致謝和聲明：

感謝日本氣象廳和K-NET為本研究提供數(shù)據(jù)支持。感謝日本埼玉大學黨紀老師和東京大學蘇迪老師為我們課題組提供了日本方面最新的震害調研數(shù)據(jù)。

一、地震情況簡介

2021年2月13日22時08分在日本福島縣東部海域發(fā)生7.1級地震，震源深度60千米，后更正為7.3級，震源深度55千米。地震發(fā)生后，RED-ACT系統(tǒng)很快給出了破壞力評估報告（詳見RED-ACT: 2月13日日本福島縣7.1級地震破壞力分析），如圖1所示。

圖1地震后RED-ACT發(fā)布的破壞力分析報告

二、實際建筑震害情況

根據(jù)日本消防廳2月17日9:00（UTC+9）發(fā)布的第11次報告[1]（后文簡稱《調查報告》），本次地震共造成1945棟住宅發(fā)生“一部破損”，52棟住宅發(fā)生“半壞”或“全壞”。圖2所示為當?shù)亟ㄖ湫驼鸷η闆r[2,3]。

圖2 當?shù)亟ㄖ湫驼鸷η闆r[2,3]

地震后約1小時，RED-ACT系統(tǒng)給出的震害評估結果如圖3所示，主要破壞狀態(tài)為輕度破壞，部分臺站達到中度破壞，個別臺站出現(xiàn)極小比例的重度以上破壞。由于福島地區(qū)曾在2011年經歷過311東日本大地震，很多抗震性能不佳的建筑當時就已經遭到了破壞或進行了加固修復，所以本次地震發(fā)生中度和輕度破壞的建筑數(shù)量總體上少于RED-ACT系統(tǒng)基于日本全國平均水平的預測結果。因此，獲取更為合理的建筑基礎數(shù)據(jù)是準確震害預測的關鍵，也將是我們后面研究的重點。

圖3 RED-ACT系統(tǒng)的震害預測結果

震后，日本防災研究所和美國USGS也在短時間內發(fā)布了各自的震害預測結果。日本防災研究所的NIED-CRS給出的建筑物破壞分布如圖4所示[4]，認為大片區(qū)域（市、町、村）將出現(xiàn)50~500棟建筑物的毀壞（日語“全壞”），少數(shù)區(qū)域（市、町、村）將出現(xiàn)1000~5000棟建筑物的毀壞（日語“全壞”）。相比本文截稿為止的實際調查損壞情況，以烈度（日語為震度）為基本參數(shù)的NIED-CRS系統(tǒng)顯著高估了本次地震造成的建筑破壞數(shù)量和程度。京都大學的境有紀教授指出，現(xiàn)在使用的烈度（日語為震度）是以較易被人體感知的周期(在0.1到1秒之間)的震動為基準的，而較易造成建筑物損傷的卻是1到2秒周期的震動[5]。對于高頻振動較為卓越的地震動，基于烈度指標的震害預測模型會偏于高估損傷規(guī)模。而RED-ACT采用城市抗震彈塑性分析方法，可以全面考慮地震動的振幅、頻譜、持時以及建筑物的動力和強度特性，因此對建筑最大破壞程度的預測優(yōu)于NIED-CRS系統(tǒng)的預測結果。

圖4 日本防災研究所給出的各行政區(qū)建筑破壞估算

美國USGS的PAGER系統(tǒng)給出的災害預警如圖5所示[6]，總體預警為橙色（全國范圍的響應和影響）。其中，人員遇難預警為黃色，認為本次地震有49%的可能性造成1~100人遇難。《調查報告》給出的遇難人數(shù)為0，受傷人數(shù)為173，也顯著小于PAGER的估計。

圖5 美國PAGER系統(tǒng)給出的震害估計

三、地震滑坡情況比較

《調查報告》指出，地震在當?shù)匾l(fā)了兩處滑坡，現(xiàn)場照片如圖6所示[7,8]。

圖6 實際滑坡情況

RED-ACT系統(tǒng)對重點區(qū)域的分析結果如圖7所示，可見該區(qū)域附近存在發(fā)生滑坡的高風險區(qū)（坡度高于滑坡臨界坡度處），其中紅框內為滑坡實際發(fā)生地點（相馬市常磐高速公路）。可見RED-ACT系統(tǒng)有助于判斷滑坡高風險區(qū)。而PAGER分析結果表明該區(qū)域發(fā)生滑坡的概率非常低(圖8)。

圖7 RED-ACT系統(tǒng)的滑坡預測結果

圖8 PAGER系統(tǒng)對本次日本地震滑坡的分析結果