损前预防胜过损后补救
——访美国FM Global 特聘地震研究员荣玉仿
来源:中国矿业报
作者:张 立
发布时间:2013-09-03
人类目前无法准确预测地震的发生，但是可以在地震造成损失之前提前预防。
近日在北京大学举行的第八届国际统计地震学学术研讨会上，美国法特瑞互助保险公司（FM Global）特聘地震研究员荣玉仿作了主题为“俯冲带地震的限制震级”的演示报告。她和与会者探讨了有关怎样在地震多发区科学选址的问题，分享了FM Global在预防大规模地震灾害发生、科学合理减少财产损失方面的研究成果，受到了众多媒体的热议。
研讨会后，记者采访了这位本科和硕士研究生均就读于北京大学地球物理系，博士学位取得于加利福尼亚大学洛杉矶分校（UCLA）地球和空间系的高材生。
记者：您为什么如此关注地震最大震级问题？
荣玉仿：地震最大震级的问题是一个急需解决却很难解决的问题。地震最大震级是很多地震危险性评估中不可回避的参数，也是在设计重要建筑的时候，需要考虑的一个重要的地震工程学因素。从事商业决策和制定政策的人也需要了解它，以便可以应付那些极端的大灾害。
之前地震学家们提出了一些方法来推断未来可能发生的地震的最大震级，常用方法包括检查历史地震记录中记录的最大地震震级，根据已知断层的长度来推算，以及从俯冲带的俯冲速度和海洋岩石圈的年龄来估算。但是最近一些年发生的地震证明了以前提出的各种办法都有缺陷——一般来说总是低估最大的震级。因为跟地球的年龄比起来，我们的地震记录太短了，大地震的数据还是不够多。比如2011年的日本地震和2004年的印度尼西亚地震，都是9级地震，可是以前都认为那两个地方的地震不可能超过8.5级。低估了地震震级就会低估地震和海啸的危险性。这两个地震带来的危害都是例证。
记者：您从何时开始研究这一问题？目前取得了哪些进展？
荣玉仿：我和我的合作者UCLA的教授David Jackson一同从前年开始研究这一问题。
首先，我们发现地震最大震级的说法本身就有问题。因为用已有的数据，基本上无法确定将来会发生的最大地震能有多大，而且就算计算出来，也无法用已有的数据检验其真伪。
科学是需要被检验的。所以在这个项目里，我们提出了一个新的概念：在将来一段时间内有可能发生的最大地震，也就是我们给最大地震加了一个时间限制，但我们不是去寻求一个绝对的数字，而是估计一个分布。
我们从两个方面解决这个加了时间限制的最大可能震级：第一，用震级频度分布，就是用中小地震的频度来确定大地震的震级和频度；第二，用板块运动积累的能量作为额外限制。
记者：为什么您将最大震级问题放在俯冲带上加以研究？
荣玉仿：世界上90%的地震都发生在环太平洋地震带。所以我们首先计算了沿着太平洋的各个俯冲带在未来各个时间段内可能发生的最大地震。然后又针对美国西北太平洋里的卡斯卡迪亚俯冲带（Cascadia subduction zone）做了深入的研究。这个俯冲带很特别，过去100年来没有发生过什么大地震。几十年前，很多地震学家认为这个俯冲带不会发生大地震。直到后来，地质地震学家证实了日本的一个海啸是由美国西北部这个俯冲带地震引起的。后来很多证据表明，过去1万年来，这里曾经发生过几十个八九级的大地震。我们结合现代地震数据和古地震数据，有效地解决了这个地方的最大震级问题。
其实，人们在20世纪三四十年代就发现了地震震级和频度之间的经典关系——“古登堡-里克特”关系。但这个经典关系对很大的地震不成立。所以我们就采用了一个改进的关系：尾部渐弱的（Tapered）“古登堡-里克特”关系。这个改进的关系是我在UCLA的同事和前辈 Yan Kagan发明的，Kagan也是非常有名的统计地震学家。我们结合过去的地震记录和板块运动模型，估算了各个俯冲带的这个改进关系的参数。过去的地震记录给我们的计算提供了统计基础，板块运动模型提供了物理基础。我们的方法避免了过去常用方法存在的缺陷。
记者：在此次研讨会上，你们展示这样研究成果的初衷是什么？
荣玉仿：每届国际统计地震学学术研讨会都为大家提供了展示在统计地震学研究领域最新成果的机会。通过与该领域的国际专家交流，可以提高我们在该领域的研究水平。
目前，我受聘于美国法特瑞互助保险公司。FM Global是一家独特的保险公司，侧重于以防损工程技术为基础的风险管理。从创立至今近两个世纪来，FM Global一直都信守着同样的一个商业理念：损前预防胜过损后补救。
我和现在的同事们一起负责用最新的数据和方法来研究、维护和更新公司的全球地震灾害和风险图。我们的工程师们用这个图来帮助客户做风险评估，指导客户降低风险。我们也会按照客户要求做一些他们感兴趣的其它地震灾害研究。此外，FM Global也是Global Earthquake Model (GEM)的赞助者之一。这个非营利组织致力于建立一个最好的全球地震灾害模型，研究结果会与世界分享。对这个组织，我们不仅提供资金，也提供技术支持。我们经常参加GEM的很多会议，共同商讨如何解决遇到的重要难题，建议他们怎么样才能做得更好，并且评估他们的技术报告。
刚才说到的方法也可以推广到不是俯冲带的地区，比如中国的大陆。我们此行就是要告诉大家：地震不可预测，但我们可以尽力把灾害造成的损失降到最低！
近日在北京大学举行的第八届国际统计地震学学术研讨会上，美国法特瑞互助保险公司（FM Global）特聘地震研究员荣玉仿作了主题为“俯冲带地震的限制震级”的演示报告。她和与会者探讨了有关怎样在地震多发区科学选址的问题，分享了FM Global在预防大规模地震灾害发生、科学合理减少财产损失方面的研究成果，受到了众多媒体的热议。
研讨会后，记者采访了这位本科和硕士研究生均就读于北京大学地球物理系，博士学位取得于加利福尼亚大学洛杉矶分校（UCLA）地球和空间系的高材生。
记者：您为什么如此关注地震最大震级问题？
荣玉仿：地震最大震级的问题是一个急需解决却很难解决的问题。地震最大震级是很多地震危险性评估中不可回避的参数，也是在设计重要建筑的时候，需要考虑的一个重要的地震工程学因素。从事商业决策和制定政策的人也需要了解它，以便可以应付那些极端的大灾害。
之前地震学家们提出了一些方法来推断未来可能发生的地震的最大震级，常用方法包括检查历史地震记录中记录的最大地震震级，根据已知断层的长度来推算，以及从俯冲带的俯冲速度和海洋岩石圈的年龄来估算。但是最近一些年发生的地震证明了以前提出的各种办法都有缺陷——一般来说总是低估最大的震级。因为跟地球的年龄比起来，我们的地震记录太短了，大地震的数据还是不够多。比如2011年的日本地震和2004年的印度尼西亚地震，都是9级地震，可是以前都认为那两个地方的地震不可能超过8.5级。低估了地震震级就会低估地震和海啸的危险性。这两个地震带来的危害都是例证。
记者：您从何时开始研究这一问题？目前取得了哪些进展？
荣玉仿：我和我的合作者UCLA的教授David Jackson一同从前年开始研究这一问题。
首先，我们发现地震最大震级的说法本身就有问题。因为用已有的数据，基本上无法确定将来会发生的最大地震能有多大，而且就算计算出来，也无法用已有的数据检验其真伪。
科学是需要被检验的。所以在这个项目里，我们提出了一个新的概念：在将来一段时间内有可能发生的最大地震，也就是我们给最大地震加了一个时间限制，但我们不是去寻求一个绝对的数字，而是估计一个分布。
我们从两个方面解决这个加了时间限制的最大可能震级：第一，用震级频度分布，就是用中小地震的频度来确定大地震的震级和频度；第二，用板块运动积累的能量作为额外限制。
记者：为什么您将最大震级问题放在俯冲带上加以研究？
荣玉仿：世界上90%的地震都发生在环太平洋地震带。所以我们首先计算了沿着太平洋的各个俯冲带在未来各个时间段内可能发生的最大地震。然后又针对美国西北太平洋里的卡斯卡迪亚俯冲带（Cascadia subduction zone）做了深入的研究。这个俯冲带很特别，过去100年来没有发生过什么大地震。几十年前，很多地震学家认为这个俯冲带不会发生大地震。直到后来，地质地震学家证实了日本的一个海啸是由美国西北部这个俯冲带地震引起的。后来很多证据表明，过去1万年来，这里曾经发生过几十个八九级的大地震。我们结合现代地震数据和古地震数据，有效地解决了这个地方的最大震级问题。
其实，人们在20世纪三四十年代就发现了地震震级和频度之间的经典关系——“古登堡-里克特”关系。但这个经典关系对很大的地震不成立。所以我们就采用了一个改进的关系：尾部渐弱的（Tapered）“古登堡-里克特”关系。这个改进的关系是我在UCLA的同事和前辈 Yan Kagan发明的，Kagan也是非常有名的统计地震学家。我们结合过去的地震记录和板块运动模型，估算了各个俯冲带的这个改进关系的参数。过去的地震记录给我们的计算提供了统计基础，板块运动模型提供了物理基础。我们的方法避免了过去常用方法存在的缺陷。
记者：在此次研讨会上，你们展示这样研究成果的初衷是什么？
荣玉仿：每届国际统计地震学学术研讨会都为大家提供了展示在统计地震学研究领域最新成果的机会。通过与该领域的国际专家交流，可以提高我们在该领域的研究水平。
目前，我受聘于美国法特瑞互助保险公司。FM Global是一家独特的保险公司，侧重于以防损工程技术为基础的风险管理。从创立至今近两个世纪来，FM Global一直都信守着同样的一个商业理念：损前预防胜过损后补救。
我和现在的同事们一起负责用最新的数据和方法来研究、维护和更新公司的全球地震灾害和风险图。我们的工程师们用这个图来帮助客户做风险评估，指导客户降低风险。我们也会按照客户要求做一些他们感兴趣的其它地震灾害研究。此外，FM Global也是Global Earthquake Model (GEM)的赞助者之一。这个非营利组织致力于建立一个最好的全球地震灾害模型，研究结果会与世界分享。对这个组织，我们不仅提供资金，也提供技术支持。我们经常参加GEM的很多会议，共同商讨如何解决遇到的重要难题，建议他们怎么样才能做得更好，并且评估他们的技术报告。
刚才说到的方法也可以推广到不是俯冲带的地区，比如中国的大陆。我们此行就是要告诉大家：地震不可预测，但我们可以尽力把灾害造成的损失降到最低！
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