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当前地震预测研究的状况报告

摘要：地震预测研究的进展如何？2015年4月25日发生在尼泊尔的8.1级强震导致了重大人员伤亡和财产损失。在国际社会积极援助尼泊尔人民抗震救灾的同时，不少人也开始争论起地震是否可以预报。事实上，与中国一样，国际上对此亦争论不休，而各国地震研究，亦多次沉浮波折。但不可否认自上世纪60年代以来地震预测在一些方面取得一些有意义的进展，尤其是在中长期地震预测上。目前我们已形成了一套较为科学有效的预测思路：融合运用地质方法、统计学方法、前兆法，把3种不同思路所得放在一起对比参照，力求对未来的地震活动作出估计。虽然困扰地震预测的三大难题：地球内部的不可入性、地震活动的复杂性、地震发生的小概率性依然无法解决，但是不可否认的是依靠科技进步和科学家们的不断深入研究、地震科学研究的不断深入开展、通过运用各种高新技术：卫星遥感等对地震活动的监测和观察以及在地震科学试验场中对地震活动的研究将会使我们在地震预测研究上取得更大的进展。

关键词：地震预测；地质方法；统计学方法；前兆法；现状

2 西安交通大学学报第45卷

1、地震预测问题的时代背景

地震到底能不能预测？2015年4月25日发生在尼泊尔的8.1级强震导致了重大人员伤亡和财产损失。在积极抗震救灾的同时，不少中国人人也开始争论起地震是否可以预报。事实上，与中国一样，国际上对此亦争论不休，而各国地震研究，亦多次沉浮波折。从国际科学界的相关研究分析，最近二十年包括美国和日本顶级地震学家在内的各国权威学者认为，地震是无法预测的，从事这方面的研究工作是一项毫无希望的工作。美国地质勘探局明确表示，他们的工作不是预测地震，而是只做长期概率预报，在此基础上他们致力于通过提高基础设施的安全等级来长期减弱地震的危害性。但是依靠科技进步通过地质研究和一些数学统计方法对地震发生概率的统计科学家们已能在地震发生前夕进行一些预警，虽然离社会需求仍相差盛甚远但已开始为人类减少生命和财产损失发挥积极的作用。如何更为有效地进行地震预测已越来越成为人类的迫切需求。

2、当前世界主要国家对地震预测的研究

2.1美国。在美国实际上并没有专门的地震局，美国官方负责地震预报预测研究工作的政府部门主要是美国地质勘探局(USGS)。除了地震之外，他们还要面对的是龙卷风、热飓风、火山爆发等自然灾害的研究。

美国地质勘探局的研究工作被普遍认为代表了目前世界上最高水平。但美国地质勘探局明确表示，他们的工作不是预测地震。

1997年，日本东京大学、加州大学洛杉矶分校等学校的4名地震学者联名在《科学》杂志发表了《地震无法被预测》的论文。该文指出，在对地震预测进行了近30年的苦心研究之后，得出的结论是：地震是无法预测的，从事这方面的研究工作是一项毫无希望的工作。

2008年，美国地质勘探局(USGS)曾对有关地震预报的问题，作出过一次正式的对媒体的回答。这项声明，至今可以在其官方网站中查询到。在这份简短的声明中，美国地质勘探局用最明确无误的文字指出，无论是美国地质勘探局还是美国加州理工学院或者任何其他科学家都没有预报过一次大地震。在可预见的未来他们不知道如何预报，并且也不打算知道。

不过，美国地质勘探局在声明中也强调，借助科学数据，可以计算出未来将发生地震的可能性。比如，在未来30年内，旧金山湾区发生一次重大地震的概率为67%。在声明的最后，他们指出，他们的工作是致力于通过提高基础设施的安全等级来长期减弱地震的危害性，而不是把精力放在研究短期预报上。

2.2日本。早在1989年，日本的铁道技术研究所就开发出了世界上第一个实用性的地震预警系统；1996年阪神大地震后建立了高敏度地震观测网；2004年全国性的地震预警系统试运行，2006年正式运行。东京大学的地震专家目黑公郎教授曾模拟过一次东海大地震，研究显示，在地震预警100%普及的情况下，能使死亡人数减少80%。

但是需要明确的概念是，地震预警并不同于地震预报。地震预报是指在地震发生之前，对有可能发生的地震进行事先通知；地震预警则是在地震发

生之后，在地震波到达受害地表、造成破坏之前发出警报。日本目前所做的工作，其实是地震发生后几秒钟时间的快速预警，而不是地震发生前的预报。

地震的实体波有两种，一是破坏性较弱的纵波(P波)，在地壳中的传播速度约为5.5~7公里/秒；一是破坏性较强的横波(S波)，在地壳中的传播速度为3.2~4公里/秒。而相比之下，电波的速度为30万公里/秒。日本目前开发出的地震预警系统，就是利用电波的速度比地震波快的特点，来打时间差。

设在地底深处的地震仪检测到纵波后，立刻传给计算机，计算机则分析震源、震级、地震波到达各个地方的时间与烈度，然后传给日本气象厅。一旦预测到之后到达地表的横波的破坏性达到一定程度，就通过电视、广播和卫星等数据传输系统发布紧急地震警报。即使处于关机状态，电视、手机也能马上收到警报。在乡村，当地政府还会发给居民收音机，以确保他们能及时得到疏散的信息。

2.3意大利。2009年意大利拉奎拉地震发生前一个月，一名实验室技术人员根据地面增加的放射性氡气排放量，研判会有大地震发生。官方的专家在拉奎拉召开会议，大量接受媒体访问，保证说不会发生地震。官方的地震测报中心官员后来遭到民众指控提供不正确的资讯，7名科学家以过失杀人罪名被判处6年徒刑。

2.4中国。地震预测研究，在世界和我国大约都是从20世纪五六十年代才开始的。我国自1966年邢台地震以来，广泛开展了地震预报的研究。经过40多年的努力，取得了一定进展，曾经不同程度的预报过一些破坏性地震。例如，1975年，我国成功预报了2月4日发生于辽宁海城的7.3级强烈地震，并在震前果断地采取了预防措施，使这次地震的伤亡和损失大大减小。但是，地震预测是世界公认的科学难题，在国内外都处于探索阶段。有关方法所观测到的各种可能与地震有关的现象，都呈现出极大的复杂性；科研人员所作出的预报，特别是短临预报，主要是经验性的。

我国地震预报的水平和现状可以概括为：

(1)对地震前兆现象有所了解，但远远没有达到规律性的认识；

(2)在一定条件下能够对某些类型的地震，作出一定程度的预报；

(3)对中长期预报有一定的认识，但短临预报成功率还很低。

2.5国际组织。国际组织对地震预测工作的促进，1965年，联合国教科文组织(UNESCO)曾委托国际地震学和地球内部物理学协会(IASPEI)组织工作组，召开过多次地震预测讨论会，负责联合不同国家，共同改进地震预测方法。

3、地震预测的科学定义

地震预报是针对破坏性地震而言的，是指在破坏性地震发生前作出预报，使人们可以防备。

地震预报要指出地震发生的时间、地点、震级，这就是地震预报的三要素。完整的地震预报这三个要素缺一不可。

地震预报按时间尺度可作如下划分：

长期预报指对未来10年内可能发生破坏性地震的地域的预报。

中期预报指对未来1～2年内可能发生破坏性地震的地域和强度的预报。

短期预报指对3个月内将要发生地震的时间、地点、震级的预报。

临震预报指对10日内将要发生地震的时间、地点、震级的预报。

地震预报应备高度的准确性。预报不准会引起居民不必要的恐慌，给社会、经济带来损失。但可靠的预测是非常困难的，因为人类至今对地震的成因和规律还认识得很不够。地震学家不能直接观测地球内部，以致对地震的孕育过程和影响这一过程的种种因素缺乏观测数据。因此，尽管地震预测问题提出很久，但进展缓慢。各国科学家为此作了很大努力，但至今仍不能准确预测地震，在最好的情况下也只能做出很粗略的估计。

4、地震预测研究取得的一些有意义的进展

4.1地震空区。在地震长期预测方面是板块边界地震空区的确认。在环太平洋地震带，几乎所有的大地震都发生在利用“地震空区”方法预先确定的空区内。在我国，板内地震空区的识别也有一些成功的震例。基于该理论，普遍认为地震预测成功的案例