地震研究

《中国国家地理》地震专辑笔记

2017-10-31  本文已影响45人  魔法密林港

※ 《地震专辑》是2008年6月刊,但是质量非常高,所以我把它作为二手书买下来了。

综合评价:A

“不带眼泪”的专辑,理性探索防震的解决方案

这是汶川地震后少见的一份“不带眼泪”的刊物,所有内容没有刻意催泪,没有去讲故事,而是实打实地摆出干货。从这篇读书笔记的文字数量上也可以看出,本文实打实的内容着实相当丰富。

给读者总体感性印象的卷首语,描述中国人“国家意识”的卷首语,并不带说教或打感情牌,而是平静地说道:我们需要大国——它的空间尺度大过任何一种自然灾害的尺度。「全体人民组成的共同体能够帮助人们做到他们作为个体或者家族存在时所不能做到的事情,比如保卫生命和安全,战胜来自大自然的灾害」。这话说的很实在。墨西哥今年的大地震,多米尼克的五级飓风,都展示了作为小国悲哀的脆弱与无力,这是实实在在的事情。说灾害锤炼出了国家意识,一点也不假。你会发现只有在大灾时,国内才表现出了惊人的团结。

单主编在卷首语中还提了以下两点:

一、文明发展的“挑战—应战”理论。挑战和迎战必须始终循环出现,挑战的强度也必须适中,这样才适合一个民族、一个文化发展。正因为平时相对为福地,才有相对于“福地”的“天灾”来磨练中华民族。

二、救灾不能只靠应激型——灾难发生时,波澜壮阔、壮烈宏大,如史诗一般——有奋战、有牺牲,可歌可泣、英雄辈出。这种就在固然好看,但是对于时间上更大的尺度来说,进步是缓慢的——天灾还是过去一样的天灾,迎战的模式却罕有新的内涵在。

这也体现了我非常赞成的一个观点——我国的救灾能力很强,但防灾能力和防灾意识实际上相当薄弱。往往分成“平时”和“灾时”之间两种模式,平时毫不顾防灾,而灾时大干一场。诸如地震防灾手册、避难地图、灾害区划图或潜在地震风险评估报告等日常需要的资料,以及防灾馆、应急演练等防灾体验,中国都少有见到。紧急地震速报系统和地震烈度速报系统更是完全看不到影子。不用说日本这方面比起国内做的有多好了。今年8月18日,我就去了其中一个防灾馆进行体验。

单主编引大禹治水的例子,说明救灾需寻根溯源、标本兼治、未雨绸缪。它不是每时每刻做好速战速决的打算,而是一个漫长的过程。这个过程艰难、平淡无奇,平淡的有如生活的一部分。

事实上我一直对我们国家的灾害报道持有疑问:几乎每个报纸的灾害报道都有充满着眼泪、疯狂着挖着废墟的绝望的人们,或者不幸有亲人去世的人们歇斯底里的哭诉。不明白,报道他们干什么?他们以这种感情上了报纸会很高兴?或者看到的人会很高兴?不知道,报纸只是知道看到这些场景会催大家哭,觉得这应该很抓眼球。疯狂着报道着烈士的电视台,他们歌颂每一个死去的英雄,却少有考虑如何让更少的人死去。而真正能够快速显示灾情指导科学救灾的数据(烈度图、遥感图和灾害估计之类)、求助信息和资源信息等真正对民众、相关队伍救灾需要的东西却迟迟难以见到,难以获取,更少有媒体报道。不用说,这方面NHK做的好多了。

想特别提一点。本刊在末尾专文提到了遥感分析技术对救灾、重建的巨大作用,但这些分析出的文件却让救灾队和民众难以获取。如果灾情没有准确地展现在民众面前,民众铁定将恐慌、混乱,进而谣言四起。同时,救灾队也缺乏了相应的文件来指导他们科学地救灾。不知道他们为什么不把重点放在公开这种资料上。

汶川地震显然不是我们所遇到的最后一场大地震。这一本专辑放在九年半后的现在看仍然有可读价值,就是因为它完全“不带眼泪”,它体现的是一种对地震解决方案理性的思考。它反其道而行之,不再以“眼泪”和“宏大”吸引眼球,而是理性科学地分析问题,提出解决方案。在大地震发生很短时间之后就推出这样的刊物,是需要相当的勇气的,甚至不排除还要受到舆论和政府审查的挑战。在当时大背景下,如此敢于发声的媒体并不多见。所以,我相当推荐这一份专辑。

人类活动,不诱发地震也加剧地震次生灾害

且不说人类活动是否诱发了地震,有一点毋庸置疑:人类活动造成了部分山体高陡的不稳定结构,稍有扰动即产生连锁能量释放,引起地质灾害——这是加重震灾不可推卸的责任。在43至47页,作者花一定篇幅介绍了震灾前灾区地质的现状,简直可以用“千疮百孔”来形容。

地下水的过度开采也是地质灾害升级的重要原因之一,本书指出,它让有坚硬岩石依托的地标处于相对真空的状态,容易严重塌陷。

水库诱发地震也被作为了一个讨论话题。虽然实际状况并不很清楚,但书中所述似乎并不无道理:水库蓄水对于库区岩层新增了外来压力,水库的水沿断层还会向下渗透,打破地应力平衡状态。水还降低了断层面的摩擦系数与岩石的抗剪强度。此外,水库水位的反复升降,相当于水体对库底进行的反复加压与卸载,这对诱发地震有重要的扰动作用。

建筑质量——良心的考验

一栋建筑质量的好与不好,在地震来的时候就是数百人的生命的差距。

建筑的质量首先看它建在哪里。事实上,烈度不仅于震级、震源深度、震中距、断裂模式这些我们熟悉的元素有关,它是精确到每个房屋的土质条件的——我们在遍布日本全国的地震监测网提供的震度图中容易发现了这一点。人们发现,坚固的岩层上的房屋一般比较耐震,因此首先房屋建在哪里,就应当对防震有所考量。

杂志组随专家解读了震灾区的倒塌建筑物——许许多多偷工减料,钢筋、拉筋、箍筋都偏少,施工质量又差,经不起地震折腾几乎是必然的。事实上这些废墟的旁边,也有相当数量的房屋,特别是希望小学,屹立不倒——它们甚至能成为一个“希望”的象征。

对于建筑质量的问题,我国对各个地区有明确的抗震设防标准,但是因为经济成本的问题,在许许多多地方却达不到这个标准。当然,许多中国人就是不爱遵守、执行标准也是事实。和现在的诚信档案机制一样,文章提出建筑质量应该直接与人的名誉挂钩,甚至直接在建筑的显著位置刻上你的名字,这也有助于提高一种建筑自觉。

随后,还是像我刚才所赞赏的,杂志没有停留于常见的哀怨叹息,或者给出大量废墟上倒塌房屋的照片,让矛头直指“中国人的良心”——许多报刊热衷于做的一件事,而是用大量的篇幅,请来画师制作了大量的插图,描绘他们心目中理想的“震不倒”的抗震房屋,从技术上也带来了相当丰富的干货科普。

隔震垫、抗震墙、整体现浇、轻质楼板与轻质外墙、消能器、斜撑,这一系列专有名词都做了一般群众也易懂的解释,并配上了插图,例如斜撑的作用是「将地震水平力变成柱的轴向力传递给地基,是高效经济的抗震结构部件」;钢结构的优势——结构轻,地震力本身较小;变形能力较强,不容易垮塌,结合消能器一起使用的时候,还可以屈服、破坏、耗散大部分的地震能量。相当多的细节也被介绍,如钢筋的连接处往往是最弱的地方,因此为了保证整体结构,钢筋的连接点最好要在纵向错开,提高横向剪切力的抵抗力;如裾楼应设计抗震缝,将其分割成规则的几个结构;如超高异形建筑往往必须要通过抗震台检验等。

除了介绍这些名词,杂志还总结了一些防震设计上的关键点。例如我们特别怕突然发生的脆性破坏——突然坍塌。如何化脆性破坏变为“有预告”的延性破坏,即先承受很大的变形之后才会有进一步的破坏,是建筑防灾的关键之一。砖与混凝土结构都是脆性的,比如常常在墙上看到的X型裂缝;钢筋、钢箍就有一定的延性,所以防震房屋推荐使用钢材料。还有消能设计,即打碎能量,通过结构设计让地震能量反复变形,使得房屋可能四处开裂不成样子,但只要没有倒,就是最棒的事情。这方面已有一系列的研究和创意。

他们学习了日本的经验,汲取了汶川地震的教训,指出:学校、医院应当有更强的设防标准,可以作为临时避难所与抗灾、补给中心。城市中也应当适当设置空旷的公园作为紧急疏散避难场所,避免出现像北川县城一样——跑到狭窄的街上也被两边的房屋所埋。此外,当然要需要严惩人为偷工减料造成的祸害。还用专文探讨了日本的建筑水平如何通过地震成长起来,一步一步获得人民的信赖——任何建筑需要抗震性复查,有各种阻尼和消能装置,甚至产生了能通过计算机自动计算和产生制震反作用力的设备。

地震预报:四方的沟通存在显著隔阂

地震当然在现在的科学水平下基本不是可预报的,证据是JMA也没有在预报。现在有许多地震预报或地震云的谣言,我不会相信任何一个也是因为这一点——世界上目前没发现有人能对地震作时间、发震位置、震级三要素精确的短临预报。

地震本质和预报天气一样,没什么太多的随机性,都是理论上可以通过传感器测量某些数值,当某些数值达到某个临界点时,该发生就发生了。和百年前预测天气一样,我们现在也当然可以通过某些信号来对地震做一些大概的预测。预测有巨大的不确定性的原因有:地震的原理还没有掌握透彻,而地下的台网受制于目前科学水平的原因和很难建起来。再加上地震的样本数据少,所以很难预报。这件事比较像台风路径和强度难预报,可以说地震预报相当于百年前的台风预报。

文中介绍了官方和民间的数种预测方法,官方自然是利用地震台网的地震目录分析,民间有地应力法、动物异常和电磁异常法、次声波法等。我印象最深的是文中介绍了某种鸟在笼子里的跳动频率的方法,好像意外还有相当程度的正相关。方法可能不科学,但是只要现在实用,并且通过了相当程度的正相关性检验,你就不能因为“不科学”而否定它——因为现在科学的方法还没有出现。我想到中医就是这样一个例子。当然,如果把事情真正研究清楚之后,它必然会被科学的方法所取代。

然而,就算承认民间预测这件事,他们的预测也大多不能用。根据这本书里描述的这些人的预测报告,大都是预测数个月到十几个月内有大地震,预测的区域大多涉及四五个省甚至遍及十余个纬度,并且在这样大的范围下,仍然有着相当显著的预测误差。这些预测显然是不能作为一份结论发表的——只会造成恐慌,因为官方错报一次地震的损失就相当于相当程度地震损失的三分之一。现在网上所谓的地震预报,更是划全国范围内从四级到七级地震,来造成100%的预测准确率。显然,这已经造成了相当的信息混乱。

造成这种现象的原因主要是政府不发布有关的信息。我认为,政府至少要有责任向民众发布目前科学技术能够掌握到的信息。日本气象厅已经在一定程度上发表地震的预测了,特别是在余震预测的发表上即将有很大的进展;不仅如此,政府还给出了未来数十年内日本全土发生各种类型强震的概率,以及有关的解说。相较于此,中国方面在2013年建立地震三四分钟自动速报的速报系统之后,这几年就再没有进步的声音。几乎所有重大的谣言都起源于政府不发声。政府不把自己知道的东西说出来,自然给了谣言可乘之机——谣言掌握了信息流。

本书采访的学者也认为,像地震的预测报告应当在明确指出预测不确定性的情况下官方定期开会说明,或挂在某个官方网站上。地震局也应当接收民间的一些经验预报结论,以作预测的参考与可信度加成。日本已经证明,只要民众习惯了这种报告,这样的发表根本不会造成恐慌。反而是民众越了解地震科学的现状,就越会理解政府发布临震预报的难处。事实上,基本没有人质疑为什么日本气象厅不会做地震预报,也没有人在日本气象厅做了预测之后七喊八喊这个不准那个不准。

用一句「地震不可预报」来敷衍民众,对民众封锁信息,事实上越容易引起不理解、谣言甚至恐慌,另一方面也不利于地震预测技术的发展。科学从业者、民间经验预报者、政府和民众之间,目前在地震领域存在交流的巨大隔阂。

文中指出,一个理性社会的政府应当绘制好灾害区划图,并公开这类预测信息,使公众非常清楚自己生活在什么样的环境里,有什么样的潜在危险,根据这些自己做出决策,做好相关的防灾训练和准备工作。

其它资料

本刊还提供了一些的统计资料,有几张重要的图:历史大地震分布图、城市近源地震等效震级分布图、我国主要地震带及全球主要地震带分布图。

书的最后提供了经仔细审阅的一些供民众参考的地震词条,例如地震成因的断层说(即地壳中断裂的形成或断裂的重新活动。地壳运动产生的能量在断层及附近的岩层中长期积累,当受力达到一定程度的时候,断层上的某一点就开始断裂错动,并使周围积聚的能量突然释放。错动沿着断层迅速扩展,断层两侧的岩石体向相反方向突然滑动或跳动,产生相对位移,发生地震)、断层的分类、地震带、震源与震中的区别、P波(纵波)、S波(横波)、体波、面波、矩震级等,知识量很大,值得一阅。

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