馮 蔚 錢 庚 楊牧萍

1) 中國(guó)地震局地震預(yù)測(cè)研究所，北京 100036

2) 湖北省地震局，湖北武漢 430071

3) 遼寧省地震局，遼寧沈陽(yáng) 110034

引言

地震是造成人員傷亡最嚴(yán)重的災(zāi)害之一，我國(guó)最早的地震文字記載可追溯到夏朝前的舜帝時(shí)期，記錄到地震造成山崩地裂泉涌等現(xiàn)象，在科技落后的古代，古人則以地震為帝王的不作為或殘暴統(tǒng)治導(dǎo)致的“陰陽(yáng)失衡”，是上天對(duì)人類的警告，是一種神鬼之說(shuō)。我國(guó)的地震記錄較早，大量史書記載了地震造成的巨大破壞，隨著1875年世界第一臺(tái)地震儀研制成功后，地震的自然災(zāi)害屬性逐漸被人類所認(rèn)知。21世紀(jì)開始我國(guó)經(jīng)濟(jì)飛速發(fā)展且人口日益聚集，地震災(zāi)害往往會(huì)造成慘烈的破壞，為逐步積累地震災(zāi)害資料，每年需開展全球?yàn)?zāi)害性地震收集整理和概況總結(jié)。地震基本信息主要來(lái)自中國(guó)地震臺(tái)網(wǎng)中心（CENC）和美國(guó)地質(zhì)勘探局（USGS）發(fā)布的正式定位結(jié)果，震情信息利用多種渠道進(jìn)行收集，主要包括地震當(dāng)?shù)毓俜骄W(wǎng)站發(fā)布的災(zāi)害情況、主流媒體的報(bào)道、現(xiàn)場(chǎng)直播、視頻和圖片等。結(jié)合歷年全球地震災(zāi)害資料，本文對(duì)2021年的全球地震災(zāi)害進(jìn)行了總結(jié)和對(duì)比，對(duì)造成傷亡的地震事件做出了描述及特征分析，歸納了造成人員傷亡的主要原因，繪制了21世紀(jì)逐年災(zāi)害地震頻度與人員傷亡變化曲線和2021年全球?yàn)?zāi)害地震分布情況。

1 2021年全球地震活動(dòng)性

根據(jù)CENC（http://news.ceic.ac.cn/）和USGS（https://earthquake.usgs.gov/earthquakes/search/）正式公布的地震目錄，2021年全球共發(fā)生6級(jí)以上地震159次，其中6.0≤M≤6.9地震141次，7.0≤M≤7.9地震15次，8.0級(jí)以上地震3次。據(jù)統(tǒng)計(jì)，20世紀(jì)后半葉的全球年均地震頻次6.0≤M≤6.9地震165（±5）次，7.0≤M≤7.9地震17（±2）次，M≥8.0地震0.7—0.9次[1]。與20世紀(jì)后50年相比，2021年的6.0—6.9級(jí)地震頻次減弱，7.0—7.9級(jí)地震頻次基本持平，8.0級(jí)以上地震頻次大幅增加；21世紀(jì)前20年的全球年均地震頻次6.0≤M≤6.9地震138.9次，7.0≤M≤7.9地震14.0次，M≥8.0地震1.2次[2-21]。2021年全球地震活動(dòng)與21世紀(jì)的平均水平相比偏強(qiáng)，尤其是8級(jí)以上地震發(fā)生率大幅升高，本年全球地震活動(dòng)性呈現(xiàn)大震增強(qiáng)趨勢(shì)。

根據(jù)古登堡所提出的能量計(jì)算公式[1]：

其中M為地震震級(jí)，Erg為該地震所釋放的能量。利用2021年全部M≥6.0地震進(jìn)行估算，本年度全球釋放的地震波總能量約為4.09×1017J，屬于20世紀(jì)百年期間約（2.9—4.2）×1017J的平均值，略小于近10年的年平均值5.99×1017J[12-21]。

2 2021年地震災(zāi)情概況

據(jù)多方統(tǒng)計(jì)，2021年全球?yàn)?zāi)害地震共有26次造成人員死亡，頻次與近20年（2001—2020年災(zāi)害地震年平均19.6次[2-21]）相比有所增強(qiáng)。2021年全球地震災(zāi)害共造成2465人死亡，超過(guò)18496人受傷，其中死亡人數(shù)少于10人的地震有19次，死亡人數(shù)在10人以上的地震有5次，死亡人數(shù)超過(guò)100人的地震有2次，死亡人數(shù)最多的是2021年8月14日海地7.2級(jí)地震的2248人。據(jù)統(tǒng)計(jì)，20世紀(jì)地震造成年均死亡人數(shù)約1.2萬(wàn)人[1]，近10年地震造成年平均死亡人數(shù)約3809人，與以往平均水平相比，2021年因地震死亡的人數(shù)有所減少，但與近2年相比則是大幅增加，增加幅度超過(guò)一個(gè)數(shù)量級(jí)。

為直觀體現(xiàn)2021年與本世紀(jì)前20年全球?yàn)?zāi)害地震的區(qū)別，繪制了2001—2021年出現(xiàn)死亡的災(zāi)害地震頻度與傷亡變化曲線（圖1），可以看出近20年災(zāi)害地震頻度總體呈現(xiàn)上升趨勢(shì)，2021年發(fā)生26次災(zāi)害地震，頻度較上年同比有所增強(qiáng)，高于近20年的平均水平（19.6次）；近20年災(zāi)害地震造成的死亡人數(shù)總體呈現(xiàn)減弱趨勢(shì)，2021年全球?yàn)?zāi)害地震共造成2465人死亡，較上年大幅增加，主要因海地地震的次生災(zāi)害造成的大量傷亡，但遠(yuǎn)低于近20年的平均水平（4.3萬(wàn)）；近20年災(zāi)害地震造成的受傷人數(shù)總體呈現(xiàn)減弱趨勢(shì)，2021年全球?yàn)?zāi)害地震共造成超18496人受傷，較上年大幅增加，但遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于近20年的平均水平（10.2萬(wàn)）。

圖1 2001—2021年災(zāi)害地震頻次及傷亡人數(shù)統(tǒng)計(jì)圖Fig. 1 Statistic of disaster earthquake frequency and casualties between 2001 and 2021

在本世紀(jì)的20年中，近10年與前10年相比，災(zāi)害地震頻度有所升高，但傷亡人數(shù)大幅降低（近10年均低于本世紀(jì)前10年的平均值），減少近2個(gè)數(shù)量級(jí)，這種災(zāi)害地震增多但傷亡減少的現(xiàn)象主要是未發(fā)生大規(guī)模次生災(zāi)害，但也表現(xiàn)出全球的震害防御與抗震救災(zāi)能力在大幅提升，雖然2021年傷亡情況較上年大幅增加，但與近10年的傷亡數(shù)量類似，重大傷亡主要是由于地震引發(fā)了山體滑坡和海嘯等次生災(zāi)害。

2021年全球?yàn)?zāi)害地震分布如圖2所示，災(zāi)害地震主要發(fā)生在歐亞地震帶，少數(shù)分布于環(huán)太平洋地震帶。據(jù)統(tǒng)計(jì)，2021年重大災(zāi)害地震集中于25°N±10°及赤道±10°地區(qū)，死亡人數(shù)占比達(dá)99%，并且7次死亡人數(shù)超過(guò)10人的地震有6次位于上述區(qū)域內(nèi)。2021年災(zāi)害地震多發(fā)生于北半球及赤道地區(qū)，并且分布上具有較明顯的線性及分塊聚集特征，這種線性特征在歐亞地震帶上尤為突出，而分塊聚集特征在環(huán)太平洋地震帶上更加明顯，傷亡較大的地震主要發(fā)生于沿海地區(qū)，并且呈現(xiàn)出區(qū)域性聚集特征。

圖 2 2021年全球?yàn)?zāi)害地震分布圖Fig. 2 The distribution of the hazard earthquake in 2021

2021年造成人員傷亡相對(duì)較多的地震有3次：即2021年1月14日印度尼西亞M6.2地震，造成108人死亡，3369人受傷；2021年8月14日海地M7.2地震，造成2248人死亡，12763人受傷；2021年10月6日巴基斯坦M5.9地震，造成27人死亡，300人受傷。2021年重大地震災(zāi)害位置發(fā)生變化，發(fā)生在加勒比海地區(qū)的災(zāi)害地震，共造成2248人死亡，占總死亡人數(shù)的91%，印尼地區(qū)發(fā)生多次地震海嘯，造成了一定的傷亡，與近兩年相比大幅增加。

3 2021年重大地震災(zāi)害概要

2021年全球地震共有62次造成人員傷亡，其中26次地震中導(dǎo)致了人員死亡，表1為有人員死亡的災(zāi)害地震基本信息及災(zāi)情概況。

3.1 印度尼西亞M6.2地震

當(dāng)?shù)貢r(shí)間2021年1月15日1時(shí)28分18秒，印度尼西亞發(fā)生M6.2地震，震中位于印度尼西亞中部西蘇拉威西省的馬杰內(nèi)市東北6 km，震源深度18 km。地震導(dǎo)致強(qiáng)烈的震感，并引發(fā)了電力中斷和3處山體滑坡，300多間房屋受損，很多酒店和醫(yī)院倒塌，多人被埋，倒塌的建筑物造成了大量人員傷亡和道路堵塞。本次地震共造成108人死亡，3369人受傷，超過(guò)19000人流離失所，死亡原因主要是建筑坍塌、山體滑坡和居民從建筑高處跌落，屬于小震大傷。

印度尼西亞橫跨太平洋 “火環(huán)” ，是一個(gè)構(gòu)造活動(dòng)頻繁的國(guó)家，經(jīng)常遭受地震襲擊，是重大災(zāi)害的聚集區(qū)。本次地震發(fā)生在巽他板塊和班達(dá)海微板塊邊界附近的逆斷層作用下，巽他板塊相對(duì)于班達(dá)海微板塊以大約21 mm/a的速度向東移動(dòng)。本次地震的震源機(jī)制解表明，斷裂發(fā)生在向西北方向傾斜的逆走滑斷層或向南傾斜的逆走滑斷層上，兩者都表明受到大致東西向的擠壓，這種規(guī)模的淺層地震通常會(huì)對(duì)附近界面區(qū)域造成致命影響。

表 1 2021年全球有人員死亡的災(zāi)害地震一覽表Table 1 List of global earthquake disasters with death in 2021

3.2 海地M7.2地震

續(xù)表 1

當(dāng)?shù)貢r(shí)間2021年8月14日7時(shí)29分8秒，海地發(fā)生M7.2地震，震中位于海地首都太子港西南部150 km，震源深度10 km。主震發(fā)生后，又發(fā)生900多次余震，震級(jí)最高為5.8級(jí)。海地西南部的一些城鎮(zhèn)被徹底摧毀，地震造成了巨大破壞，53 815所房屋被毀，83 770所房屋受損，農(nóng)村地區(qū)房屋受損極為嚴(yán)重，醫(yī)療系統(tǒng)和設(shè)施遭到嚴(yán)重破壞。地震共造成2 248人死亡，12 763人受傷，329人失蹤，地震引發(fā)的山體滑坡使得傷亡進(jìn)一步加大。

本次地震是由于沿海地首都太子港以西125 km的Enriquillo-Plantain Garden斷層帶（EPGFZ）反向運(yùn)動(dòng)的結(jié)果。地震發(fā)生在淺層，在地震發(fā)生的位置，局部板塊邊界以左旋走滑運(yùn)動(dòng)和擠壓為主。本次地震的位置和震源機(jī)制解與EPGFZ的主要逆斷層作用有關(guān)，EPGFZ僅可適應(yīng)約7 mm/a的運(yùn)動(dòng)。2010年海地M7.0地震曾造成20余萬(wàn)人死亡，地震傷亡之慘重、破壞范圍之廣是長(zhǎng)期以來(lái)海地面臨的威脅，海地地區(qū)平均每十余年即會(huì)遭受一次重大的地震破壞，也是全球共同關(guān)注的地震重點(diǎn)防御區(qū)。

3.3 墨西哥M7.0地震

當(dāng)?shù)貢r(shí)間2021年9月7日19時(shí)47分47秒，墨西哥發(fā)生M7.0地震，震中位于墨西哥南部格雷羅州阿卡普爾科。主震發(fā)生后，再次記錄到數(shù)百次余震，地震造成磚墻開裂，土坯房屋完全破壞，部分屋頂?shù)袈?，共?jì)8 700座建筑物受損或毀壞，包括阿卡普爾科國(guó)際機(jī)場(chǎng)的輕微損壞，格雷羅州20個(gè)市鎮(zhèn)發(fā)生停電和天然氣泄漏，地震引發(fā)山體滑坡并造成道路堵塞。地震造成13人死亡，23人受傷，在阿卡普爾科記錄到了波高為48 cm的海嘯。

本次地震是由于科科斯板塊和北美板塊之間板塊邊界上或附近的淺層逆沖斷層作用造成的。地震的深度和震源機(jī)制解與這些板塊之間俯沖帶區(qū)域（約20 km深）上發(fā)生的地震一致。地震發(fā)生在中美洲海溝東北約60 km處，科科斯板塊從那里開始下傾到墨西哥下方的地幔中。在本次地震的地區(qū)，科科斯板塊以65 mm/a的速度向東北移動(dòng)。格雷羅空區(qū)從阿卡普爾科沿墨西哥南部海岸向西北方向延伸約230 km，最近一次大地震（M＞7）發(fā)生在1911年。

3.4 巴基斯坦M5.9地震

當(dāng)?shù)貢r(shí)間2021年10月6日3時(shí)1分8秒，巴基斯坦發(fā)生M5.9地震，震中位于巴基斯坦俾路支省北部赫爾奈地區(qū)距首府奎達(dá)市以東約100 km處。地震發(fā)生后余震不斷，巴基斯坦南部城市卡拉奇和首都伊斯蘭堡均有震感。墻體大面積開裂，數(shù)百棟建筑倒塌，坍塌房屋多數(shù)為抗震性較差的土坯房，多人被埋。赫爾奈地區(qū)大面積停電、煤礦塌方和山體滑坡，道路受阻。地震造成27人死亡，超過(guò)300人受傷，15人失蹤，醫(yī)療救護(hù)和救援工作嚴(yán)重受阻。

本次地震發(fā)生在蘇萊曼山脈的西邊緣，巴基斯坦中部的一個(gè)U型活動(dòng)褶皺沖斷帶山脈匯聚形成于歐亞大陸和印度板塊之間的邊界，此處印度板塊以29 mm/a的速度相對(duì)于歐亞板塊向北運(yùn)動(dòng)。蘇萊曼山脈的特征是受到強(qiáng)烈的斷層作用和厚沉積巖包裹（約10 km）的褶皺作用，地震發(fā)生在地殼淺部（約9 km），是由向北或向南傾斜的逆沖斷層作用造成的。地震深度和震源機(jī)制解與印度板塊和歐亞板塊之間向北傾斜的板塊邊界上或附近的地震一致。

3.5 秘魯M7.5地震

當(dāng)?shù)貢r(shí)間2021年11月28日5時(shí)52分14秒，秘魯發(fā)生M7.5地震，震中位于秘魯北部亞馬孫省圣瑪麗亞—德涅瓦縣以東98 km。地震持續(xù)了40 s左右，秘魯首都利馬以及鄰國(guó)厄瓜多爾和哥倫比亞均有震感，地震造成約2 592座建筑物倒塌，其中包括秘魯?shù)?座教堂，泥土和石頭建造的房屋大多數(shù)受損，并且地震導(dǎo)致電力中斷。地震造成12人死亡，136人受傷，邦加拉省一輛公共汽車因山體滑坡而墜毀，造成了大量人員傷亡。

本次地震的震源機(jī)制解表明，斷裂發(fā)生在北—西北或南—東南走向的正斷層上。在地震發(fā)生的位置，納斯卡板塊以大約70 mm/a的速度相對(duì)于南美洲板塊向東運(yùn)動(dòng)，在秘魯海岸以西的秘魯—智利海溝俯沖。本次地震發(fā)生在俯沖板塊的一部分，該板塊頻繁發(fā)生震源深度為100—150 km的地震。震源深度在70—300 km之間的地震，通常被稱為 “中等深度” 地震。中等深度地震代表俯沖板塊內(nèi)部的變形，并以下傾壓性為主。

4 2021年全球地震災(zāi)害主要特征

（1）地震活動(dòng)強(qiáng)，傷亡程度高。2021年全球6.0—7.9級(jí)地震頻度與本世紀(jì)前20年基本持平，但本年度共發(fā)生3次8.0級(jí)以上地震，頻次較以往大大升高。本年度共發(fā)生62次造成了人員傷亡的災(zāi)害地震，其中有26次災(zāi)害地震出現(xiàn)了人員死亡，共造成2465人死亡，超過(guò)18 000人受傷，災(zāi)害地震頻次與近10年平均水平相比有所提升，并且傷亡程度較近兩年大幅上升。因此，2021年地震活動(dòng)性強(qiáng)，災(zāi)害地震表現(xiàn)為頻度高、總體傷亡呈上升趨勢(shì)，大災(zāi)集中。

（2）災(zāi)害地震分布集中，重大災(zāi)害位置聚集。2021年全球傷亡較大的災(zāi)害地震集中發(fā)生在印尼地區(qū)和加勒比海及其附近環(huán)太平洋地震帶上，分布上呈分塊聚集特征，這些區(qū)域集中了98%的死亡人數(shù)，即重大災(zāi)害地震主要聚集在印尼及加勒比地區(qū)；地中?！柴R拉雅地震帶的災(zāi)害地震頻次依然較多，但造成的傷亡情況相對(duì)較?。画h(huán)太平洋地震帶上發(fā)生的災(zāi)害地震頻次明顯降低，非洲大陸及高緯度地區(qū)發(fā)生的災(zāi)害地震頻度極低。

（3）重大震害位置轉(zhuǎn)變，沿海國(guó)家損失巨大。印尼和加勒比地區(qū)成為2021年地震頻度與傷亡最為嚴(yán)重的地區(qū)，2021年共有7次死亡人數(shù)超過(guò)10人的地震，其中6次均為沿海地區(qū)，死亡人數(shù)占比超過(guò)97%；2021年重大地震災(zāi)害位置發(fā)生變化，印尼和加勒比地區(qū)的地震傷亡大幅增加，2021年共造成2 373人死亡（占比96%），超16 000人受傷，十余萬(wàn)棟建筑倒塌，沿海國(guó)家是未來(lái)地震防御的重點(diǎn)地區(qū)。

（4）地震傷亡損失嚴(yán)重，次生災(zāi)害破壞突出。房屋倒塌是2021年地震造成較大傷亡的主要原因，海嘯和山體滑坡等次生災(zāi)害是本年造成一定規(guī)模人員死亡的重要原因。本年度發(fā)生的7次傷亡較大的地震（死亡人數(shù)均在10人以上），主要是因?yàn)楫?dāng)?shù)亟ㄖ拐鹪O(shè)防能力差、地震發(fā)生時(shí)房屋倒塌造成大量人員身亡；本年度海地M7.2地震中，震中附近的建筑及醫(yī)療設(shè)施在地震中幾乎全部損毀，地震引發(fā)的山體滑坡使得傷亡進(jìn)一步加大，造成了2248人死亡的嚴(yán)重后果。

5 有效應(yīng)對(duì)地震災(zāi)害的建議與措施

（1）提高建筑抗震能力，嚴(yán)禁在危險(xiǎn)區(qū)建房。2021年的印度尼西亞M6.2和海地M7.2地震共造成2 356人死亡，16 132人受傷，多數(shù)遇難者因房屋倒塌造成。這兩次地震震中很多建筑由于抗震設(shè)防能力差或建在地基松散的山區(qū)，在強(qiáng)烈的震動(dòng)中直接損毀而造成大量傷亡，因此，房屋抗倒塌是減少傷亡的必要措施，未達(dá)到抗震設(shè)防標(biāo)準(zhǔn)的建筑是造成地震重大傷亡的主要原因。房屋的抗震能力是地震安全防護(hù)與逃生的重要保障，要避免建筑物快速整體倒塌造成重大的傷亡。因此，建筑物的結(jié)構(gòu)和位置也必須適應(yīng)當(dāng)?shù)氐刭|(zhì)和自然條件，可通過(guò)建造抗震建筑物或房屋進(jìn)行設(shè)防，也不可在容易發(fā)生山體滑坡的地區(qū)建造建筑物。

（2）嚴(yán)防海嘯滑坡災(zāi)害，避免重大人員傷亡。總結(jié)2021年地震災(zāi)害造成傷亡的原因，次生災(zāi)害是其中的重要因素之一。以造成10人以上死亡的7次2021年災(zāi)害地震為例，地震均引發(fā)了不同程度的山體滑坡或海嘯等次生災(zāi)害。2021年印度尼西亞M6.2和海地M7.2地震均引發(fā)了山體滑坡，共造成2356人死亡，是2021年死亡規(guī)模最大的2次地震。歷年引發(fā)巨大傷亡的地震主要為大型海嘯和山體滑坡等次生災(zāi)害造成，地震引發(fā)的特大海嘯和山體滑坡，會(huì)導(dǎo)致大量人員傷亡事件。因此，沿海地區(qū)應(yīng)繼續(xù)加強(qiáng)海嘯預(yù)警及預(yù)防能力，山區(qū)要做好山體滑坡等災(zāi)害的預(yù)防工作，防止次生災(zāi)害造成巨大傷亡。

（3）提高監(jiān)測(cè)預(yù)報(bào)質(zhì)量，加快預(yù)警工程建設(shè)。地震的預(yù)報(bào)工作是世界性難題，在研究手段逐步深入的背景下，當(dāng)前應(yīng)做好地震監(jiān)測(cè)任務(wù)，應(yīng)確保各項(xiàng)觀測(cè)數(shù)據(jù)的質(zhì)量和準(zhǔn)確性，逐漸擴(kuò)大監(jiān)測(cè)臺(tái)網(wǎng)的密度，并在現(xiàn)有地震異常方法下加密震情跟蹤，結(jié)合宏觀異常報(bào)告做好地震安全保障工作；同時(shí)，建設(shè)預(yù)警工程可以在地震發(fā)生后，迅速獲取地震信息并提供警報(bào)，給予民眾數(shù)秒至數(shù)十秒的逃生時(shí)間，可大幅度減少人員傷亡。因此，國(guó)際各國(guó)應(yīng)加快建設(shè)和完善地震預(yù)警工程，我國(guó)的預(yù)警工程總體上已初見規(guī)模，結(jié)合地震監(jiān)測(cè)預(yù)報(bào)方法研究的逐漸深入，不斷減少直至消除地震造成的人員傷亡。

（4）加強(qiáng)地震救援能力，堅(jiān)持防抗救相結(jié)合。在現(xiàn)有的認(rèn)知和技術(shù)條件下，地震預(yù)報(bào)是世界性難題，但可以通過(guò)提升救災(zāi)能力來(lái)最大程度地減少傷亡。地震發(fā)生時(shí)，首要任務(wù)是逃生，而救援是震后亟待進(jìn)行的工作。高層建筑中的逃生能力是減少傷亡的重要措施，熟悉緊急逃生通道及逃生設(shè)備的使用也是減輕傷亡的必要能力之一。對(duì)于專業(yè)救援人員，要做好指引及疏導(dǎo)工作，避免因恐慌而造成的非必要傷亡和損失；黃金72小時(shí)的救援時(shí)間是減少死亡的重要措施，但2021年的災(zāi)害地震多發(fā)生山體滑坡事件，造成道路堵塞等后果，嚴(yán)重影響了救援進(jìn)展，導(dǎo)致大量傷者死亡，因此，增強(qiáng)地震現(xiàn)場(chǎng)的救援能力是必要的任務(wù)。