对于“Stuart Crampin对Jordan等‘可操作性地震预报：发展现状和使用手册［2011］’评论”的回复＊

Thomas H Jordan，YunTai Chen，Paolo Gasparini ，

Raul Madariaga6），Ian Main7），Warner Marzocchi 8），Gerassimos Papadopoulos9），Gennady Sobolev10），

Koshun Yamaoka11），Jochen Zschau12）

在对国际地震预报委员会（ICEF）报告［1］的评论中，Crampin［2］声称剪切波分裂变化可以在短时间尺度上预测地震，并且可靠性高，技术性强。他对ICEF的一个重要发现提出挑战 到目前为止，没有任何方法具有如此高的预测能力。特别是，Crampin宣称，在意大利中部三孔应力监测站点（SMS）剪切波分裂观测可以监测SMS 1 000km以内的所有破坏性地震（M≥5）前的应力积累和应力释放（裂缝贯通）。这就意味着，安装一个昂贵的SMS（最好是横贯整个意大利安装两个）能应力预报意大利境内潜在破坏性地震的时间和震级大小，在一定条件下，也可以应力预报断层破裂的位置。

Crampin的说法是基于他已经提倡了几十年的预测方法［3，4］。作为ICEF研究的一部分，我们对这些方法的文献进行了评述。上述评论中的内容并没有使得我们改变先前的结论。他的评论中，表3所列出的证据是根据他的各向异性孔隙弹性理论所解释的一系列现象，同时，支持这些证据的所有参考文献都是他自己的。事实上，E12－E19引用的仅有的参考文献并没有发表（在写这篇文章时），因此可能不能允许它被大多科学期刊对已发表文章的评论性文章所引用。无论如何，考虑到剪切波分裂变化的预测能力，表3中的内容并不能作为Crampin理论的科学依据。

Crampin对自己的观测结果与理论的一致性深信不疑。在表2中，他脚注列出了隐含的特性：“只要有合适的记录，所有这些属性在原地都已经观测到，无一例外”。

在他对Jordan和Jones的文章［5］的评论中，“无一例外”反复出现了3次，在此他所隐含的意思更为明确：只要存在适当的震源－检波器剪切波记录，就能观测到大震前广泛 的 应 力 积 累［6］。Ryall与 Savage［7］和Aster等［8，9］的剪切波分裂前兆研究的负面结果，反驳了Crampin等［4，10］回溯性研究得到的正面结果。Jordan和Jones［5］通过引用这些负面结果回应了Crampin笼统的断言。此外，做过回溯分析研究且并不支持Crampin的 理 论 的 人 还 有 Savage等［11］，Munson［12］，Liu等［13，14］和 Peng与Ben－Zion［15］等人。因此，对于Crampin所声称的“无一例外”，事实并非如此。

尤其值得注意的是Ben－Zion和他的同事通过使用丛集的重复地震来约束7．6级集集地震［14］和7．1级迪兹杰（Düzce）地震前［15］剪切波分裂变化时得到了两个高分辨率的结果。他们并没有检测到明显的前兆变化，同时，他们的结果也表明观测到的各向异性，大部分局限于地壳上层几千米的浅部，该区域在孕震区上方，在物理上，该区域属于无源区。

为了操作上的可行性，基于前兆的地震预报方法相对于一般预报（基于地震活动性）来说，其在对地震做出预测时的概率增益更为可靠。正如ICEF报告中强调的，确定概率增益最有效的方法是通过前瞻性盲测方式得到，而地震可预测性研究合作实验室（CSEP）正在对该方法进行研究［16－19］。该方法是验证可操作性地震预报方法的黄金准则，因此我们希望Crampin（以及Jordan和Jones［20］）能使他们的想法形成预报模式，接受CSEP的检验。但是到目前为止，Crampin并没有对两个错报率—虚报和漏报—给出任何数据，而这两组数据在进行回溯检验或是前瞻测试中可得到，且其需要用来对他的这套剪切波分裂方法进行评估。Crampin声称其对冰岛5级地震［21］做出预测，但是从统计的角度来看，这一次所谓的成功预测也是可疑的。使用和Crampin等［21］相同的数据进行回溯分析，Seher and Main［22］得到的结论是“根据已有的数据不能否认5级地震是正常背景地震活动的一部分”。同时，他们发现Crampin等［21］的分析存在几个重要的瑕疵，其中最引人注目的一个是在运用最小二乘法（隐含假设高斯误差模型）时，并没有合理地考虑由时间延迟数据中较大的离散而引起的估计不确定性。

从已发表的研究结果中，可以得到两个结论：①无论是回溯性检验还是向前预测检验都不能证明Crampin所提出的预测方法比一般的预报方法能得到更为可靠的概率增益。②几乎没有证据有利于他所使用的物理模型，反而很多地震学数据是与其相悖的。结论①足以重申ICEF的发现，我们所要得到的是已证实的地震预报和预测能力，而不是潜在的地震预报和预测能力。结论②表明Crampin的剪切波分裂方法不太可能被称为“银弹”，能将地震预报提高到一个高概率水平。从科学的角度来讲，对Crampin所倡导的SMS技术进行重大的投资是不明智的。

Crampin对一些问题的讨论所发表的长篇评论与ICEF的报告是完全不相干的，其中包括一整节有关“火山爆发的应力监测”的内容。他声称的使用剪切波分裂来预测火山喷发是否存在可取之处，我们将其留给火山学家来评估。当去掉这些无关的材料之后，Crampin［2］对ICEF报告的批评与 Crampin［6］非常相似。除了无来由的引用叔本华的话，Crampin近期的那篇文章并没有对Jordan and Jones［20］所针对其2011年的文章提出的质疑给予回应。更能说明问题的事实是，Aster等［9］和 Liu等［14］对其早期的两篇评论［10，23］所做的回应中得到了反对 Crampin地震预测模型的证据，而对此Crampin在他对ICEF所做的两次评论中将其完全忽略了。

最后，我们认为 Crampin［2］所声称的ICEF“预先假定不存在已经被证明是可靠的和具技术性的大地震短期预测方法”是不正确的。在ICEF报告中，并没有预先假定无法对地震进行预测，相反，我们对于目前地震预测现状的结论是基于已发表的研究结果所做的综合性的、客观的调查而得到的，其中也包括Crampin的研究结果。Crampin的研究尽管拥有漫长而曲折的历史，寻找银弹始终是一个英雄的探索过程［24］。ICEF的建议C认可了这个探索过程的连续性：“基础研究项目重点应集中在对地震的科学认识上，为了发展可操作性地震预报，地震可预测性应该成为平衡国家计划的一部分”（文献［20］，pp．360－361）。然而如果地震可操作性预报没有实现科学性的突破，可操作性地震预报在一定时期内将仍然处在较低的概率性水平下。

原 题：Reply to “Comment on ‘Operational Earthquake Forecasting：Status of Knowledge and Guidelines for Implementation by Jordan et al．［2011］’by Stuart Crampin”

（中国地震局地球物理研究所 王生文 译；陈学忠 校）

（译者电子信箱，王生文：wangshengwen112＠163．com ）

［1］Jordan T H，Chen Y－T，Gasparini P，et al．Operational Earthquake Forecasting：State of Knowledge and Guidelines for Implementation，Final Report of the International Commission on Earthquake Forecasting for Civil Protection．Annals of Geophysics，2011，54（4）：315－391；doi：10．4401／ag－5350

［2］Crampin S．Comment on the report“Operational Earthquake Forecasting”by the International Commission on Earthquake Forecasting for Civil Protection．Annals of Geophysics，2012，55（1）：5－11

［3］Crampin S，Evans R，Atkinson B K．Earthquake prediction：a new physical basis．Geophys．J．Int．，1984，76：147－156

［4］Crampin S，Booth D C，Evans R，et al．Changes in shear wave splitting at Anza near the time of the North Palm Springs earthquake．J．Geophys．Res．，1990，95：11197－11212

［5］Jordan T H，Jones L M．Operational earthquake forecasting：some thoughts on why and how．Seism．Soc．Amer．，2010，81：571－574

［6］Crampin S．A second opinion on“Operational earthquake forecasting：some thoughts on why and how，by T．H．Jordan and L．Jones”．Seism．Res．Lett．，2011，82：227－230

［7］Ryall A，Savage W U．S－wave splitting：key to earthquake prediction？．Bull．Seis．Soc．Amer．，1973，64：1943－1951

［8］Aster R C，Shearer P M，Berger J．Quantitative measurements of shear wave polarizations at the Anza Seismic Network，southern California：Implications for shear wave splitting and earthquake prediction．J．Geophys．Res．，1990，95：12499－12473

［9］Aster R C，Shearer P M，Berger J．Reply to“Com－ment by Crampin et al．on‘Quantitative measurements of shear wave polarizations at the Anza Seismic Network，southern California：Implications for shear wave splitting and earthquake prediction by R．C．Aster，P．Shearer，and J．Berger’，by S．Crampin，D．C．Booth，R．Evans，S．Peacock and J．Fletcher”．J．Geophys．Res．，1991，96：6415－6419

［10］Crampin S，Booth D C，Evans R，et al．Comment on“Quantitative measurements of shear wave polarizations at the Anza Seismic Network，southern California：Implications for shear wave splitting and earthquake prediction by R．C．Aster，P．Shearer and J．Berger”．J．Geophys．Res．，1991，96：6403－6414

［11］Savage M K，Peppin W A，Vetter U R．Shear wave anisotropy and stress direction in and near Long Valley caldera，California，1979－1988．J．Geophys．Res．，1990，95：11195－11177

［12］Munson C G，Thurber C H，Li Y，et al．Crustal shear wave anisotropy in southern Hawaii：spatial and temporal analysis．J．Geophys．Res．，1995，100：20367－20377

［13］Liu Y，Teng T－L，Ben－Zion Y．Systematic analysis of shear－wave splitting in the aftershock zone of the 1999Chi－Chi earthquake：shallow crustal anisotropy and lack of precursory variations．Bull．Seis．Soc．Amer．，2004，94：2330－2347

［14］Liu Y，Ben－Zion Y，Teng T－L．Reply to“A Comment on‘Systematic analysis of shear－wave splitting in the aftershock zone of the 1999Chi－Chi，Taiwan，earthquake：shallow crustal anisotropy and lack of precursory changes，by Y．Liu，T．－L．Teng，and Y．Ben－Zion’by S．Crampin and Y．Gao”．Bull．Seis．Soc．Amer．，2005，95：361－366

［15］Peng Z，Ben－Zion Y．Spatiotemporal variations of crustal anisotropy from similar events in aftershocks of the 1999 M7．4Izmit and M7．1Düzce，Turkey，earthquake sequences．Geophys．J．Int．，2005，160：1027－1043；doi：10．1111／j．1365－246X．2005．02569．x

［16］Zechar J D，Schorlemmer D，Liukis M，et al．The Collaboratory for the Study of Earthquake Predictability perspectives on computational earth science．Concurr．Comp．－Pract．E．，2009，22：1836－1847；doi：10．1002／cpe．1519

［17］Gerstenberger M C，Rhoades D A．New Zealand Earthquake Forecast Testing Centre．Pure Appl．Geophys．，2010，167：877－892

［18］Marzocchi W，Schorlemmer D，Wiemer S，eds．An earthquake forecast experiment in Italy，Special issue，Annals of Geophysics，2010，53（3）：164pp

［19］Nanjo K Z，Tsuruoka H，Hirata N，et al．Overview of the first earthquake forecast testing experiment in Japan．Earth Planets Space，2011，63：159－169；doi：10．5047／eps．2010．10．003

［20］Jordan T H，Jones L M．Reply to“A second opinion on‘Operational earthquake forecasting：some thoughts on why and how，by T．H．Jordan and L．Jones’by S．Crampin and Y．Gao”．Seism．Soc．A－mer．，2011，82：231－232

［21］Crampin S，Volti T，Stefansson R．A successful stress－forecast earthquake．Geophys．J．Int．，1999，138：F1－F5

［22］Seher T，Main I G．A statistical evaluation of a‘stress－forecast’earthquake．Geophys．J．Int．，2004，157：187－193

［23］Crampin S，Gao Y．Comment on“Systematic analysis of shear－wave splitting in the aftershock zone of the 1999Chi－Chi，Taiwan，earthquake：shallow crustal anisotropy and lack of precursory changes，by Y．Liu，T．－L．Teng，and Y．Ben－Zion”．Bull．Seis．Soc．Amer．，2005，95：354－360；doi：10．1785／0120040092

［24］Jordan T H．Earthquake predictability，brick by brick．Seism．Res．Lett．，2006，77：3－6