唐山、宜賓都是10km深的5.1級地震，破壞程度怎么差別這么大？

很多朋友昨天都關注到這個新聞：

“據(jù)中國地震臺網(wǎng)正式測定，4月6日7時50分在四川宜賓市興文縣發(fā)生5.1級地震，震源深度10千米，震中位于北緯28.22度，東經(jīng)105.03度?！?

我們的RED-ACT(Real-time Earthquake Damage Assessment using City-scale Time-history analysis)系統(tǒng)也馬上給出了這次地震的地震破壞力、加速度感受及滑坡次生災害分析結果（詳見：RED-ACT | 4月6日宜賓興文5.1級地震破壞力分析）。

根據(jù)新華社消息，“截至6日17點30分，興文縣5.1級地震共造成房屋受損645戶719間，已緊急轉移247戶1045人，興底路(省道S444)中斷2處，村道受損5處?！盵1] 由昨天的宜賓興文地震我就想到了2020年唐山古冶的5.1級地震?！皳?jù)中國地震臺網(wǎng)正式測定，7月12日6時38分在河北唐山市古冶區(qū)發(fā)生5.1級地震，震源深度10千米，震中位于北緯39.78度，東經(jīng)118.44度。”可以看到，對比宜賓和唐山兩次地震，除了地震的時間地點外，測定的震級和震源深度都一模一樣。但是唐山的震損怎么樣呢？“唐山古冶5.1級地震，經(jīng)實地調(diào)查，截止2020年7月13日15時，震中及周邊地區(qū)300平方公里范圍內(nèi)無人員傷亡，個別老舊房屋有輕微裂縫”[2] 同樣是5.1級地震，同樣是10km震源深度，為什么一個震害明顯大得多，另一個震害明顯小得多呢？當然，每一個熟悉地震工程的專家都知道，這是因為地震是很復雜的，同樣震級、同樣深度的地震，受到不同發(fā)震機制、傳播路徑、場地條件的影響，引起的破壞可能有巨大差異。比如圖1所示為興文5.1級地震和唐山5.1級地震記錄到的最強地震動對比，可見差異非常巨大，進而引起的破壞肯定也差異非常顯著。

圖1興文5.1級地震和唐山5.1級地震記錄到的最強地震動對比

但是這個解答肯定不能讓廣大群眾滿意。這個世界上的事情都是很復雜的，搞研究的意義，就是設法找到復雜問題的解決辦法，對于地震震害評估這個復雜問題也是類似的要求。
那能不能找到一個簡單的解決辦法呢？ 舉個大家生活中的例子：氣溫是由太陽、地球和大氣運動共同決定的，是一個很復雜的問題。但是從來沒有人會因為搞不清楚太陽、地球和大氣運動這個復雜問題而不知道早上出門該穿多少衣服。大家是怎么做的呢？首先看一下溫度表，知道今天大概的氣溫，對穿衣多少有了一個初步的估計。并且穿多少衣服除了氣溫以外，還要受到當天的風力、濕度以及個人的抗寒能力等具體因素的影響。這個時候大家再在窗口看一眼，參考一下街上不同行人的穿衣情況，特別是自己的同性別同齡人的穿衣情況，這時候就可以放心出門了。 所以這個生活決策過程的典型特點是：

(1) 對于復雜的影響因素（太陽、地球和大氣運動），大家只是作為一個參考；

(2) 最終決策，更依賴于局部針對性的觀測數(shù)據(jù)（溫度計）；

(3) 考慮到個體承受能力的差異，還要參考一下相近個體的情況（看看窗外不同行人的穿衣情況）。

因此，對于地震震害評估問題，也可以參考類似的思路。確實，從震級到震損之間的關系實在是太復雜了，短期內(nèi)未必能取得大的突破。那我們完全可以換個思路，通過密布的地震臺站測得當?shù)氐牡孛孢\動強度，就像溫度計那樣，給出當?shù)鼐植康尼槍π杂^測數(shù)據(jù)。然后，再像參考不同行人的穿衣情況那樣，選定一些代表性的建筑和城區(qū)，看看當?shù)赜涗浀牡卣饎訒Υ硇缘慕ㄖ统菂^(qū)產(chǎn)生多大的破壞。 上述過程就是RED-ACT（Real-time Earthquake Damage Assessment using City-scale Time-history analysis）系統(tǒng)的工作原理。我們首先選擇臺站實測的地震動作為震害評估的依據(jù)，不必去研究這個地震動到底是6.0級地震引起的還是7.0級地震引起的。就像我們知道今天氣溫是30度，我們不用管這個30度是太陽黑子爆炸引起的還是地球厄爾尼諾現(xiàn)象引起的。然后我們把這個地震動輸入到典型的建筑、橋梁和城區(qū)里面，看看這些典型對象的破壞情況，進而估算出當?shù)乜赡艿恼鸷η闆r。從而繞開了震害評估中最復雜的問題，有效提升了評估的可靠性。圖2和圖3分別是RED-ACT給出的唐山古冶5.1級地震和宜賓興文5.1級地震的震害評估圖，震損程度差別看得很清楚，充分體現(xiàn)出RED-ACT方法的優(yōu)點。
圖2唐山古冶5.1級地震的震害評估圖

詳見：RED-ACT: 7月12日唐山5.1級地震破壞力分析

圖3宜賓興文5.1級地震的震害評估圖

當然，RED-ACT這套方法實現(xiàn)的前提是密集的地震臺網(wǎng)和高效的傳輸網(wǎng)絡。而這不正是中國當前最擅長的事情么？
最后再補充一張對比圖。圖4是RED-ACT系統(tǒng)評估的地震誘發(fā)滑坡風險圖，認為對于這次地震，震中附近坡度大于44-49度的區(qū)域有地震誘發(fā)滑坡風險。圖5是新聞報道的地震后滑坡照片。當然，地震誘發(fā)滑坡是一個很復雜的問題，國內(nèi)外很多專家都做了非常好的工作，我們的研究也在探索過程中，其效果還需要反復論證。我們具體方法可以參閱：新論文：基于實測地震動的近實時地震滑坡預測方法(并附源程序)。

圖4 RED-ACT系統(tǒng)給出的分析結果(根據(jù)氣象臺資料，當?shù)?月1日到5日均有降雨)

圖5新聞媒體報道的當?shù)鼗抡掌?

參考文獻：

1新華社，https://www.sohu.com/a/535823762_267106

2唐山市應急管理局，http://yjglj.tangshan.gov.cn/anjianju/ajjtongzhigonggao/20200714/942101.html