2013年11月26日08:30
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IEA預(yù)測(cè)2035年可再生能源將占全球能源的31％
大數(shù)據(jù)已開(kāi)始在預(yù)防汽車(chē)及基礎(chǔ)設(shè)施故障等的安心及安全對(duì)策方面得到應(yīng)用，那么，能否也應(yīng)用于在安全對(duì)策中尤為受關(guān)注的地震預(yù)測(cè)？記者就此采訪了地震預(yù)測(cè)研究的權(quán)威、日本東京大學(xué)地震研究所教授平田直。
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| 1982年?yáng)|京大學(xué)研究生院理學(xué)系研究科地球物理學(xué)專(zhuān)業(yè)博士課程退學(xué)。曾擔(dān)任過(guò)千葉大學(xué)理學(xué)系副教授、東京大學(xué)地震研究所副教授等，從1998年起在現(xiàn)研究所擔(dān)任教授。曾任該研究所所長(zhǎng)。從2011年起擔(dān)任該研究所地震預(yù)測(cè)研究中心負(fù)責(zé)人。著作有《巨大地震及巨型海嘯——東日本大地震的驗(yàn)證》等。 |
——傳感器和計(jì)算機(jī)的性能提高后，地震的觀測(cè)和預(yù)測(cè)發(fā)生了哪些變化？
平田：就結(jié)論而言，這10年來(lái)數(shù)據(jù)量迅速增加。但遺憾的是，尚且無(wú)法預(yù)測(cè)大地震。這是因?yàn)榇蟮卣鸢l(fā)生頻率低，相關(guān)數(shù)據(jù)較少。但對(duì)于數(shù)據(jù)量豐富的烈度，目前預(yù)測(cè)地震發(fā)生位置、震級(jí)及頻率的精度越來(lái)越高。
——那真的很遺憾。目前地震數(shù)據(jù)量正在迅速增加，請(qǐng)您具體介紹其原因和背景。
平田：大家可能會(huì)認(rèn)為地震只是偶爾發(fā)生，但實(shí)際上每天都會(huì)發(fā)生很多次。
里氏（M）1級(jí)以上的地震在日本及日本周邊，一年大約會(huì)發(fā)生10萬(wàn)次。東日本大地震（日本東北地方太平洋近海地震）發(fā)生后，地震活動(dòng)變得越發(fā)活躍，一年內(nèi)發(fā)生了近百萬(wàn)次。這相當(dāng)于10分鐘就發(fā)生1次。
日本氣象廳開(kāi)始收集這些數(shù)據(jù)是從1923年開(kāi)始的。但從明治時(shí)代開(kāi)始，并不能掌握所有地震的情況。隨著技術(shù)不斷革新，如今連一些小規(guī)模地震也可以檢測(cè)到，因此可觀測(cè)的地震數(shù)量正在迅速增多。
——是出于什么原因開(kāi)始觀測(cè)地震的呢？
平田：是1995年的阪神淡路大地震，地震名為兵庫(kù)縣南部地震。同年，日本設(shè)立了地震調(diào)查研究推進(jìn)本部，開(kāi)始在全國(guó)各地設(shè)立地震觀測(cè)點(diǎn)。
其核心是“高靈敏度地震觀測(cè)網(wǎng)”（Hi-Net）。日本防災(zāi)科學(xué)技術(shù)研究所在全國(guó)各地設(shè)置了700個(gè)觀測(cè)點(diǎn)，并逐步加以完善，到2000年前后，觀測(cè)網(wǎng)全部建成。
此外，氣象廳設(shè)置了約200個(gè)觀測(cè)點(diǎn)，大學(xué)設(shè)置了約100個(gè)觀測(cè)點(diǎn)，觀測(cè)點(diǎn)合計(jì)達(dá)到了約1000個(gè)。所有地震的數(shù)據(jù)可24小時(shí)、365天無(wú)間斷地匯集到氣象廳，氣象廳和大學(xué)的研究者可實(shí)時(shí)查看這些數(shù)據(jù)。數(shù)據(jù)量達(dá)到了數(shù)萬(wàn)億字節(jié)，真可以說(shuō)是大數(shù)據(jù)。
日本東北地方太平洋近海地震發(fā)生后，日本開(kāi)始致力于在海底設(shè)置地震儀。日本海洋開(kāi)發(fā)研究機(jī)構(gòu)（JAMSTEC）在北海道海域到關(guān)東地區(qū)海域之間鋪設(shè)了海底光纜，設(shè)置了約100個(gè)觀測(cè)點(diǎn)。觀測(cè)精度進(jìn)一步提高，可觀測(cè)的地震數(shù)量可能會(huì)增多。
日本擁有全球最大的觀測(cè)網(wǎng)
——此前的觀測(cè)點(diǎn)都設(shè)在陸地，而不是海底？
平田：高靈敏度地震觀測(cè)網(wǎng)基本上都設(shè)在陸地，但準(zhǔn)確點(diǎn)說(shuō)，是設(shè)在100米～200米深的地下。像東京這樣的城市部分，汽車(chē)等人工震動(dòng)較多，會(huì)形成自然現(xiàn)象的震動(dòng)噪聲，因此為了觀測(cè)地震會(huì)挖很深的井。其中也有3千米深的井。
另外，為了觀測(cè)首都直下型地震，地震研究所設(shè)置了300個(gè)觀測(cè)點(diǎn)。比如設(shè)置于小學(xué)操場(chǎng)地下30米處。
——全球不會(huì)再有第二個(gè)國(guó)家擁有如此之多的觀測(cè)點(diǎn)吧。
平田：日本的觀測(cè)點(diǎn)密度應(yīng)該是最高的。平均下來(lái)，方圓20公里就有1個(gè)觀測(cè)點(diǎn)。在美國(guó)，西海岸的觀測(cè)點(diǎn)較多，但由于東海岸很少發(fā)生地震，幾乎沒(méi)有觀測(cè)點(diǎn)。
——數(shù)據(jù)量增加后，預(yù)測(cè)方式有所改變嗎？
平田：首先，地震的數(shù)量會(huì)因震級(jí)而異。里氏降低1級(jí)，能量就會(huì)減弱到30分之1。當(dāng)然，數(shù)量較多的是小型地震，在日本觀測(cè)史上，里氏9級(jí)的地震只有日本東北地方太平洋近海地震一次。
形成大數(shù)據(jù)的是小型地震。在地震研究領(lǐng)域有一個(gè)現(xiàn)象叫做“Gutenberg Richter定律”，就是指里氏降低一級(jí)，地震數(shù)量就會(huì)增加一位數(shù)。如果有幾萬(wàn)個(gè)以上的數(shù)據(jù)，使用這一定律，便可預(yù)測(cè)出地震發(fā)生的大致位置、震級(jí)及頻率。不過(guò)需要注意的是，可預(yù)測(cè)的是頻率，而非“何時(shí)”發(fā)生。
雖然預(yù)測(cè)到了東日本大地震，但弄錯(cuò)了震級(jí)
平田：日本東北地區(qū)在日本東北地方太平洋近海地震發(fā)生之前，就是一個(gè)地震多發(fā)地帶。2008年地震調(diào)查研究推進(jìn)本部制作的地圖預(yù)測(cè)，30年內(nèi)有99％的幾率在宮城縣海域發(fā)生地震。
但這個(gè)地圖在某種意義上出現(xiàn)了差錯(cuò)。那就是預(yù)測(cè)地震在里氏7.5～8級(jí)，但實(shí)際上卻達(dá)到了里氏9級(jí)。能量相差30倍。
由于觀測(cè)史上從來(lái)沒(méi)有過(guò)里氏9級(jí)的地震，因此根本無(wú)法預(yù)測(cè)出來(lái)。順便一提，全球觀測(cè)到的里氏9級(jí)地震也只有5次。比如1960年的智力地震和2004年的蘇門(mén)答臘地震等。
——我想確認(rèn)一下，如果是已有規(guī)模的地震，便可知曉其發(fā)生位置、震級(jí)及頻率，但并不會(huì)知道“何時(shí)”發(fā)生。而且目前無(wú)法預(yù)測(cè)到觀測(cè)數(shù)量較少的大地震。
平田：是這樣的。由于Gutenberg Richter定律的存在，可以預(yù)測(cè)到小型地震，但大地震因數(shù)據(jù)較少，統(tǒng)計(jì)方面存在偏差，因此無(wú)法預(yù)測(cè)。很遺憾無(wú)法預(yù)測(cè)令大家擔(dān)心的大地震。
——盡管如此，如果預(yù)測(cè)到里氏6～8級(jí)的地震，也可有效防災(zāi)等，為社會(huì)做出巨大貢獻(xiàn)。
平田：因此我們一直在不斷進(jìn)行研究，制作出很多種預(yù)測(cè)模型，然后與實(shí)際的地震進(jìn)行對(duì)照。其中，關(guān)于里氏4級(jí)和5級(jí)的地震，其預(yù)測(cè)精度已經(jīng)越來(lái)越高。
比如，里氏9級(jí)的日本東北地方太平洋近海地震發(fā)生后，超過(guò)里氏7級(jí)的余震發(fā)生了7次，其中最大的是在茨城縣海域發(fā)生的里氏7.6級(jí)地震。我們針對(duì)余震，利用很多模型進(jìn)行驗(yàn)證，發(fā)現(xiàn)有些模型可以預(yù)測(cè)到。
不過(guò)所有的模型都是在事后進(jìn)行驗(yàn)證。為了可有效防災(zāi)，必須實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)預(yù)測(cè)。如今，地震的波形需要由專(zhuān)家親自斷定，這需要花費(fèi)時(shí)間，因此無(wú)法做到實(shí)時(shí)預(yù)測(cè)。
而緊急地震速報(bào)是由儀器設(shè)備自動(dòng)分析地震波的數(shù)據(jù)進(jìn)行預(yù)測(cè)，而非人工操作。因此，有時(shí)會(huì)像前些日子發(fā)出的緊急地震速報(bào)那樣，發(fā)出了奈良縣將發(fā)生大地震的速報(bào)，結(jié)果卻是出現(xiàn)了差錯(cuò)。
目前是由專(zhuān)家斷定地震波，但隨著科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步，今后很可能自動(dòng)進(jìn)行準(zhǔn)確判斷。為了進(jìn)一步擴(kuò)大可預(yù)測(cè)范圍，我們將繼續(xù)不懈努力。（作者：大西孝弘，日經(jīng)能源環(huán)境網(wǎng) 供稿）
