2013年11月26日08:30
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大數據已開始在預防汽車及基礎設施故障等的安心及安全對策方面得到應用，那麼，能否也應用於在安全對策中尤為受關注的地震預測？記者就此採訪了地震預測研究的權威、日本東京大學地震研究所教授平田直。
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| 1982年東京大學研究生院理學系研究科地球物理學專業博士課程退學。曾擔任過千葉大學理學系副教授、東京大學地震研究所副教授等，從1998年起在現研究所擔任教授。曾任該研究所所長。從2011年起擔任該研究所地震預測研究中心負責人。著作有《巨大地震及巨型海嘯——東日本大地震的驗証》等。 |
——傳感器和計算機的性能提高后，地震的觀測和預測發生了哪些變化？
平田：就結論而言，這10年來數據量迅速增加。但遺憾的是，尚且無法預測大地震。這是因為大地震發生頻率低，相關數據較少。但對於數據量豐富的烈度，目前預測地震發生位置、震級及頻率的精度越來越高。
——那真的很遺憾。目前地震數據量正在迅速增加，請您具體介紹其原因和背景。
平田：大家可能會認為地震只是偶爾發生，但實際上每天都會發生很多次。
裡氏（M）1級以上的地震在日本及日本周邊，一年大約會發生10萬次。東日本大地震（日本東北地方太平洋近海地震）發生后，地震活動變得越發活躍，一年內發生了近百萬次。這相當於10分鐘就發生1次。
日本氣象廳開始收集這些數據是從1923年開始的。但從明治時代開始，並不能掌握所有地震的情況。隨著技術不斷革新，如今連一些小規模地震也可以檢測到，因此可觀測的地震數量正在迅速增多。
——是出於什麼原因開始觀測地震的呢？
平田：是1995年的阪神淡路大地震，地震名為兵庫縣南部地震。同年，日本設立了地震調查研究推進本部，開始在全國各地設立地震觀測點。
其核心是“高靈敏度地震觀測網”（Hi-Net）。日本防災科學技術研究所在全國各地設置了700個觀測點，並逐步加以完善，到2000年前后，觀測網全部建成。
此外，氣象廳設置了約200個觀測點，大學設置了約100個觀測點，觀測點合計達到了約1000個。所有地震的數據可24小時、365天無間斷地匯集到氣象廳，氣象廳和大學的研究者可實時查看這些數據。數據量達到了數萬億字節，真可以說是大數據。
日本東北地方太平洋近海地震發生后，日本開始致力於在海底設置地震儀。日本海洋開發研究機構（JAMSTEC）在北海道海域到關東地區海域之間鋪設了海底光纜，設置了約100個觀測點。觀測精度進一步提高，可觀測的地震數量可能會增多。
日本擁有全球最大的觀測網
——此前的觀測點都設在陸地，而不是海底？
平田：高靈敏度地震觀測網基本上都設在陸地，但准確點說，是設在100米∼200米深的地下。像東京這樣的城市部分，汽車等人工震動較多，會形成自然現象的震動噪聲，因此為了觀測地震會挖很深的井。其中也有3千米深的井。
另外，為了觀測首都直下型地震，地震研究所設置了300個觀測點。比如設置於小學操場地下30米處。
——全球不會再有第二個國家擁有如此之多的觀測點吧。
平田：日本的觀測點密度應該是最高的。平均下來，方圓20公裡就有1個觀測點。在美國，西海岸的觀測點較多，但由於東海岸很少發生地震，幾乎沒有觀測點。
——數據量增加后，預測方式有所改變嗎？
平田：首先，地震的數量會因震級而異。裡氏降低1級，能量就會減弱到30分之1。當然，數量較多的是小型地震，在日本觀測史上，裡氏9級的地震隻有日本東北地方太平洋近海地震一次。
形成大數據的是小型地震。在地震研究領域有一個現象叫做“Gutenberg Richter定律”，就是指裡氏降低一級，地震數量就會增加一位數。如果有幾萬個以上的數據，使用這一定律，便可預測出地震發生的大致位置、震級及頻率。不過需要注意的是，可預測的是頻率，而非“何時”發生。
雖然預測到了東日本大地震，但弄錯了震級
平田：日本東北地區在日本東北地方太平洋近海地震發生之前，就是一個地震多發地帶。2008年地震調查研究推進本部制作的地圖預測，30年內有99％的幾率在宮城縣海域發生地震。
但這個地圖在某種意義上出現了差錯。那就是預測地震在裡氏7.5∼8級，但實際上卻達到了裡氏9級。能量相差30倍。
由於觀測史上從來沒有過裡氏9級的地震，因此根本無法預測出來。順便一提，全球觀測到的裡氏9級地震也隻有5次。比如1960年的智力地震和2004年的蘇門答臘地震等。
——我想確認一下，如果是已有規模的地震，便可知曉其發生位置、震級及頻率，但並不會知道“何時”發生。而且目前無法預測到觀測數量較少的大地震。
平田：是這樣的。由於Gutenberg Richter定律的存在，可以預測到小型地震，但大地震因數據較少，統計方面存在偏差，因此無法預測。很遺憾無法預測令大家擔心的大地震。
——盡管如此，如果預測到裡氏6∼8級的地震，也可有效防災等，為社會做出巨大貢獻。
平田：因此我們一直在不斷進行研究，制作出很多種預測模型，然后與實際的地震進行對照。其中，關於裡氏4級和5級的地震，其預測精度已經越來越高。
比如，裡氏9級的日本東北地方太平洋近海地震發生后，超過裡氏7級的余震發生了7次，其中最大的是在茨城縣海域發生的裡氏7.6級地震。我們針對余震，利用很多模型進行驗証，發現有些模型可以預測到。
不過所有的模型都是在事后進行驗証。為了可有效防災，必須實現實時預測。如今，地震的波形需要由專家親自斷定，這需要花費時間，因此無法做到實時預測。
而緊急地震速報是由儀器設備自動分析地震波的數據進行預測，而非人工操作。因此，有時會像前些日子發出的緊急地震速報那樣，發出了奈良縣將發生大地震的速報，結果卻是出現了差錯。
目前是由專家斷定地震波，但隨著科學技術的進步，今后很可能自動進行准確判斷。為了進一步擴大可預測范圍，我們將繼續不懈努力。（作者：大西孝弘，日經能源環境網 供稿）
