)測預(yù)報、地震綜合防御等的管理與研究,先后任北京市地震局副局長、巡視員,《城市與減災(zāi)》雜志主編。先后主持一系列重大科研項目,發(fā)表著作和論文三十多篇,科研項目和成果榮獲省部級科研成果一等獎1 項、二等獎5 項、三等獎6 項以及局、所級科研成果多項。
1971年國家地震局成立以后,中國地震事業(yè)發(fā)展得很快。文革動亂時期,國家設(shè)立的唯一的一個新的機構(gòu)是國家地震局,國家地震機構(gòu)的誕生是地震嚴峻形勢的需要,是周恩來總理等老一代無產(chǎn)階級革命家果斷決策的結(jié)果。
政府和人民群眾對地震工作者最期待的是能夠?qū)崿F(xiàn)地震的預(yù)報。就像氣象預(yù)報一樣提前對社會公布預(yù)報信息。這應(yīng)該是地震工作者實現(xiàn)社會責(zé)任、最大限度減輕地震災(zāi)害的美好夢想。朝著這個方向,地震局工作的重中之重是地震的監(jiān)測預(yù)報。多學(xué)科、多兵種的專業(yè)科技人員把科研方向轉(zhuǎn)向地震預(yù)報。很快實現(xiàn)了地磁、地電、重力、地形變、地應(yīng)力、地下水、地球化學(xué)和大地測量八大學(xué)科的基礎(chǔ)研究和實際觀測方法。各個學(xué)科的學(xué)術(shù)帶頭人是地震局直屬科研單位的一批科學(xué)家,他們大都是原研究所最有實力的學(xué)術(shù)帶頭人,很多是研究室負責(zé)人,他們或是留學(xué)國外的或是研究所最有成就的科學(xué)家。
國家地震局努力發(fā)展地震監(jiān)測和預(yù)報工作的同時,注意專群結(jié)合和土洋結(jié)合,一方面建設(shè)專業(yè)臺站,另一方面也發(fā)動地方政府建設(shè)群眾的地震測報點,也叫地震的宏觀測報點,以動物觀測點和土地電、土應(yīng)力和地下水為主,逐漸形成群測群防的地震監(jiān)測預(yù)報體系。
蘭州所是地震局地電學(xué)科的牽頭單位。錢復(fù)業(yè)和趙玉林將地下電阻率的動態(tài)觀測開發(fā)用于地震觀測的預(yù)報研究,創(chuàng)立了地電的地震觀測技術(shù)和預(yù)報機制;趙九章的研究生錢家棟留美學(xué)成歸來成為地電學(xué)科的帶頭人;西安交大畢業(yè)的趙家騮,研制了幾代地下形變電阻率觀測儀,具有世界先進水準。
地震活動性的研究后來也成為地震的預(yù)報方法,各種預(yù)報指標層出不窮,云南省地震局的劉正榮提出h值的預(yù)報方法,安徽省地震局的陸遠忠提出的地震c值預(yù)報方法,蘭州所的馮德益提出地震波速預(yù)報方法等。
在從事了多年的強震觀測技術(shù)的研究過程中,1975年2月4日遼寧省海城發(fā)生了7.3級強烈地震。在地震發(fā)生的當(dāng)日上午10點30分,遼寧省政府發(fā)出了地震的短臨預(yù)報,當(dāng)日晚7點36分7.3級地震發(fā)生了。這次地震的預(yù)報成功極大地鼓舞了廣大地震工作者,對地震預(yù)報充滿了信心和希望。
我國地震預(yù)報建立起的地震會商制度,即周、月、年度會商會成為地震系統(tǒng)最重要科學(xué)實踐,在地震局范圍內(nèi),有各省會商會,分片會商會,如西北片、東北片、西南片等。特別是全國地震會商會,一般在年初或年末召開,國家地震局領(lǐng)導(dǎo)都要參加會商會。會上各省和直屬單位的大專家暢所欲言,各種方法和手段百花齊放,科學(xué)水平很高,發(fā)言水平精湛,各路“神仙”大顯神通,把最好、最新的研究成果用在地震預(yù)報上。除了參加會議的正式代表,很多人旁聽會議,也會發(fā)言,談出自己的看法。正是在這種科學(xué)氣氛下,地震預(yù)報會商會的質(zhì)量很高。
海城地震后的那些日子,地震工作者盯著兩個地區(qū),一個是川滇地區(qū),一個是華北地區(qū)。兩個地區(qū)出現(xiàn)大面積的地震前兆異常。在華北,梅世蓉、張國民、汪成民等一批專家深入實際,不斷落實出現(xiàn)的異常;在四川,羅灼禮等專家對出現(xiàn)幾起幾落的地震異常,做出了四川將發(fā)生強烈地震的中短期預(yù)報。
1976年是極不尋常的一年,7月28日河北唐山發(fā)生7.8級地震,緊接著8月16日在四川北部松潘—平武間發(fā)生7.2級地震震群。在唐山地震中河北省地震局赴唐山工作的數(shù)名地震科技工作者遇難。如果我們的犧牲能夠換來廣大人民群眾的安全那也是值得的。唐山地震沒有提前對社會做出預(yù)報,造成巨大的人員傷亡和城市破壞。唐山地震時我正在北京出差,夜里地震發(fā)生的時候我從夢中驚醒,心里不斷地在祈禱,天亮以后乘車趕到出差單位工程力學(xué)所北京強震觀測站,又到國家地震局,等著地震震中的確定。
1976年8月16日四川松潘-平武發(fā)生地震前,四川省地震部門在8月2日、7日地震簡報中指出: 8月份,特別是8月13日、17日、22日前后,在龍門山斷裂帶中南段茂汶、北川或康定、瀘定一帶可能發(fā)生6級或6級以上,甚至7級左右的地震。地震預(yù)報意見被抄成大字報貼在大街上。還有一張大字報,是中共中央8月13日給中共四川省委的電話指示,大意是對四川可能發(fā)生的震情,既要保持警惕,又要沉著冷靜,要加強領(lǐng)導(dǎo),有組織、有秩序地開展防震工作等。不僅如此,四川省在人民南路廣場8月13日組織20萬人的大會傳達中央的電話指示精神。 四川松潘—平武7.2級地震的預(yù)報過程中,時任分析預(yù)報室副主任的羅灼禮以及韓渭賓都是我在北大地球物理系的學(xué)長,他們經(jīng)受了極大的工作和心理的考驗。從6月份地震異常不斷出現(xiàn)到地震發(fā)生2個多月,不斷地處理震情,承受著上上下下各個方面的壓力。6月23日四川省委根據(jù)會商意見以(1976)川委字28號文件的形式發(fā)出地震的短臨預(yù)報:近一、二個月龍門山斷裂帶的東南段有發(fā)生7級以上地震危險的短臨預(yù)報。四川省委書記楊超同志親自參加地震部門的會商會,拍板定調(diào)。當(dāng)時地震預(yù)報能夠出現(xiàn)公開告知群眾的情況,現(xiàn)在難以想象。然而地震預(yù)報的成功在中國歷史上是有的。當(dāng)我們一再漏報和失敗之后,看看以前的成功我們不該泄氣。
松潘—平武7.2級地震時,我和家人已經(jīng)上床了,10點多一點的時候,突然整個房間開始震動,床搖晃著咣當(dāng)咣當(dāng)?shù)仨?,我和愛人意識到有地震了,抱著孩子就往樓下跑.當(dāng)時我們有兩個孩子,都很小,住在蘭州所車庫樓的二樓一間房子里。稍事平靜后,我把孩子交給愛人,自己奔向蘭州盤旋路的辦公室。辦公大樓門前已被蘭州市民圍得水泄不通,經(jīng)辨認后,我擠進大門,在辦公室等候消息。
作者在甘肅河西走廊野外考察
1976年四人幫垮臺后,國家恢復(fù)了高考,尊重知識、愛護人才的氛圍又回到社會中,我考進蘭州大學(xué)物理系理論物理專業(yè)進修了兩年,回所后我調(diào)到地殼研究室重力組,和唐九安同志一起研究固體潮。那時候蘭州觀象臺沒有重力固體潮的觀測,僅有的一臺重力儀在天水臺睡覺。我和田少柏同志將儀器運到北京,在地質(zhì)所陳益惠同志的指導(dǎo)下,對儀器進行了標定,很快返回蘭州,將儀器安裝在蘭州觀象臺的地下觀測室,從此蘭州觀象臺有了重力固體潮的觀測。固體潮主要反映的是地球在月亮和太陽的引力下地殼的變形??梢韵胂螅?dāng)?shù)貧ひ虻卣鹱冃螘r,固體潮的波形會有一定程度的改變。潮汐因子是個比值。1982年5月,武威地區(qū)發(fā)生了一場5級左右地震,距蘭州200千米,當(dāng)時值班的白亞平反映重力固體潮的觀測出現(xiàn)了異常,經(jīng)調(diào)和分析,潮汐因子的值在震前一段時間出現(xiàn)了變化。是否是地震的異常,那時候進行了研究,還在《西北地震學(xué)報》上發(fā)表了研究文章。這是我第一次利用重力固體潮的資料研究地震預(yù)報。
為了加強地震預(yù)報的研究和工作,1982年時任蘭州所黨委書記的杜振民同志找我談話,請我考慮到綜合預(yù)報研究室工作。杜振民同志1966年畢業(yè)于中國科技大學(xué)地球物理系,在蘭州時住在我隔壁,和我是鄰居。我明白,杜書記是看中我工作踏實、肯吃苦的品格,因而重用我。我答應(yīng)了。從此,我調(diào)任到綜合預(yù)報研究室,開始了地震預(yù)報的研究和實際工作。
到了綜合預(yù)報研究室,我擔(dān)任地震綜合預(yù)報組組長,石特臨同志和我一起調(diào)到綜合預(yù)報室工作,擔(dān)任預(yù)報室主任。石特臨同志是1963年北大地球物理系畢業(yè)的學(xué)生,是學(xué)長,業(yè)務(wù)能力和管理能力都很強。這次調(diào)動,所里是認真思考過的,是一次有意的加強。
地震綜合預(yù)報室每周召集全所預(yù)報人員開展周會商會,還有月會商會,半年和年度會商會,年底會商會召集全省地方地震部門參會,由所領(lǐng)導(dǎo)主持。綜合預(yù)報室綜合各學(xué)科、各個手段的意見,最后拿出綜合預(yù)報意見,上報國家地震局。綜合預(yù)報研究室還設(shè)有通信站、值班室、地震前兆研究組。作為綜合組組長,石特臨主任交給我主持周會商會,剛上任的我在主持會議上雖然沒有經(jīng)驗,但是在石特臨的支持下很快進入角色,那時候我38歲。
我用了兩個月的時間查閱資料,對甘肅省及鄰區(qū)的地震活動開展研究,從地震活動的規(guī)律研究入手,就可能對所在地區(qū)的地震情況有大概的了解。從中長期的尺度上,把地震活動性規(guī)律掌握了,就能對中長期的地震趨勢有個初步的看法。甘肅省地處青藏高原北部地區(qū),這里歷史上曾發(fā)生多次大地震,著名的有1927年古浪8級地震、1932年昌馬7.8級地震和1954年山丹7級地震,這幾次地震均發(fā)生在河西走廊地區(qū)。在甘肅省東部地區(qū),著名的中國南北地震帶通過這里,1897年這里發(fā)生過武都8級地震,甘肅省省會蘭州市在1925年也發(fā)生過強烈地震。甘肅及鄰區(qū)是我國地震活躍地區(qū),在1966年至1976年我國地震活躍期期間沒有發(fā)生過7級以上的強震。從事過地震預(yù)報的人都知道,一個地震活躍期內(nèi)會有主體地區(qū),華北地區(qū)和川滇地區(qū)是1966年至1976年地震活躍期的主體。那么,地震平靜之后,新的地震活躍期和主體地區(qū)會在哪里?
開展地震大形勢的研究主要是結(jié)合地震的發(fā)震構(gòu)造和地震活動性的研究,時間上還可利用統(tǒng)計方法。當(dāng)時利用數(shù)學(xué)上時間序列的各種模型,如AR序列的建模,大致可以對地震的活躍期及平靜期進行判定。在當(dāng)時我和楊立明同志(現(xiàn)甘肅省地震局副局長,研究員,我和石特臨的研究生)利用時間序列預(yù)測方法開展了19世紀末以來地震活動的建模研究,給出了我國大陸地區(qū)地震活躍期的判斷指標。在大陸地區(qū),基本上一個地震活躍期是10年左右,平靜期是12年到13年。1966年邢臺地震到1976年唐山地震和松潘—平武地震是我國大陸地區(qū)的第四個地震活躍期。一個地震活躍期內(nèi)要發(fā)生3次以上的7級地震,甚至8級地震,及數(shù)十次6級地震。這些認識在地震預(yù)報的實際工作中至今還是有參考價值的。
1976年之后,我國大陸地區(qū)確實進入到了地震動平靜期,直到1988年11月6日,中間相隔12年后,在云南省瀾滄—耿馬發(fā)生了7.6級地震,一個新的地震活躍期開始了。對地震大形勢估計正確了,就會對新的地震活躍期有所準備,不會陷入被動的局面。
青藏高原北部地震區(qū),主要包括青海、甘肅和寧夏。我們蘭州地震研究所負責(zé)的地域主要是甘肅省。我利用歷史地震資料,結(jié)合祁連山斷裂帶的情況,用地震空區(qū)(the seismic gap)的判定方法,確定祁連山斷裂帶的中段為未來6~7級地震的危險區(qū),具體地點為張掖地區(qū)的肅南至民樂一帶。這個地震危險區(qū)確定之后,心里基本上有了底。為了能實現(xiàn)對未來地震的短臨預(yù)報,按照國家地震局的要求,我們制訂了張掖地震危險區(qū)的短臨預(yù)報方案。這一方案上報國家地震局之后,得到當(dāng)時主管地震監(jiān)測預(yù)報工作的主管局長陳顒同志的欣賞,決定以國家地震局科技監(jiān)測司文件的名義,轉(zhuǎn)發(fā)至全國各省地震局參考和借鑒。文件說,甘肅省地震局對祁連山中段地震危險區(qū)制訂的短臨預(yù)報方案思路清晰,可行性強,可操作性高,值得各地參考借鑒。就是這一短臨預(yù)報方案還獲得了甘肅省地震局科技進步三等獎。雖然獲獎等級不高,但這是一種鼓勵。
1988年11月20日凌晨1點46分,肅南發(fā)生6.1級地震,我接到震情值班室的電話后,迅速趕到辦公室,很快蘭州所領(lǐng)導(dǎo)和分析預(yù)報人員都集中到地震會商室,大家緊張?zhí)幚硎诸^工作的同時,都有一種喜悅,預(yù)測的地震來了,有勝利感了。所里領(lǐng)導(dǎo)立即派出了地震現(xiàn)場考察隊并開始判斷震后趨勢。這次地震由于地處偏遠山區(qū)人煙稀少,地震基本上沒有造成人員傷亡和大的經(jīng)濟財產(chǎn)損失。
1988年肅南地震等震線
1989年初在全國召開的年度會商會上,肅南地震準確落入上年度劃定的地震危險區(qū)內(nèi),甘肅省地震局和蘭州地震研究所獲得了國家地震局的表彰。說到表彰,國家地震局為了加強地震監(jiān)測預(yù)報工作,從20世紀80年代中開始,對各省、市、自治區(qū)的年度震情報告開展專家評審,并在年度會商會上由專家進行點評。在第一次評比時,由我執(zhí)筆的甘肅省震情研究報告獲得專家評比的第二名。安徽省的報告獲第一名,那時負責(zé)安徽省震情研究報告的是預(yù)報室主任王煒同志,后任上海市地震局副局長。評比第二年,我們甘肅省的年度震情研究報告得到第一名。之后,我們的報告連續(xù)6年獲得評比前三名。甘肅省地震局的整個監(jiān)測預(yù)報工作也是連年獲得好成績,連續(xù)數(shù)年獲得國家地震局監(jiān)測預(yù)報工作先進單位稱號。
祁連山中段地震危險區(qū)我們預(yù)測的震級是6~7級,發(fā)生一個6級地震,后來這一地震震級修正成5.7級。說心里話,這個地震比預(yù)期的要小。在之后的日子里,我還是堅持這個危險區(qū)有發(fā)生更大地震的危險。地震預(yù)報是世界性的科學(xué)難題,困難的程度遠比我們想象的高。在我們死死盯著祁連山中段地震危險區(qū)的時候,1990年10月20日甘肅景泰—天祝地區(qū)發(fā)生了6.2級地震。這一地震沒有落進我們危險區(qū)的范圍,距劃定的危險區(qū)有近200千米的距離。這次地震據(jù)震后總結(jié)還是有些前兆異常的。這讓我感到有一種顧此失彼的失落感。也就是這次地震讓我進一步思考并深刻反思,攻克地震預(yù)報要走的路真的很長很長。
1989年石特臨同志升任研究所副所長之后,我任預(yù)報室主任,之后幾年我國大陸地區(qū)正處在地震活躍期。工作擔(dān)子十分繁重,震情也特別多,只要發(fā)生3級以上地震,無論什么時候都要迅速到崗,節(jié)假日我們搞預(yù)報的人一定要值班,那時候沒有手機,家里的電話一響,可能就是有震情,精神就開始緊張了。工作上的苦并不會壓倒人,倒是精神上的辣更讓人感到累。一直負責(zé)全國震情的原國家地震局分析預(yù)報中心副主任張國民說過,他在預(yù)報崗位的時候,每天都是如履薄冰。張國民是我們預(yù)報人員敬佩的楷模,幾十年工作在地震預(yù)報的崗位上,兢兢業(yè)業(yè),刻苦鉆研地震預(yù)報的理論和方法,做出了顯著成績。盡管地震預(yù)報還處在艱難的科學(xué)探索階段,但為之付出巨大心血和勞作的人很多很多。地震預(yù)報工作者在自己的工作中有甜,有苦,有酸,也有辣。實踐證明,凡是從事過地震預(yù)報工作的人就會有更多的責(zé)任心。責(zé)任心是推進地震預(yù)報工作的基礎(chǔ),如果說10個地震中,有兩個是有前兆異常的,那么有責(zé)任心的人會抓住它,再有一定的經(jīng)驗,可能就會成功地預(yù)報出這兩個地震。缺少了責(zé)任心,一個都報不出來。這就是我對地震預(yù)報的認識,至今沒變。
1990年景泰—天祝6.2級地震后,加強對地震孕育機理和復(fù)雜性的研究與探索成了努力的方向,當(dāng)然主要是針對地震預(yù)報展開的。1992年前后我和石特臨、楊立明等申請到了國家自然科學(xué)研究基金和地震科學(xué)研究基金兩項資助。我們瞄準世界上對地震活動的復(fù)雜性研究的新理論新方法,即非線性理論、圖像動力學(xué)等在地震現(xiàn)象的應(yīng)用開展研究。
通過地震非線性的研究,我們認識到地震具有分形與混沌的特征,地震活動的雜亂無章可以用分形描述,混沌可以描述非線性動力系統(tǒng)的演化過程,但對地震這種廣延空間動力系統(tǒng)的討論尚無能為力。 我們還嘗試了基于自組織和臨界現(xiàn)象的觀點,利用重整化群方法,對7級以上強震發(fā)生前中小地震增強現(xiàn)象的臨界點問題進行了探討性研究,得到了在一些7級以上強震前存在中小地震臨界點現(xiàn)象,在實踐中可以研究某一區(qū)域中小地震的活動臨界點的超值來預(yù)測未來的7級以上強震。這些研究結(jié)果加深了對地震復(fù)雜性的認知,也結(jié)合地震預(yù)報的實踐設(shè)計了一些中長期的綜合預(yù)報方法。但是實現(xiàn)有減災(zāi)成效的地震預(yù)報還不是這么容易。
老一代分析預(yù)報人員,特別是多震區(qū)的預(yù)報專家,在他們的一生中積累了豐富的預(yù)報經(jīng)驗,在地震預(yù)報實踐中許多人堅持邊實踐、邊研究。很多方法不會過時。
1994年10月,我調(diào)到國家地震局分析預(yù)報中心工作,任首都圈預(yù)報研究室副主任,和張國民、高旭等我國著名地震專家一起繼續(xù)開展地震預(yù)報的研究與實踐。
如果說人的一生是短暫的,那么珍惜生活中的每一分鐘,為實現(xiàn)自己追求的美麗夢想去努力就不會后悔。