预报地震有希望了（转自科学网）

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每次大地震袭来，人们都批评政府反应不够迅速。参与救援的美军一般在几个小时或者几天后抵达现场。更快做出反应的一个办法是，准确预报地震将在何时何地发生。

然而，虽然地震学家开展了大量研究，但是准确预报地震的具体时间和地点仍然难以办到。眼下，新的研究结果带来了希望。

研究人员发现，在地震发生前的几周和几小时能够监测到一些警报信号。如果用合适的传感器加以监测，这些信号可能有助于军方官员更好地部署军队，开展救援。

当地壳构造板块突然在地质断层上滑动时，就会发生地震。这种滑动会释放蓄积的动能，并以地震波的形式传到地表。美国地质勘探局报告说，地球每年要发生几百万起地震。但其中只有少数地震达到破坏性的强度，造成大范围的破坏和人员伤亡。

目前有许多国家致力于研发能监测通常在地震发生前几秒钟出现的微弱机械波的系统。不过，地震发生前还会出现其他迹象。观察者会不经意地看到，在地震发生前的几小时或几天，天空中有亮光。有些人发现，动物行为古怪，还有人发现电讯信号有变化，地面上的红外线异常。这些现象长期以来被视作幻觉和巧合而未被理睬，不过研究人员已经把它们与随后的地震联系起来

“从地质学的角度考虑，作为一种地质现象，地震发生前一定会有许多前兆，对地震前兆掌握得不够多、不够准，是目前我们无法预报地震的核心问题。”

“如果我们能在强震发生前的一两天或者哪怕提前几个小时发布强震预警，我们将能挽救无数生命，降低地震灾害所造成的损失，而这正是我们所从事基础理论研究的价值体现。”

“虽然我们在攻克地震预报这一世界性难题方面已迈出了第一步，但它离实际应用于地震预报还有漫长的路要走，我们还将不断继续深入探索下去，用我们所学到的知识造福于祖国，造福于全人类。”

“科学理论不应该只是已知世界的家政服务员，一种好的科学理论还应该是一把用来开启未知世界大门的钥匙。”

回顾过去的地震预报研究，可以识别出研究中的三类主要思路。

思路一：构造运动

地下岩层突然发生断裂，在极短时间内释放出大量的能量，产生了地面位移和错动并辐射出地震波。构造地震就是这样产生的。这个概念叫做地震的断层成因论。多数地震学专家对此都无异议，差不多已成定论。

至于断层的产生，一般都假设是由于构造运动使地球内部的切应力慢慢积累并在某些地区集中。当积累的应力超过一定限度时，便产生了断裂。这样，地震活动性就与最新大地构造形态发生了联系，即是说，地震应发生在构造差异运动最显著的地区。

沿着这一思路，地震预报的基础是摸清构造运动的态势。1967年初，李四光提出要调查和鉴定现今还在活动的构造带和构造体系，确定活动的程度和频度，进行地应力场的分析，找出确有发生地震危险的地带或地区。1970年编制完1∶400万《中国主要构造体系与震中分布图》。成图后，在20世纪70年代，我国发生7级以上地震共l4次，其中有10次发生在该图预测的危险区域或边缘，即该图覆盖了71%的强震发生区域。此次汶川地震就发生于早已发现的龙门山断裂带。

摸清断层分布后，就需要检测各板块或地块的相对运动，发现那些挤压或拉伸最强烈的断层，它们可能就孕育着地震。

由于当时的技术手段还无力精确、可靠地监测板块或地块的相对运动，可行的选择是监测这种运动的后果——应力异常。邢台地震后，地质部地质力学研究所在李四光指导下，立即在河北隆尧尧山建立了压磁地应力观测站。到1976年唐山地震前后，我国共建立110个地应力观测站。

1966年3月22日河北宁晋发生7.2级震，震中烈度10度。震前十几小时，尧山压磁地应力观测站获得了一个突然加压，地应力曲线呈“膝”状的压力信号，提示了地震与地应力异常的相关性。

1969年谢挺通过河北省里坦镇一个4级多地震地应力状态变化，在世界上第一个提出：地应力曲线的“凹兜”异常主应力方向可以指向震中，多台可交汇震中。

1971年一季度，地震地质大队运用“凹兜”负异常及其异常主应力方向交汇震中区，基本正确地预报了在山西、河北交界南段发生的3个4级左右的地震（2月22日黎城4～3级地震、3月1日临城4.4级地震、3月16日巨鹿4.0级地震)，当年6月3日20时，地震地质大队向中央地震办公室上报《地震预报登记卡》：

时间：1971年6月4日～6月l2日。

地点与震级：

1.昔阳、长治、平遥、临汾连线范围发生5级左右或3.5～4级震群。

2.渤海地区(包括辽宁、长海)发生4级左右。

结果是1971年6月5日发生了4.8级和5.2级地震，震中距昔阳30公里。这是中国及世界上第一张预测破坏性地震三参数基本正确的文字地震预测记录。

2004年12月，中国科学院力学研究所非线性力学国家重点实验室尹祥础在《力学与实践》第26卷第6期上发表《地震预报的新途径加卸载响应比理论》，提出：

“地震的孕育过程就是震源区介质的损伤、演化、破坏过程。这一过程主要是力学过程，抓住这一点就抓住了问题的本质。”

“如果材料的受力单调增加，材料将分别经历弹性变形、损伤、失稳等过程。弹性变形的最本质特征为其可逆性，即加载过程和卸载过程是可逆的，因而，其加载响应率和卸载响应率相同，损伤过程的本质特征与弹性过程相反，具有不可逆性，反映在本构曲线上，其加载响应率大于卸载响应率，这种差异反映了材料的损伤或劣化程度。”

他用岩石作破坏试验，以岩石在压力下的声发射作为响应，计算其加卸载比。试验证明，在弹性变形区间，加卸载比在1附近波动，在试件破坏前夕加卸载比显著上升。论文提供了用此法预测1990~2002年底北京地区4.5级以上地震的效果，预测的准确率高达80％。

类似地，民间学者孙威也从岩石破坏试验和加载、卸载角度研究，但他选择的“响应”是用自制仪器记录的地应力，并用多个站点交汇出可能的震源。

思路二：由前兆找机理

第二种思路认为构造运动不足以解释地震，应从前兆与地震的对应关系中寻求其他解释。

美国地震学家李克特在《地震学初步》中就指出过，真正伴有明确的成因断层的大地震，观测到的并不很多，典型的有日本浓尾地震（1891年）和美国的旧金山地震（1906年），但是更多的大地震是找不到成因断层的，看到的断层多半是次生的，即是说，它们是地震之“果”，不是地震之“因”。

1976年的唐山大地震时，人们在震中区发现了很长的断层，但是在断层上打钻，证明它是很浅的。一个很浅的断层，即使很长，也未必能产生那样大的地震。所以它很可能只是地震的次生现象。

根据断层成因的概念，大地震应该发生在大地构造差异运动较强烈的地区，因此地面上可以观测到的构造差异运动的痕迹就成了估计一个地区的地震危险性的一种判据。但事实上，大地震往往并不发生在有明显差异运动的地方，1966年之前，邢台地区就未发现明显的构造差异运动。

虽然几十公里长的断层所释放的能量是可观的，但分布得也很广。如何能集中在局部地区以产生山崩地裂的破坏，其物理机制也还不清楚。（见《傅承义谈地震》1988年《科学》32卷2期）

这次汶川地震，我国在构造运动方面的监测能力已大大增强，2001年启用的中国地壳运动观测网络正式运行7年，每年超过0.5毫米的移动就能测出。据美国地质勘探局地震学家露西尔·琼斯称：龙门山断层带属于活跃断层，以每年若干毫米的速度在移动，今年的研究记录显示，它今年来每年移动15毫米。(《美国地震专家：短期临震预报是世界性难题》2008年5月20日新华网北京)。

尽管如此，在5月16日人民网强国论坛的访谈中，中国地震局原副局长何永年仍表示：

“对于地震预报来说，研究人员有发现地震前兆的手段，但是通过对地震记录的研究表明，汶川地震确实在震前没有异常前兆。”

看来地震预测不能吊死在一个理论假说上。

傅承义院士于1971年提出关于地震成因的红肿假说：震源区是破裂区，前兆异常场区域是红肿区。根据这样的假说，地震预测的重点应是寻找与地震相关的前兆信息，并试图作出解释。

北京市地震队耿庆国从史料中寻找地震与气象的关系，发现：

“6级以上大地震的震中区，震前1～3年半时间内往往是旱区。旱区面积随震级大小而增减。在旱后第三年发震时，震级要比旱后第一年内发震增大半级。”

1972年11月，在山西临汾召开的地震科学讨论会上，耿庆国据此提出了“旱震关系大地震中期预报方法”。他对旱震关系的解释是：因为地热的变化，引起不容易降雨。事实上有相当多的地震前兆研究在关注地表热辐射。

1975年1月15日，在全国地震趋势会商会议中国东半部组讨论会上，傅承义认为：

“旱震关系是红肿假说的最好的证据——震中所在的特旱区是红区，而大面积旱区则是肿区。”

耿庆国据此作出了一系列的大震的中期预报，涉及的地区包括北京、天津、石家庄、太原或包头、张家口、唐山、沧州、邯郸、介休、大同、银川、固原，以至于被人称为“敢报大震的人”。

旱震关系解决的是中期预报，耿庆国又从气象角度研究短临预报的方法，1975年5月写了第一篇有关论文，在北京市地震队内外进行交流，正式提出地震前30天内的短期临震气象要素五项指标异常的概念、特征及其震例。他据此预测了唐山地震，时间在30天范围内，地点在京、津、唐、渤、张地区。

其实，民国年间《重修隆德县志》总结出的“地震之兆约有六端”，也属此类：

一、井水本湛静无波，倏忽浑如墨，泥渣上浮，势必地震。

二、池沼之水，风吹成谷荇交萦，无端泡沫上腾，若沸煎茶，势必地震。

三、海面遇风，波浪高涌，奔腾萍淘，此常情。若风日晴和，台飓不作，海水忽然绕起，汹涌异常，势必地震。

四、夜半晦黑，天忽开朗，光明照耀，无异日中，势必地震。

五、天晴日暖，碧空晴静，忽见黑云如缕，蜿如长蛇横亘空际，久而不散，势必地震。

六、时值盛暑，酷热蒸腾，挥汗如雨，蓦觉清凉如冰雪冷气袭人，肌之为栗，势必地震。

其中的“天晴日暖，碧空晴静，忽见黑云如缕，蜿如长蛇横亘空际，久而不散，势必地震”，以后就发展为“地震云预测法”。有了卫星云图后，就有人专门观察卫星云图，试图寻找地震的征兆，如民间学者寿仲浩，还曾连续在网络上公布自己据此作出的预报（http://quake.exit.com）。

“九五”期间，我国还在华北、西北、西南等地建立了卫星遥感观测站，接收卫星图像数据，开展相应区域的热异常监视。这或许可视为“红肿假说”的新实践。

沿着这一思路，还有很多研究方向，如地电、地磁、地形变、地下水、动物行为异常、磁暴、天文等等。

思路三：数据导向

1996年，美国学者S.G.Eubank从复杂性科学角度研究地震预测问题，他提出：传统物理的建立模型是试图依据在小尺度范围内得出的物理学定律来解释和预测大尺度事物的性质。对于复杂系统来说，上述方法不大适用。他提出应建立从数据出发的模型(data-driven mode1)，但没有提供实例和具体方法。

在我国的实践中，有人直接利用统计理论进行地震预测。如中国地震局地球物理研究所陈学忠，发现自1800年以来，四川地区7级以上地震发生的时间间隔平均约为16年，最长为34年,最短为3年,时间间隔在23年以下的占83%。自1900年以来，四川地区7级以上地震平均时间间隔为11年，最长为19年，最短为3年。

同时他还发现：1900年以来，在四川地区发生的7次7级以上地震或者是大陆地区的首发地震，或者是其他地区发生7级以上地震，然后再在四川地区发生7级以上地震。

据此他指出：

“从1976年以来四川地区已经26年没有发生7级以上地震，远远超出平均时间间隔,是严重缺7级以上地震的背景。在这个背景下于2001年11月14日在青海—新疆交界发生了8.1级巨大地震,这很可能意味着四川地区下一次7级以上地震孕育已经接近成熟,在未来1～2年的时间内就可能发生!从2003年起就有发生的可能。”

换而言之，自2003年起，四川就进入了地震高危期。（陈学忠《四川地区7级以上地震危险性分析》）

1966年唐山地震后，与李四光一同临危受命的翁文波，在分析大量历史资料和数据后，意识到客观存在的事件集可分为常态子集和异态子集两类。常态子集可用数学期望、方差、平均值、中位值等统计量表现；而重大灾害往往属于异态子集，需另有方法探索其信息结构。由此他提出了“可公度性”等理论，发表了《预测论基础》等一批专著。

从1982年到1992年，他据此预测了60次国内地震，实际发生52次（占86.67%），平均时间误差41.75天，平均距离误差399.71公里，平均震级误差0.72；预测了70次国外地震，实际发生57次（占81.42%），平均时间误差48.35天，平均距离误差692.10公里，平均震级误差0.61。

2006年9月《灾害学》第1卷第三期上，刊登了陕西师范大学旅游与环境学院龙小霞等人的论文《基于可公度方法的川滇地区地震趋势研究》，用“可公度法”对川滇地区强烈地震的历史数据进行推算与预测，得出结论：

“川滇地区下(几)次可能发生≥6.7级地震的年份为2008年。”

成都地震局的徐水森也用可公度法预测过四川的强地震活动。

zydan

;P;P;P诶，可笑

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学地震的路过笑而不语！