中外几次重要地震预测与预报结果之启示*

马钦忠

(中国上海200062上海市地震局)

中外几次重要地震预测与预报结果之启示*

(中国上海200062上海市地震局)

简述了地震预测的方法与类别,回顾了20世纪70年代以来国内外几次重要地震预测预报实践特别是地震短临预测预报的情况,从中凸显了地震短临预报的困难以及对挽救生命的重要性和社会需求的紧迫性. 通过对上述国内外一些大地震预报预测(海城地震、 唐山地震、 日本地震、 美国帕克菲尔德试验场的地震预报实践和汶川地震等)的成功与失败的解读,试图得到一些有益的启示: 地震预测与预报,尤其是地震短临预测与预报虽然困难,但并不是不可能的,事实说明它存在着很大的可能性．

地震预测 地震前兆 震例研究 启示

引言

地震的发生是人类所面临的一种严重自然灾害． 自20世纪以来,全球M≥7.0的大地震有1200多次,造成的死亡人数占全球各类自然灾害总数的54%,给人类生命财产造成了巨大损失． 且不说1976年唐山MS7.8地震对我国所造成的巨大损失,就近年所发生的诸如2004年12月印度尼西亚MS9.0地震、 2005年10月巴基斯坦MS7.6地震、 2008年5月我国汶川MS8.0地震、 2010年1月海地MS7.3地震、 2010年2月智利MS8.8地震和2011年3月日本MS9.0等地震所造成的巨大损失足以令人震撼． 科学地预测地震的发生,并采取有效的预防措施,可以最大程度地减轻地震灾害． 1975年我国海城MS7.3地震的成功预报极大地减轻了地震灾害所造成的生命财产损失． 而在2008年汶川地震救灾过程中,我国举全国之力,投入了巨大的人力、 财力、 物力,动用了14万左右的人民解放军部队,进行了世界史上罕见的气势恢宏的救灾活动,最后只救出了300多人(陈颙,2008)． 与海城地震的情形相比,汶川地震救灾活动的投入产出比的效果值得我们深思．

地震预测预报究竟是否可行的问题争论由来已久． 引起最为广泛关注的一次是在1997年,时任日本东京大学地球与行星科学系的Geller教授提出地震不能预报的观点(Geller,1997)． 近年来我国汶川MS8.0、 日本MS9.0等地震的发生又一次引起了国内外地震科学界对地震预测的广泛关注,持悲观情绪者有增无减,国内地震科学界中持否定态度的人也不在少数． 地震究竟能不能预报的问题又一次摆在我们面前,它是每次大地震发生后都要引起社会高度关注的问题． 地震预报之所以困难,主要是由地下深处的不可入性、 地震发生机制的复杂性及地震发生的小概率性所决定的． 因此,震例研究,尤其是对大地震预测预报整个过程的不断总结和再认识便成为地震科学领域中非常重要的组成部分． 地震预报是基础研究领域的国际性难题,是地震领域的焦点问题之一． 而社会的需求是推动科学发展的最大动力． 从科学的观点来看,地震预测也是利用客观事实预测未来事件并从中寻找规律的一门学科． 然而,惟其所造成的巨大危害、 对其预报的重重困难,才使得人们不得不一遍又一遍地思索究竟地震预报是否可实现. 对于这个问题,持肯定态度和否定态度的专家学者总是在不断地争持着． 本文通过对国内外一些大地震预报的成功与失败的解读,试图得到一些有益的启示,以便更加客观、 深入地理解和认识地震预测研究工作．

1 地震预测方法的划分

地震预报的时间尺度通常分为3类: 长期预报、 中期预报和短临预报,其在方法、 精度和目的等方面均不同．

多年来,中国的地震预报时间尺度遵循着长期(10年)、 中期(1—2年)、 短期(2个月)以及临震(10天)的“四阶段”预报模式． 这一模式最初在1972年全国第二次地震工作会议上提出,后来在1998年发布的《地震预报管理条例》中被确认．

在国际地震预测研究领域,地震预报, 时间尺度划分为： 长期预报,主要涉及时间尺度为10—100年内地震发生的可能性,主要是基于断层的地质研究和历史地震记录研究； 中期预报, 主要涉及1—10年时间尺度内地震发生的预测,主要基于地震地质学和大地测量学的近期观测数据分析； 短临预报, 指在数小时至数周的时间尺度内对地震发生的预测,基于短期的、 确定性的前兆信息掌握(Knopoff,1996； Uyedaetal,2009)． 短临地震预报虽然比长期和中期地震预报要困难得多,但是,其在挽救人的生命方面却更为有效.

所谓的地震预警系统,是基于实时的地震学技术来确定即将发生地震的特征,它可以提供数十秒钟的预警时间． 但它并不是一种地震预报方法,因为它是在地震发生后获得的信息(Uyedaetal,2009)．

地震预测研究方法从类别上划分,目前主要有两大类:

1) 地震学方法． 主要指依赖地震活动性时间、 空间、 强度的变化特征进行预测研究． 其主要内容包括地震空区(指地震孕育过程中,由小震所包围或部分包围的、 处于断裂活动构造带上的无震区域)、 应力影区(地震的发生受到先前发生的地震所引起的应力变化的影响而加速或减速)． 如果大地震的发生降低了破裂带附近某区域的应力,从而降低了该区域发生地震的可能性,直至该区域内的应力得以恢复,这便是应力影区模式． 应力影区模式不同于地震空区模式,它不仅涉及断层段,还涉及其周围区域以及地震活动性图像(陆远忠等,1985； 陈运泰,2009)．

2) 非地震学的地震预测． 在地震发生前,常常可以观测到一些异常,如地应变加速或地面隆升、 重力场变化、 磁场变化、 电场变化、 地下电阻率变化、 地下流体变化以及其它一些可能对应力、 岩石中的裂纹或岩石的摩擦特性变化敏感的参数变化,这些异常称为非地震学方面地震前兆,或者称为可能性地震前兆(Kisslinger,Suzuki,1978； Varotsosetal,1981,1982,1988)． 通常认为,这类地震前兆反映的可能是地下岩石临近破裂时的应力状态． 在地震预测中用于检测这类地震前兆的主要方法是地球物理方法,这些地震前兆统称为“微观”地震前兆. 此外,还有不依靠精密仪器、 能为人们在地震前所感知的地震前兆,这些地震前兆称为“宏观”地震前兆,如动物行为异常等． 在地震预测实践中,多年来地震学家一直在致力于探索“确定性的地震前兆”,即在地震之前必被无一例外地观测到,并且一旦出现必无一例外地发生大地震．

2 几次大地震预报实例

2.1 海城地震

1975年2月4日我国辽宁海城发生MS7．3地震,震前曾出现许多中期异常和短临异常． 中期异常具体表现为： 地震频次较常年平均值增加3—4倍； 跨金州活动断裂的短水准测线1973年和1974年出现大的异常变化； 大连地磁测点的地磁垂直分量1974年5月22日较1973年10月17日增加21.5 nT； 渤海北部6个潮汐观测站资料显示1973年渤海海面出现近几十年没有过的上升变异等． 短期异常表现为: 1974年12月中旬辽南地区出现从未有过的异常现象,即一些水井突然变浑、 变味、 冒泡和水位大幅度涨落； 冬眠的蛇出洞,老鼠成群发呆, 家畜和家禽习性反常； 地倾斜曲线出现提前转折打结和加速异常； 水氡异常有转折、 突跳现象,相对变化幅度达20%—40%等． 临震异常表现为： 1975年1月末至2月初,辽宁的种种异常不断发展和扩大,即各种动物异常数量逐日剧增,地域不断扩大,反应程度更加剧烈； 井水在持续异常的同时,有向东南及西北的营口、 海城一带扩展的迹象,并出现井喷自流和自流泉断流的异常； 土地电从2月2日起急剧变化； 水氧记录曲线出现大幅度突跳； 震前2天曾发生一系列逐渐加强的前震和短临异常指标的增强,但到发震当天中午突然停止； 在海城地震的极震区附近,平时很少有地震活动,但自2月1日开始,距震中20 km的营口市石硼峪地震台连续记录到527次前震,这些前震的震中位置很集中,其P波初动符号方向比较一致,在时间上频度分布呈密集—平静—大震的过程(海城地震地磁总结组,1976； 海城地震地壳形变总结组,1976； 吴开统等,1976； 朱风鸣,吴戈,1982； 邓志辉,马瑾,1993； 肖和平,2000)． 辽宁省和地市级地震部门反复会商研究上述突变现象,认为可能是临震的异常现象,于2月3日深夜编写出震情简报,提出在营口、 海城地区可能要发生一次较大的地震,随即把震情简报和预报意见送到辽宁省政府． 最终,辽宁省领导根据地震预测意见做出了临震预报,取得了人类有史以来成功预报地震灾害的首次胜利． 海城地震导致当地九成建筑倒塌,如果没有事先预报,海城人员伤亡可能会达到10万人(张晓东等,2011)．

尽管国内外一些学者认为海城地震预报是“瞎猫碰上死耗子” ,而海城1999年11月29日发生的MS5.4地震再一次被成功预报(徐心同,2000； 蒋秀琴,佟晓辉,2001),提前几个小时就疏散了居民,人民生命财产又一次得到了较大的维护,足以证明地震预报的可行性．

2.2 唐山地震

1976年7月28日发生的唐山MS7.8大地震,导致24.2万人死亡． 唐山大地震没有前震． 而事实上,地震前覆盖唐山地区的监测站均发现了不同程度的临震异常． 地震前唐山地区的地形变异常、 重力异常、 视电阻率异常等是得到国际同行承认的可靠前兆,这些异常大多是震前发觉,并非全是震后总结得出的(梅世蓉,2008)． 震后总结中也说明了大量短临前兆异常的存在,目前为止有关唐山地震的研究结果非常丰富(姚雪绒,蒋长胜,2006)． 然而由于种种原因最终导致没能作出唐山MS7.8大地震的临震预报．

关于唐山地震青龙镇的“成功”预测,目前仍存在争议． 唐山地震前15天,国家地震局在唐山召开了“京津唐渤张群测群防经验交流会”,会上还穿插召开了部分同志参加的震情会商会． 国家地震局的同志介绍了地震形势,并提出该区域存在一批较明显的异常,要求密切注意震情发展． 青龙县科委地震办公室参会同志及时赶回汇报,县委领导很重视,作出了防震抗震的部署,因而取得了很好的防震效果(侯立臣,2007),创造了组织居民及时疏散而仅有1人死亡的奇迹． 应该说在有关唐山地震预测预报问题中,青龙镇预报是否成功,虽存在争议,但至少在相邻县市之间产生的灾害结果存在重大的差别,这是很耐人寻味的．

2.3 日本的地震预测

1978年,日本地震预报规划设计了8个“特殊监测区”和2个“加强监测区”(Hamada,1992)(图1)． 这被认为是1套日本国家大地震中期预报计划． 图1中的两个区域显示,这些中期预报或多或少已经被证明是正确的,因为自1978年后许多地震已经发生在所指定的特别监视区域或其附近． 可是,对这些地震(包括神户地震)并没有短临地震预测意见. 因为实际上在这些中期预测所圈定的监视区域内并未开展具有短临前兆预测指标的监测活动,而是仅仅在两个“加强监视区”内展开基于大地测量学方法的监测(Uyedaetal,2009)． 图1主图中黑色椭圆表示2009年之前所预测的特大地震震中区域． 日本东海、 东南沿海及南海地区大地震间隔约为100—150年,神户大学Ishibashi教授自1976年就开始对东海地震和东南沿海及南海地震发生间隔进行研究． Ishibashi(1981)认为,1次MS≥8.0的东海巨大地震预期将会在“任何瞬间”发生． “东海地震”是在尚未发生之前就已经被命名的地震,然而直到目前为止的30多年里,预期的东海大地震始终没有发生,中长期预报失灵了,短期预报是否可行尚未可知．

图1 1978年日本地震预报项目所选定的8个“特殊监测区”和2个“加强监测区” (引自Uyeda et al,2009). 主图显示大致估计的主震震中区域(白色椭圆)并 在后来发生了地震,以及2009年之前所预期的地震震中区域(黑色椭圆)

早在1995年神户地震之后,日本进行了广泛的国家地震预报规划的反省,在这些反省意见中便包括对日本东海大地震中期预测的完全否定,而且占主导地位的意见是“因为短临前兆的研究太难,所以应该将短临地震预测研究放在边上,国家的努力应该取而代之地放在基础研究上”(Hirata,2004)． 自此日本取消了针对地震短临预报研究的基金(Uyedaetal,2009)． Uyeda 教授领导的地震电磁研究小组于2000年前后在日本全国建立了40多个地震电磁观测点,在观测研究中也曾取得了较好的效果. 例如,岩手山麓的观测点曾记录到明显的异常前兆信号,两周后即发生了M6.0地震； 2000年伊豆群岛海域发生大规模群发地震的前两个月即观测到了非常明显的地震电磁信号． 这些成绩也受到了日本国际外部评估委员会的好评． 然而在“将研究重点从前兆现象的探索转移到对地震现象全过程的基础研究上”的结论得出后,即使如此有效的地震前兆观测也被迫停止(上田诚也,文俊,2011)． 其结果就是,2011年3月11日日本东北海域MW9.0地震前没有获得任何可靠的短临异常信息． 虽然主震前日本电气通讯大学地震电磁研究所Hayakawa教授提前捕捉到了大震前VLF频段电磁异常信号并认为一定有大震发生*国际地震与火山电磁研究小组2011年交流信息.,并且在震后有文章总结发现震前一些异常信号(Hayakawaetal,2012; Kopytenkoetal,2012),但没有做出地震短临预报意见的主要原因,还是没有进行足够的有效的具有短临前兆预测指标的监测活动．

作为磷肥的主要原料，磷矿石的涨价可谓是“牵一发而动全身”。据了解，西南地区磷矿石价格较年初上涨80元/吨，涨幅达28%；华东地区磷矿石价格近期同样开始快速上涨，较7月初上涨30元/吨。当前磷矿石库存降至低位，库存的快速下滑势必带动磷矿石价格上涨，而这让磷肥价格维持高位也有了底气，涨价有理有据，厂家自然不急于报价。因美元汇率持续上涨，硫磺价格涨势也进入快车道。而一铵、二铵作为很多复合肥料的原料，势必也会带动化肥市场整体涨价。

图2 2011年3月11日日本东海MW9.0地震震中位置图(引自日本气象厅, 2011)椭圆区为余震最集中的区域Fig.2 Epicentral distribution of the Tokai MW9.0 earthquake occurred in Japan on 11th March 2011(after Japan Meteorological Agency, 2011)The ellipse area denotes the area of the main aftershocks

在日本,广泛的地震学和大地测量学观测网的升级已经产生了某些非常重要的发现． 例如,地下深部低频颤动和在俯冲带上的慢滑动,即慢地震(Obaraetal,2004),发震断层凹凸体细节(Yamanaka,Kikuchi,2004),以及特征地震(Matsuzawaetal,2002)等． 这些发现对理解地震现象和推进预测科学具有很重要的贡献． 但是Uyeda 教授在称赞这些进步的同时也反驳道“测震仪并不能够检测到有用的非地震学的短临前兆”(Uyedaetal,2009)． 基于地震活动序列的测量和日本以前的前兆研究,1998年由日本前教育部大地测量委员会发布的报告认为地震预报是不可能的． 此后,地震预报不可能的说法在日本地震学界中流传开来,然后流传到了大众媒介． 后来Hayakawa和Hobara (2010)很不平地认为,该报告应该修改为“利用常规的地震学测量方法进行的地震预报是不可能的”,不能用测震学的研究结果轻视、 否定和代替非地震学的前兆观测和研究结果,而短临地震预测恰恰就依靠这些前兆异常信号．

2.4 美国帕克菲尔德地震预报实验场

美国圣安德烈斯断层上的帕克菲尔德地震预报实验场是世人瞩目的地震预测研究基地之一． 该地震预报实验场坐落在圣安德烈斯断层的一个较小的分段——帕克菲尔德分段上． 该段是圣安德烈斯断层众多分段中较小的一段,总长约40 km,与长达1000 km的圣安德烈斯断层的总体走向一致,呈NW--SE走向． 与帕克菲尔德分段相邻的西北段是长为150 km以小震密集活动为特征的蠕动段,而东南相邻的则是以稀少大地震为活动特点的长达数百千米的强闭锁段． 在此强闭锁段上,上一次大地震是1857年发生在洛杉矶附近的Fort TejonM7.9地震,其破裂从帕克菲尔德分段的东南端分界附近开始,一直向南东方向扩展,破裂长达300 km. 在帕克菲尔德分段上,太平洋板块相对北美板块运动,部分运动能量的间歇性释放导致了M6.0地震的重复发生． 1857—1985年,至少有6次这样的地震,分别发生于1857,1881,1901,1922,1934和1966年． 因此帕克菲尔德分段介于其西北的蠕动段与其东南的强闭锁段之间,其自身是以M6.0地震为特征地震活动的特殊分段(Bakunetal,2005)．

该地震预报实验场自1985年建设运行至今,在短短的帕克菲尔德分段上有规律地发生了震级均为M6.0的地震,这在当时(1980年初)的许多地震学家中形成了两点共识： ①在1988(±5)年内,即1993年以前帕克菲尔德将发生M6.0地震,发震概率可达95%； ② 在该分段上建设密集地震监测台网,多学科地监测和观测地震孕育发生过程,并捕捉一切可能的前兆以开展短期(几周内)地震预报(张国民等,2009)．

图3 帕克菲尔德地震预报实验场与2004年MW6.0 帕克菲尔德地震(引自Bakun et al,2005)圣安德烈斯断层(红色)地震破裂带(黄色区域), 方块表示地震仪、 应变仪、 蠕变仪、 电磁仪和连续GPS站,左下方给出了2004年帕克菲尔德MW6.0地震余震分布(黑点)Fig.3 Parkfield Earthquake Prediction Experiment and the MW6.0 earthquakes in 2004 (after Bakun et al,2005) Red line indicates the San Andreas fault; yellow area shows the rupture zone of the Parkfield MW6.0 earthquake; squares show the observation sites for seismograph， strainmeter,creepmeter,electromagnetic instrument and continuous GPS. Blackspots at the lower-left corner denote the aftershocks distribution of the Parkfield MW6.0 earthquake in 2004

到1993年年底,基于“地震空区”理论作出的预报中的帕克菲尔德地震一直没有发生,美国地质调查局于是宣布“关闭”了这个地震预报的“窗口”． 幸运的是并没有“关闭”对预报中的帕克菲尔德地震的监测工作,设置在帕克菲尔德地震预报试验场的台网继续坚持地震前兆的监测工作(Johnston, 2010).

2004年9月28日17时15分24秒(格林威治时间)地震学家在帕克菲尔德地震预报试验场守候多年的MW6．0地震(震中位置35.815°N、 120.374°W,震源深度7.9 km)终于发生了(图3),比预测的时间晚了整整11年．

虽然帕克菲尔德实验场在震前未检测到地震前兆,至今也仍未见有关地震前兆的分析(Lindh,2005),但是由多种仪器设备构成的复杂前兆台网,记录下了有史以来最为翔实的一次地震从发震前到发震时乃至发震后的全过程,取得了地震活动性、 地应力、 地磁场、 地电场、 地下水和地震引起的强烈地面运动等的完整记录．这些记录对于了解地震破裂的开始、 传播和停止,增进对断层、 地形变、 震源物理过程、 地震预测、 预防和减轻地震灾害的认识,提供了非常有价值的资料(Lindh,2003,2005； Bakunetal,2005)．

2004 年帕克菲尔德MW6.0地震的震级和地震破裂的位置被准确地预测,但对发震时间的预测显然不准． 这意味着地震学家尚需从更高的科学层面理解地震孕育、 发生过程的物理本质,震前短期内前兆异常的缺失对地震预测和震前过程研究提出了非常严峻的挑战． 经过严谨的科学设计并开展了多学科密集观测的帕克菲尔德地震预报实验场在2004年MW6.0地震中没有捕捉到理想的地震前兆,这一结果给地震学家和地震预测研究带来了巨大的挑战． 然而,帕克菲尔德2004年MW6.0地震前未观测到原先所预料的显著典型异常却是至今一致的看法． 这其中是否具有特殊的构造物理原因和动力成因,值得进一步探索． 例如,在帕克菲尔德地震预报实验场,如果有多台地电场观测仪器且分布在不同方向,也许会记录到地震电信号(图4)． 作者研究认为,大多数地震前是能够观测到地电场异常信息的．

图4 帕克菲尔德地震预报试验场地磁、 应变、 孔隙压力等前兆观测点分布图. 右上角 为加州大学伯克利分校高采样率电磁台站的分布图(引自Johnston,2010)

2.5 汶川地震

2008年5月12日在四川省汶川县(31.0°N,l03.4°E)发生MS8.0大地震,造成北东方向200多千米的巨大破裂带(张培震等,2008),余震展布尺度达330 km(蒋海昆等,2008),破裂带和余震展布的长轴方向与龙门山断裂带走向十分一致． 该破裂以映秀—北川中央断裂带为主,汶川—茂县断裂(后山断裂)和灌县—彭县断裂(前山断裂)为辅． 据美国USGS测定,该地震破裂过程持续近80 s,破裂速度为2.3—3.3 m/s ． 中间有两个破裂位移最大的区域,一个位于映秀附近,另一个位于北川附近． 这两个位置也是宏观破坏最严重的地区,烈度均达到Ⅺ度． 汶川地震的特征,首先是发震震级高、 能量大； 其次是地表破裂长、 错动幅度大.

但汶川地震与1976年唐山地震一样,没有前震序列． 时至今日,关于汶川地震前究竟有无可靠的前兆仍然在探索和研究之中,尽管目前已经发表了不少关于汶川地震前兆研究的文章． 在回顾和检查汶川地震前兆方面,无论是震前观测仪观测到的微观异常前兆还是人们用眼、 耳、 鼻所能辨别到的宏观异常现象都存在． 例如,成都台地电场、 地电阻率前兆异常(马钦忠,2008a,b； 张学民等,2009； Ma,Zhang,2010),地磁短临异常(王武星等,2009),定点形变异常(张燕等,2009),地形变异常(牛安福等,2009； 邱泽华等,2010)等． 震后一些调查也说明主震前存在着诸如一些村庄里半夜狗异常哀嚎,鱼塘里的鱼大量向上跳,指南针无故快速旋转(马钦忠,2008a, b),江油台DDC2地电仪表头指针数10分钟快速摆动不停*2008年5月18日作者现场异常工作落实与调查.等现象． 为什么这么多地震前兆异常未能在震前短临预报中发挥应有的作用呢？ 其中的原因需要我们认真思索．

其实在某些大地震前我们能够观测到的异常前兆信息并不多,但若其可信度高也可以作出较好的短临地震预测． 例如,在2001年11月14日昆仑山口西发生的MS8.1地震,由于地震发生在青藏高原无人区,没有造成人员和财产损失,因此它没有引起社会的高度关注． 但在震前甘肃文县地电观测站利用所观测到的超过仪器量程的大幅度地电场异常信号,并结合长期对该观测站资料的总结,提前9天对昆仑山口西MS8.1地震成功地作出了时间、 地点、 震级三要素的短临地震预测(马钦忠等,2009),这充分说明了地震异常信息准确度的重要性． 遗憾的是该观测站由于经费短缺于2003年停止了观测,因而针对该观测站长期观测资料的总结经验未能在汶川MS8.0地震前得到应用．

3 地震预报成功与失败的启示

地震预测是公认的世界性科学难题,是地球科学的一个宏伟的研究目标．若能同时准确地预报出未来大地震的地点、 时间和强度,无疑可以拯救数以万计乃至数十万计生活在地震危险区人民的生命； 并且,如果能够预先采取恰当的防范措施,就有可能最大限度地减轻地震对建筑物等设施的破坏,减少地震造成的经济损失,保障社会的稳定和促进社会的和谐发展(陈运泰,2009)．

从上述一些国内外大地震预报成功与失败的实例来看,地震预测并非不可能,它在很大程度上与我们人类的认知相关． 科学的发展过程就是从一次次失败走向成功的过程．

1996年Geller等在《Science》等杂志上连续发表文章(Geller,1996a,b, 1997； Gelleretal,1997),提出地震不能预报． Geller认为： “处于自组织临界状态的大地,任何一次小地震都有可能灾变为一次大地震”． 而“小地震发展成为大地震不仅取决于其断层附近,而且取决于其整个(震源体)空间物理状态的无数细结构”． 因为人们根本无法掌握地下无数精细结构的临界状态,所以他们认为地震根本不能预报． 这在国际地震学界引发了激烈的争论． 在1996年与希腊“VAN”法的论战中,Geller (1996)认为希腊“VAN”法预测地震三要素的精度“以地震发生时间在数小时到一个月时间,震中位置在100 km以内,震级误差在0.7以内为预测成功的基准”误差太大了,以至于不能认为这就是地震预测． 日本科学家小组通过检验后认为希腊“VAN”小组通过这个方法几乎成功预报了希腊发生的所有M≥5.5地震,他们认为该方法是唯一一个在近30年间不断产生实际成果的短期地震预报方式,无论在实证方面还是在理论方面都是世界上最为确定的方法(Uyedaetal,2009； Hayakawa,Hobara,2010； 上田诚也,文俊,2011)． 最近他们的研究证明,全世界的地震现象都属于非线性物理学的临界现象(Varotsosetal,2008,2010,2011)． 作者在2008年汶川地震现场的强余震跟踪中,对2008年5月25日青川M6.4强余震的预测意见也充分印证了震前地电流的真实利用价值(马钦忠,2008a,b)． 如果从防震减灾实效的角度来看,这种地震预测三要素精度是完全可以起到减灾实效的． 例如在1976年唐山MS7.8地震、 2008年汶川MS8.0地震和2011年日本MS9.0特大地震前,假如有如此精度的地震短临预报,灾害程度后果又会是如何呢？ 答案是显而易见的． Geller等的观点其实在理论上也是错误的(陈运泰,2009)． 美国著名地球物理学家Knopoff(1999)也尖锐地指出主张“地震不可预测”的研究者在逻辑推理上的谬误．

探测地震前兆以预报地震是人们由来已久的期望,科学家们为此作了长期的努力． 傅承义和刘恢生(1963)提出地震预测必须依据某种前兆． 能够起到防震减灾实效的地震预报是短期预报,为此,需要捕捉短期前兆现象并对其进行全面深入的研究． 前兆的出现反映的是地震前大地中应力逐渐积累而出现的异常变化现象,这些异常变化就可作为用以预测地震的“前兆”,成为我们捕捉的目标． 上田诚也和文俊(2011)认为即便无法弄清“地震破坏核的形成”等与实际地震发生相关的机理,但只要捕捉到了真实的前兆,地震短临预报依然是可行的,当然也需彻底的基础研究作为支撑． 地震前兆受地壳介质非均匀结构的影响很大,不在野外进行实际观测,取得前兆的规律基本上是不可能的． 当前兆的出现与地震发生之间的关系是唯一的时候,才具备了进行地震短临预测的基本条件,在此条件下研究地震预测三要素就会大大地降低漏报率和虚报率． 在自然环境条件下取得地震前兆的真实观测资料,并以此为基础,分门别类地进行相应的理论和实验研究,从中寻找地震前兆的定量判据和时空分布规律,应该是地震短临预报工作的方向．

就作者而言,通过动态的每天扫描与检查分析全国100多个地电场台站资料,目前为止已经选择并积累了自2007年至今的近5万5000条特征信号曲线． 按照地电场多极距原理和实际调查,可识别其中的电极极化噪声、 高压电网噪声、 地铁噪声、 电离层扰动时的地电暴噪声、 雷雨噪声、 台站测区附近的人类活动噪声等． 在排除这样的噪声后,所保留的异常信号与地震的对应率非常之高． 当然,进一步确认地震电信号也必然有赖于对其产生机理的研究和认识． 随着资料的积累和对地震电信号产生机理、 “敏感点”、 “选择性”等问题的深入研究,相信会有更好的结果． 这些研究与实践结果证实了希腊“VAN”法中预测地震三要素“以地震发生时间在数小时到一个月时间,震中位置在100 km以内,震级误差在0.7以内为预测成功的基准”的可信度(马钦忠等,2004,2009； 马钦忠,2008a,b； Ma,Zhang,2010)．

综上,从本文震例解读及上述内容中得到的启示如下：

1) 地震预测并非不可能． 一些成功的地震预测预报,例如1975年海城MS7.3地震预报,1976年唐山地震青龙镇的预测“成功”,1999年海城MS5.4地震预报,2001年昆仑山口西MS8.1地震预测,2008年青川MS6.4强余震的预测,希腊“VAN”法的地震预测预报等震例,日本的一些地震中期预测,以及本文未涉及的一些震例的成功预测预报(诸如1990年青海共和MS7.0地震强余震预测、 1997年新疆伽师MS≥6.0震群预测等),都说明了地震预报尤其是地震短临预测预报还是可行的,虽然地震发生的孕震机理有待于进一步研究和认识．

2) 不能作茧自缚,用狭隘的认识限制我们的创新能力． 虽然许多地震的预测预报是失败的,例如2008年汶川MS8.0地震、 2011年日本MS9.0地震,以及2004年美国帕克菲尔德MW6.0地震等,但检讨这些震例时我们须看到,我们自己的认识问题在这些失败中起了很大作用,特别是消极悲观地看待地震预测预报的态度． 因此,消除“地震不可预测”论的影响,不断总结正、 反两方面的经验教训,竖立正确的认识观,积极开拓创新能力便成为我们的重要方向之一．

3) 地震预测困难重重,要充分认识到地下结构的复杂性,更要从更高的科学层面理解地震孕育、 发生过程的物理本质． 但经验性地震预测方法依然可行,要充分相信建立在科学理论基础上的对观测资料详细研究的结果．

4 结语

从本文所解读的一些国内外大地震的预报实例来看,地震预测预报并非不可能． 利用地震活动性所进行的一些大地震的中、 长期预测还是对应了实际地震的发生． 日本的一些大地震中、 长期预测结果对应率较高； 虽然美国帕克菲尔德试验场地震预报后实际地震发生的时间滞后了许多,但毕竟地震还是发生了． 地震中、 长期预测在科学研究和抗震建筑设防方面均有重要意义,但短临预测与预报在防震减灾中具有更重大的意义． 因此,短临地震预测与预报就显得格外重要,加强和提高我国地震短临预报的能力刻不容缓．

我国国土面积大,位于世界两大地震带——环太平洋地震带与欧亚地震带之间,受太平洋板块、 印度板块和菲律宾海板块的挤压,地震断裂带十分发育,是地震多发国家,这为研究地震实例提供了得天独厚的条件． 经过多年的努力,我国已经建立了世界上最为广泛和密集的地震前兆观测台站,现有测震观测站1303个、 形变观测站358个、 电磁观测站294个、 流体观测站619个,前兆观测站合计1271个(张晓东等,2011),为我们提供了可持续研究地震前兆现象的基础平台． 在这个平台上,我们应当珍惜那些虽不成熟但是可贵的经验,珍惜那些虽不完全但包含部分真理的认识,站在前人的肩膀上继续前进,不断开拓新的预测途径、 方法和理论(梅世蓉,2008)． 只要我们竖立正确的认识观,认准方向,锲而不舍地坚持探索,彻底排除“地震不可预测”错误观点的影响,相信我们的短临地震预测研究会迈上新的台阶．

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Enlightment of the success or failure prediction for some large earthquakes at home and abroad

(EarthquakeAdministrationofShanghaiMunicipality,Shanghai200062,China)

This paper briefly describes the method of earthquake prediction and categories. Since the 1970s are reviewed several important earthquake predictions, especially short-term earthquake prediction practices at home and abroad. This highlights the difficulty of short-term and impending earthquake prediction and the importance of saving lives as well as the urgency of the social demand. This paper attempts to seek out some profitable enlightment through the decipherment of success and failure for the prediction of some large earthquakes (include examples of Haicheng earthquake, Tangshan earthquake, Wenchuan earthquake in China, some Japan’s earthquake predictions, and Parkfield Earthquake Prediction Experiment in USA). From the enlightment we could find that earthquake prediction, especially short-term earthquake prediction, is difficult but not impossible．The fact shows that it exists a lot of possibilities.

earthquake prediction; earthquake precursor; earthquake example; enlightment

10.3969/j.issn.0253-3782.2014.03.015.

国家自然科学基金重大项目(41090292)、 中国地震局星火项目(XH12016)和上海市科委科研计划项目(12231202700)共同资助.

2012-11-26收到初稿,2013-02-25决定采用修改稿.

e-mail: mqz1234@sina.com

10.3969/j.issn.0253-3782.2014.03.015

P315.7

A

马钦忠. 2014. 中外几次重要地震预测与预报结果之启示. 地震学报, 36(3): 500--513.

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学术讨论