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南方週末唐山地震專題
2006 我們的唐山
熒屏上的唐山大地震
唐山,鳳凰涅三十年
在精神廢墟上重建家園
“五七樓”,六年直起腰來
張家五姐弟的後地震生活
唐山大地震:持續的心靈餘震
“哭牆”:可能面臨拆除收費還要繼續
———回憶唐山大地震的速報

唐山地震時昆明地震臺記錄的模擬地震圖,可以看出已經限幅。

北京遙測地震臺網臺站分佈圖
時間在飛快流逝,負責處理的人員滿頭大汗,心急如焚。但是地震的位置經過反覆處理,仍然遲遲不能確定……
唐山大地震發生已經30年了,作爲一位親歷過此次地震的地震工作者,回顧唐山大地震的速報工作,從專業上吸取經驗教訓,同時澄清某些歷史事實,是一件有益的事情。
一個新階段
1978年7月28日是中國地震工作者永遠難忘的日子,我當時就在原中科院地球物理所北京遙測地震臺網,負責臺網運行維護工作。當時中科院地球物理所負責全國的地震監測和科研工作。
北京遙測地震臺網是我國第一個採用電信傳輸遙測技術的地震臺網。1966年邢臺地震以後,爲了監視北京周圍的地震活動,在周總理的親自指揮下,在郵電部和中科院的共同努力下,於一個星期內在北京周圍建立了8個地震臺。郵電部則將8條電話專線架設到8個地震臺。科技人員採用實線地震信號遙測技術,將8個地震臺的實時地震信號,利用電話線傳輸到北京中關村中科院地球物理所大樓,同時建立了北京遙測地震臺網中心,集中接收記錄和處理地震信號。
臺網的建立標誌着我國地震監測進入了一個新階段,當時在全球也是最先進的地震觀測網。1974年,中美關係改善以後,美國著名地震學家波特(B.B.Bolt)訪問中國時,對中國有北京遙測地震臺網感到異常驚訝,因爲在那個時期,美國遙測地震臺網也是剛剛起步。1975年海城地震後,臺網在十天內完成了擴建工程,傳輸的地震臺擴展爲21個,範圍達到河北省中北部,臺網孔徑達到400公里,成爲當時全球最大的地震遙測臺網之一。
當時北京遙測地震臺網中心地震記錄是採用薰煙和筆繪圖紙記錄,地震的處理是人工操作,就是在發生地震後人工量取震相,然後使用圓規和直尺在地圖上圖處理。當時,一般地震發生後,地震波掃過臺網所有臺站後,地震的速報大概需要30分鐘到一個多小時。但是,在大地震發生時,特別是地震發生在臺網以內時,由於臺網裝備的是微震儀,加上當時的地震記錄器是筆馬達記錄,系統的動態範圍只有大約34dB,一般網內大於3級的地震,記錄就超出線性,地震記錄被限幅。這種情況下,地震數據只有初至到時,震相基本無法識別,對地震的快速定位是非常不利的。同時,大地震對處理工作還有一些干擾因素,比如處理者的心理狀態、其他人員的打擾等等。因此在當時的條件下,大地震發生時處理的時間要比一般地震長得多,需要一個到兩個小時不等。
地震就是命令
1976年我住在北京中關村102樓,7月28日凌晨地震發生時,睡眠中的我還是比較靈敏的,一感覺到震動,我就喊一聲:“地震了!”隨即拉着我的夫人從3樓迅速跑下去。我們是最早跑下樓的。當時看到樓下的路燈電線杆左右搖擺,幅度非常大。地震波過後,我們立刻返回樓上,發現樓道擺着的蜂窩煤已經倒塌,廚房碗櫃上的碗有些已經被晃到地上。可見我們跑下樓時,地震的橫波還未到達北京。
地震就是命令,這是所有地震工作者的自然習慣。我們立即用水潑滅了蜂窩煤爐,拉下電閘斷掉電源,再次奔下樓,騎上自行車,向當時北京臺網中心所在地三里河奔去。根據我們的經驗和震感頻率,判斷地震離北京至少100多公里,而且是一個強震。這時東方已經開始矇矇亮。一路上我們看到馬路上驚慌的人羣和震倒的供暖鍋爐的煙囪,深感這次地震的嚴重性。我們以極快的速度趕到位於中科院院內的北京遙測地震臺網中心,這時大約是4時半左右。
當我進入設在中科院大樓南側一樓的臺網中心地震值班室時,已經是一屋子的人了,都是比我早到的臺網人員、所裏的專家及科學院和地震局的領導,他們大部分住在附近。當時地震的震中位置還沒有最後確定,但是從地震記錄完全可以斷定,地震發生在北京東部。北京臺網是24小時職守的單位,其重要的任務之一就是大地震速報。“大震速報”是地震行業的術語,就是將發生的大地震的發震時刻、震中位置和震級(稱爲地震三要素)快速測定出來並上報給各級主管部門。
當時全國只有北京一個遙測地震臺網,不像現在全國幾乎各省都有遙測地震臺網,因此北京臺網承擔着很重的任務,負責國內外大地震的速報。儘管北京遙測地震臺網的孔徑只有400公里,對遠震的定位能力有限,但是遙測臺網畢竟是可以實時收到臺網臺站的地震波形信號,可以對大地震進行快速處理。
震中遲遲不能確定
地震當天,分析值班員張志堅是一個剛剛上崗的年輕同志,機務值班員楊惠義是一位有經驗的同志。根據大地震應急處理的程序,我習慣地檢查了臺網21個地震臺的情況。由於這個地震發生在網內,東部的地震信號絕大部分中斷,中部和西部的信號正常,大大小小的餘震一個連着一個,爲了防止地震記錄滾筒記錄重合,趕到臺網中心的臺網技術人員全都根據預定的分工,人工挪動記錄筆和不斷換紙,整個工作是緊張有序的。具有十年地震處理和大地震應急經驗的北京臺網人員在唐山大地震時經受住了考驗。
由於唐山大地震無任何前震,主震突發,又在網內,東部臺站受到地震破壞。唐山地震主震記錄實際上只記錄了地震波的初至到時,後續波形全部限幅。有些臺站的地震記錄,特別是東部臺站,地震初動波形就把記錄的筆桿打飛,無法記錄後續波形。如前所述,唐山地震的速報處理異常困難,值班員和趕到的處理人員使用初至波到時數據,交切的震中位置十分分散,致使無法最後確定。
時間在飛快流逝,負責處理的人員滿頭大汗,心急如焚。當時北京遙測地震臺網還配備一個二類專線電話,在通訊不發達的時代,這種電話專供一定級別的領導和重要部門使用。電話在大地震時,允許臺網值班員與全國任何地方政府和地震臺通話。通過這個電話,值班員及時得到了全國幾個主要地震臺的參數,但是很多地震臺的記錄也限幅了。根據蘭州地震臺的基式地震儀的參數和北京臺網中心的5倍513地震儀記錄,確定了震級爲7.8級。但是地震的位置經過反覆處理,仍然遲遲不能確定。
“不能用東邊的臺站”
時間已經接近5時,這時二類電話鈴響了,我立刻接電話,這是從雲南昆明黑龍潭地震臺打過來的,昆明臺的童汪練同志問我們震中是否確定了,他告訴我:根據他們的記錄測定的震中距,震中應該東距北京160公里臺。由於是單臺,他們只能提供這些數據。我立刻將昆明地震臺的數據告訴了處理人員,這時臺網中心的分析人員張伯民突然醒悟過來說:東邊的臺站初動可能有問題,不能用東邊的臺站!
一句話使大家立刻明白過來,果然將東邊臺站的數據甩掉,交切處理的結果立刻就集中在唐山豐南了。最終確定的速報結果是,發震時刻:1976年7月28日3時42分53.8秒,震中位置:唐山豐南,震級Ms7.8.唐山地震速報就這樣產生了。這時已經過了凌晨5時了。
唐山地震速報如此艱難,是北京臺網大地震速報歷史上從來沒有過的。爲什麼不用臺網東部的地震臺的初至到時數據,處理交切就集中了呢?其實當時在場的所有人都忽略了一個重要問題,那就是位於唐山以東的有些臺站初動是假的。
深刻的啓示
這是因爲,遙測的信道是郵電部提供的有線專線,而電信專線的路由都是經過唐山電信局的。
例如昌黎地震臺的傳輸線路的路由是從昌黎鳳凰山地震臺到昌黎電信局機務站,再到唐山市電信局,經過天津電信局到北京長途電信局,經過北京市話局到達北京遙測地震臺網中心。唐山強烈的地震發生時,傳輸線路已經在唐山受到破壞,臺網中心記錄的“初動”實際是線路在唐山被破壞的時刻。由於地震波的P波的速度是每秒6公里,地震波還沒有到達昌黎地震臺,線路就在唐山被大地震破壞了。因此,在臺網中心記錄的昌黎“初動”信號不是地震波到達昌黎的信號,而是線路在唐山被破壞的時間。由於地震太大,很多筆桿被打飛,被誤認爲是昌黎地震臺的初至波也是情理之中。
唐山大地震速報給遙測地震臺網處理帶來深刻的啓示,那就是對於臺網內發生的大地震,一定要考慮傳輸線路破壞這個因素。
唐山地震後,有些文學作品提到了當時不知道地震的位置,靠唐山的工人進京報告地震位置等等。我將當時進京向中央報告災情的開灤唐山礦工會副主席李玉林的回憶報道摘抄一段:“1976年7月28日凌晨3時42分53.8秒,唐山發生歷史上罕見的大地震,數萬人被埋在廢墟之下。通訊設備被毀,沒有人能準確判斷出震中的準確位置。當日上午,黨中央雖已初步確定了震中,但對災情具體程度卻無從瞭解。震後,時任開灤唐山礦工會副主席的李玉林,果斷帶領曹國成、崔志亮、袁慶武3名同志飛車向首都告急。第一時間將災情報告給中央領導,爲抗震救災工作贏得了寶貴時間……”可見李玉林主要是向中央報告災情的。
唐山地震後,北京遙測地震臺網全體人員以及由地球物理所抽調的部分科技人員,夜以繼日地投入餘震處理和地震活動的監測。在這一特殊時期,他們無從顧及家人和自己的一切,吃住都在臺網中心,表現出了爲國家和人民的利益犧牲一切的崇高精神。
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