拉奎拉地震事件对可操作地震预报的经验教训＊

动 态

拉奎拉地震事件对可操作地震预报的经验教训＊

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

编者按：本文是2012年4月19日美国地震学会（SSA）年会的公共政策午餐会时的致辞。2012年10月22日，意大利法院宣判6名地球科学家和1名公共安全官员过失杀人罪，SRL发布了控告书的内容。正式的文本可以访问www.seismosoc.org／italy／获取。SSA对这一判决的声明刊于本期SRL中新闻和按语栏，可参见http：∥www.seismosoc.org／news／newsitem.php？id＝i20121011183。

2009年4月6日的拉奎拉地震（震级6.3）造成309人死亡、1 500多人受伤，并使数万人无家可归。2010年6月，意大利民防局（Department of Civil Protection，DPC）的副主任及其咨询机构之一的重大灾害预测和预防委员会的6名科学家均被指控犯有过失杀人罪。两次司法复查之后，案件被要求进行审判，并于去年9月开始。起诉已在几周前完成，现在审判已进入辩护阶段。与此同时，根据最新披露的窃听到的地震之前的电话录音，正在准备对DPC前负责人Guido Bertolaso进行指控。

案件迅速引起科学家们的强烈反响。2010年6月起诉的消息一传出，引起了大家的愤怒。起诉书好像指责科学家们没有给当地居民警报，即本地即将发生地震——未能预测。众所周知，大地震在短期内不能被准确预测。为什么意大利法院将设法惩罚科学家对他们不知道（和现在仍然）如何去做的事无所作为呢？

世界各地的科学组织，包括国际大地测量与地球物理学联合会（International Union of Geodesy and Geophysics，IUGG）、美国科学促进协会（American Association for the Advancement of Science，AAAS）、美国地球物理学会（American Geophysical Union，AGU）和美国地震学会（Seismological Society of America，SSA）都给意大利总统写信表示抗议。SSA主席Rick Aster在给总统的信中指出，“起诉科学家是因为未能实现地震预报，实现地震预报在目前是不可能的，这是对科学和社会的共同伤害。”

然而，最终由原告提交的法庭文件控告的不是不作为犯罪，而是有作为犯罪。指控科学家进行的风险评估是“泛型和无效的”，为民防当局和公众提供的“有关地震灾害的性质、原因和未来发展趋势是不完整、不准确和矛盾的信息”，并且他们认定主震前约3个月影响拉奎拉的震群的是“正常的地质现象”。在案件提交审判的过程中，拉奎拉法官同意起诉被告所作的公开声明“阻挠了旨在保护公众的活动”。

1 拉奎拉到底发生了什么？

本案的事实是复杂的。2009年1月拉奎拉地区的地震活动增加，致使学校疏散和采取其他防范措施。从2月开始，媒体报道的焦点是在拉奎拉附近的格兰萨索国家物理实验室工作的当地技术员吉安保罗·朱利亚尼（Gioacchino Giuliani）发布的一系列业余地震预测。这些预测是根据他自己设计的伽玛射线探测器测量的氡浓度得出的，没有官方的效力，但被广泛报道并认真对待，引起一些公民撤离其城镇。其中至少有两次预测是虚报。从朱利亚尼或其他任何人那里没有确凿的证据证明，他向公众或任何民事当局发布过主震的有效预测。

基于对朱利亚尼2月份地震预测的响应，政府科学家公开表示对地震预测没有经过验证的方法，在意大利这一地区有震群活动是常见的，发生大地震的概率仍然很小。这些做法从技术上讲是正确的，但不能消除公众的关注。DCP 3月31日在拉奎拉召集了非常规的重大灾害委员会的公开会议。

根据最近公布的会前窃听到的录音，Bertolaso告诉一位地方官员说，专家们被召集在一起“不是因为我们感到恐惧和担心”，而是因为“我们想要让市民放心”。Bertolaso向官员解释说，会议是“更多的媒体操作”。尤其是，专家们将会说，“100个震级是4的地震肯定比平静更好，因为100个地震释放了能量，就不会有破坏性地震发生了”。

会议很短而且当地官员参加了，重大灾害委员会得出的结论是：“没有理由说一系列小震级事件可以肯定地预测出一个强地震发生”。这种论断在科学上是正确的，虽然几乎没有地震学家认为它在科学上是全面的。在这次会议之前的新闻发布会上，既不是地震学家也不是重大灾害委员会成员的DCP副主席Bernardinis说：“科学组织告诉我们没有危险，是因为有能量正在释放。这种情况看起来对我们有利”。这种论断在科学上是不正确的。

余震一直持续到4月，致使更多的学校疏散。4月5日下午11时前不久，就在主震前几个小时，一个3.9级地震袭击了该城市。在一次《自然》（Nature）杂志采访中，Vittorini描述了他与妻子和他惊恐的9岁女儿争论当晚是否在室外度过这是对意大利这一地区的地震活动通常的响应。想起权威发言声称，每次震动减少了大地震的可能性，他说服他的家人留在他们自己的公寓大楼里。主震时公寓大楼倒塌了，他的妻子和女儿还有其他5人遇难。在拉奎拉的几乎每个人，包括检察官都失去了亲人或朋友。像Vittorini那样的悲惨证词成为这一起诉的案件的大部分内容。

在拉奎拉灾后的几个星期，意大利政府召集了一个关注民防的国际地震预报委员会（International Commission on Earthquake Forecasting for Civil Protection，ICEF），该委员会由来自中国、法国、意大利、英国、德国、希腊、俄罗斯、日本和美国9个国家的10个有经验的科学家组成。本人担任该委员会主席。DPC要求我们负责报告短期地震预测方法的现状并提出建议如何让他们能更有效地实施民防。我们在拉奎拉、波茨坦和罗马举行会议，拉奎拉地震后不到6个月，2009年10月2日我们发表了调查结果和建议。最终报告共77页，完全记录了我们的这些调查结果和建议，经过同行评审、修改，最后全文发表在地球物理学年报（Annals of Geophysics）［1］。该报告题为“可操作的地震预报：认知状态和应用指南”，可以从该杂志网站免费下载（www.annalsofgeo－physics.eu／index.php／annals／article／view／5350）。

委员会定义的“可操作的地震预报（OEF）”涉及两项关键活动：持续地更新关于未来将发生潜在破坏性地震的权威信息，并以官方认可的方式在面临危险的民众中宣传这些信息以加强地震防备。

ICEF报告记录了有关OEF的几个科学结论。尤其是，尚无有效的方法可以高概率来预测地震。但是，因为地震释放能量和最终会导致未来地震的构造应力的突然改变，使得地震危险性随时间发生改变。地震相互作用的统计模型捕获了许多天然地震的短期时空分布特征，比如余震和其他地震序列的激发。这些基于地震活动性的模型提供了许多短期预测方法的得到确认的最高的概率增益。

然而，我们注意到，虽然在有利的情况下，这些概率增益可以很高（相对于长期预测的100～1 000），即使在高地震活动性地区，大地震的概率仍然较低（通常＜每天1%）。我们研究了6个地震高危险性国家（中国、希腊、意大利、日本、俄罗斯和美国），发现在这种高增益、低概率的情况下，他们对适当的准备行动没有进行系统地调查研究。在所有这些国家中，OEF程序的标准化仅处于发展的初期阶段，并且对民防来说，OEF增加的益处相对于长期地震危险性分析还没有得到令人信服的证明。在这些情况下，具有地震预测法定责任的政府机构在发展可操作能力方面相当谨慎。

这些能力的缺乏是意大利当局在拉奎拉被困的原因之一。地震前的一周科学家们可能知道，大的震动不是很有可能：误报概率（如果警报被发布）超过漏报概率（如果警报不发布）的倍数大于100。即便如此，地震活动通过显著性因子增加了一次大地震的概率，或许高于长期平均达100倍。

被朱利亚尼的预测弄昏了，当局并没有强调这增加的危险，他们也没有重点建议拉奎拉的人们针对地震危险做必要的准备措施。相反，他们被陷入处理简单的是或否的问题：“较大的地震会袭击我们吗？”他们不能确凿地回答这个问题，但能使人们平静，他们的发言令人放心，被广泛地解释为“反报警”，也就是说，有一个明确的声明，大地震不会发生。这种理解成为拉奎拉指控的核心。

我可以看到被起诉的公职人员想在混沌的情况下善意地保护市民但没有得到善报。事后看来，他们的失误在于未能突出增加的危险而令人感到遗憾，但是，受到压力的风险咨询系统的无作为和由非科学家代表该系统的误述几乎不能被解释为部分科学家个人的犯罪行为。只能寄希望于司法理智占上风。

2 危险性和风险的传播

然而，这种情况给我们提供了一个思考一些重大问题的机会，对于从事灾害管理和风险信息交流的科学家而言，这些问题肯定还会遇到。拉奎拉的主要教训之一是，需要将提供自然灾害客观信息的科学顾问和必须权衡预防措施的利益和误报或漏报的代价的城市决策者分开。拉奎拉事件表明，混淆这些角色能导致麻烦。

ICEF的结论是，实现这种分离的最佳途径是使用概率而不是确定性的语言来表征地震危险性的短期变化。我们建议DPC应支持发展基于地震活动性的预测方法来量化短期概率变化，并且我们对实施OEF系统提出了一系列建议：

（1）应该给公众提供未来地震短期概率的权威的、科学的、一致的、透明的和及时的信息的公开来源。

（2）在正常的地震活动期间和地震危机期间，都应定期提供这种信息。公众必须在科学对话中受到教育，通过反复沟通了解可预测的是什么。机构不应该在地震危机时期尝试传递信息的新方式。

（3）公众咨询应基于业务合格、定期更新的地震活动性预测系统，专家对这种系统在地震信息的创建、发布和应用方面都进行了严格的审查和更新。

（4）所有可操作模型的质量都应该由回顾性测试来评估它的可靠性和性能，同时，它们也应该对已经建立的长期预测模型和供比较的依赖于时间的模型进行连续的前瞻性测试。我们的报告特别建议将地震可预测性研究国际合作实验室（Collaboratory for the Study of Earthquake Predictability，CSEP）作为进行盲性能测试的基础设施。

（5）警报程序应标准化，以方便各级政府和公众作决定。

（6）应建立地震概率阈值来指导基于成本和效益客观分析的警报级别，这种分析应包括信息价值的无形方面，比如，在心理准备和复原能力方面的收益。

（7）由社会科学研究建立的有效的公共交流原则应该用来传递地震灾害信息，比如，消息传递的一致性。

在这个近即时信息和高带宽通信的时代，公众对得到权威性的短期预测的期望正在被不断地迅速发展，同时会有更大的危险，就是信息空白会使非正式预测和错误信息大量产生。拉奎拉地震事件说明了为什么在这种富媒体环境下，OEF能力的发展是一项要求，而不是一个选择。

意大利地震专家们在实施OEF所需研究的第一线。ICEF报告强调了他们的成就并提供了建立于他们近期努力的路线图。虽然它是为此目的而写的，我还是希望ICEF的研究将来不仅对意大利有帮助，而且对其他需要可操作地震预测的地震活动区有帮助。全国地震预测评估委员会（National Earthquake Prediction Evaluation Council，NEPEC）和加州地震预报评估委员会（California Earthquake Prediction Evaluation Council，CEPEC）应该仔细研究它的建议。我在CEPEC任职，同时我不得不承认我们的程序确实不太符合ICEF规定的标准。

当然，我们必须保持我们的观点，不允许以对短期预测的关注来削弱我们减少地震风险的长期努力。ICEF强调，长期模型是目前保护公民免受地震灾害的最重要的预测工具，因为他们指导建筑规范的地震安全规定、基于性能的抗震设计和其他减少风险的工程实践，例如，对老的建筑进行翻新以弥补设计上的缺陷。

然而，已经正确完成的短期预测在促进防震减灾方面是对长期地震危险性分析的补充。

这份报告写在2010—2011新西兰基督堂市破坏性地震系列和2011年3月11日日本东北灾难性地震之前。但是，我们从这些悲剧中学到的东西支持ICEF的调查结果和建议。这两个地震序列均强调，我们需要依赖时间的地震灾害的权威信息，特别是在大地震之后。例如，不管喜欢与否，依赖时间的危险性模型对于指导基督堂市的重建和评估世界上最大城市东京当前的危险性将是必要的。

OEF的时代已经来临，SSA在搜集、交流和传播改善依赖时间的预测所需要的知识方面可以做很多。在考虑我们的活动时，我们应该把OEF放在减少风险的其他技术的适当的位置。这些形成一个连续体，包括从长期地震危险性分析、OEF、地震和海啸的早期预警和用于紧急响应的震后信息。这些技术一起可用来跟踪地震发生前后的各阶段，从而减少他们在发生之前，期间和之后的地震危险性。

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

原题：Lessons of L’Aquila for operational earthquake forecasting

（中国地震局地球物理研究所 姚雪绒 译；张天中 校）

（译者电子信箱，姚雪绒：yicong2008＠163.com）

［1］Jordan T H，Chen Y T，Gasparini P，et al.Operational earthquake forecasting：State of knowledge and guidelines for implementation，Final 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。