关于中国地震孕育和前兆机理研究的讨论

地震预测研究面临低水平的预测与政府和公众的高期望值的矛盾。加强机理研究是根本出路之一。地震前兆观测属于广义地球物理反演,它不应照搬地球物理勘探的现成方法,而应找出新的思路。中国与美国、前苏联和日本等国家地震发生的构造背景不同,应发展适合中国大陆地质条件的震源物理理论和方法。地震前兆机理研究存在３个完备性问题：①地震前兆存在性与不存在性的正反两个方面的论证;②前兆物理量的可测性论证;③实验模拟条件的相似性论证。这３个完备性是判断该研究是否成熟的重要标志。地震预测实验场的设立,不宜采用无把握的“守株待兔”的办法。建议将实验场设立在必然有多次发生诱发构造地震可能的矿山或大型水库。     

前兆波及其地震预测意义

通过回顾自20世纪60年代以来地震前兆波的研究与地震预测实践的进展情况,分析利用地震前兆波进行地震预测研究所取得的一些有意义的进展及其在科学上面临的困难,分别对前兆波及其定义、前兆波预测大地震事件基本依据、前兆波观测技术概述、前兆波的地震预测意义进行了探讨.文中定义了地震前兆波,以固体均匀弹性中的介质点波动方程和大量震例总结的前兆波阶段性特征,说明利用地震前兆波预测大地震事件具有坚实的理论基础和实践依据.文中阐述了前兆波观测技术的发展要求,并提出了改变目前的被动观测状况、对观测目标区域发生破坏性地震的短期和临震前兆进行主动观测的科学思路;应强化对地震震源区的观测,利用前兆波携带的信息研究震源及其附近地区的介质参数变化,对实现短临地震预测是有意义的.     

对地震重点监视区工作的几点建议

本文根据我国的地震形势、观测研究现状并考考了国外地震预测实验场的经验,提出了5条制定地震重点监视区的指标,对如何总结历史地震的前兆经验,优化观测项目和观测仪器、建立前兆及综合预报判据,开展震灾预测及制订地震告警判据等方面进行了讨论并提出建议。     

基于定点形变观测的地震预测方法研究

地震预测是极具挑战性尚待解决的世界性的科学难题,目前尚处于初期的科学探索阶段,总体水平仍然不高,特别是短期与临震预测的水平与社会需求相距甚远。从理论上讲,地震是有前兆的,地震前兆信息是预测地震的依据,只有获得了地震前兆,才有可能对地震作出预测。但在实际的地震监测预报工作中,如何从观测资料中识别和提取地震前兆信息,如何依据这些地震前兆信息进行地震预测,始终是一个需要不断研究、并且必须研究的课题。     

前兆异常与地震相关性评价中的不确定性--VAN方法讨论引起的思考

从国际地震界关于VAN方法预测效能引发的大辩论出发,讨论了在前兆异常与地震相关性评价中的不确定性问题.在对前兆与地震相关性进行统计检验时,涉及到对地震孕育、发展和前兆基础的理论研究及认识,以及将预测转换成具体操作程序时遇到的许多不确定性问题.文中对这些不确定性逐一进行了介绍."地震界需要一套评估地震预报方法的基本方案"是在辩论后达成的共识,亦应成为中国学者的一项重要研究内容.     

前兆群体非均匀度异常与地震短期预报

通过对滇西地震预报实验场和腾冲－龙陵地震区常用前兆群体非均匀度进行系统计算和分析研究。结果表明前兆群体非均匀度异常是小概率事件,其异常时间提前量平均为５１天,在二个震区１３．５年的研究时段中地震报,仅漏过２次Ｍ≥５．０地震;前兆群体非均匀度异常比单项前兆异常有较多的近源短临信息,可能发展成为一个新的短临预报方法。     

日本的地震预测

日本从1965年就有关于地震预测的国家计划,但是都没有成功。所谓的地震预测必须是基于物理现象或前兆的短期预测。失败的主要原因是没有抓获前兆现象。国家计划大部分的资金和人力都致力于加强地震台网,但这对检测地震前兆并不十分有效,因为大多数前兆都是非地震性的。从目前笔者的观点来看,前兆研究从来没有得到适当支持,因为这些项目通常都是被一群拿着预测地震幌子的地震学家所掌握,他们对地震学更有兴趣。1995年神户地震之后,国家计划决定放弃短期预测并且在2011东北大地震后日益加深。除了国家计划之外,也有一些政府计划,不是很正式的但是与地震预测有关,它们消耗了数量级很大的资金,但它们其实也对短期地震预测不感兴趣。财政上,它们是巨人,国家计划就是小矮人。因此,日本目前实际上没有资金来支持短期预测研究。然而,最近,不同学科的科学家已在短期预测研究方面做出了一些实质性进展。通过和私营部门的合作,一些令人鼓舞的迹象正在出现。     

地震预测研究与展望

概要介绍了近年来国际上就地震预测所展开的争论，分析了VAN方法所反映的地震前兆研究动向；就地震前兆观测与数据资料库建设、地震前兆的统计分析、地震的动力学预测、地震预测算法的发展等方面，论述了国际地震预测研究的进展；并概略地介绍了中国的地震预测研究进展．     

地震震源的前兆系统和不均匀性及非线性对系统的影响

研究了地震震源前兆系统的几个特点。震源和前兆是在应力应变场不同分量作用下发育成的。不均匀性和非线性因素对震源和前兆有强烈的影响。讨论了介质和应力应变场不均匀性对地震震源形成和地震前兆影响的差别。在不同的应力场中,前兆的非线性关系首先在应变灵敏性上显示出来。应变灵敏性的不完备导致了“错误预测”和“漏报”这类预测错误。由地震前兆形成的条件可以得出复杂的前兆分布以及前兆相对震中转移规律的结论。研究了前兆信号曲线组成的几个特点,这些特点可以使地震短期前兆的区分更有根据。     

推荐新书《地震静电预测学》

中国地震局地球物理研究所郝建国和中国石油大学张云福合著《地震静电预测学》一书 ,2 0 0 1年底由石油大学出版社出版发行。这是一部近年来研究地震前兆现象、探索地震预报途径的少有佳作。地震预测是举世公认的科学难题。早在上个世纪 5 0年代 ,我国就把地震预测研究列入科学技术发展远景规划。经过近 5 0年努力 ,我国地震学家在中、长期地震预测研究中取得了重要进展。在人们最为关注的短期和临震预报研究方面 ,对地震前兆现象的观测和认识不断加深。但是 ,至今集当代各国地震学家的共同努力 ,还未能找到一个满足充要条件的地震前兆。究…     

2008年汶川8.0级地震对地震预测研究的启示思考

2008年汶川8.0级地震已经过去10年, 在此期间关于地震预测相关的基础研究和实践工作从未停止, 本文作者从地震预测业务人员角度, 分析了2008年汶川8.0级地震相关的地震地质、 大地测量、 地震学、 前兆观测异常等方面的现象。 针对不同研究方向, 从震情跟踪角度提出了预测意义的讨论、 可能问题的分析、 不成熟的一些建议, 并就综合预测给出了一些粗浅的思考和认识, 期望对地震预测预报工作起到抛砖引玉的作用。     

关于推进我国地震预报进步的几点建议

本文立足于我国地震预报的实践及当前地震预报的科学水平,提出了推进我国地震预报进步的几点建议：①继续坚持并强化现行地震预报管理体制,不断改进经验性和统计预报的方法,努力作好震情监测预报工作,为防震减灾再做出一些有减灾实效的预报。②制订中国地震监测预报中长期科学发展规划,努力提高我国地震预报研究的科学水平。③探索地震动力(物理)预报的途径。④培养一流的地震预报科技人才,开展地震预报的国际合作研究。     

机器学习在地震预测中的应用进展

机器学习(Machine Learning, ML), 特别是深度学习(Deep Learning, DL), 在最近几年发展迅速, 在数据挖掘、 计算机视觉、 自然语言处理、 数据特征提取和预测等方面的应用中取得了令人振奋的进展。 地震预测是复杂、 涉及面广、 不成熟而且充满争议的科学问题; 其发展受到尚不清楚的地震机理和孕震结构、 不完备的观测数据与真伪不清的地震现象等方面的限制。 但是, 机器学习有可能改善复杂地震数据的挖掘和发现, 推动地震预测科学的发展。 本文回顾了机器学习在地震预测的应用, 包括强震、 强余震和岩石破裂失稳等方面的预测, 并展望了机器学习在地震预测方面的研究趋势。     

From Earthquake Prediction Research to Time-Variable Seismic Hazard Assessment Applications

The first part of the paper defines the terms and classifications common in earthquake prediction research and applications. This is followed by short reviews of major earthquake prediction programs initiated since World War II in several countries, for example the former USSR, China, Japan, the United States, and several European countries. It outlines the underlying expectations, concepts, and hypotheses, introduces the technologies and methodologies applied and some of the results obtained, which include both partial successes and failures. Emphasis is laid on discussing the scientific reasons why earthquake prediction research is so difficult and demanding and why the prospects are still so vague, at least as far as short-term and imminent predictions are concerned. However, classical probabilistic seismic hazard assessments, widely applied during the last few decades, have also clearly revealed their limitations. In their simple form, they are time-independent earthquake rupture forecasts based on the assumption of stable long-term recurrence of earthquakes in the seismotectonic areas under consideration. Therefore, during the last decade, earthquake prediction research and pilot applications have focused mainly on the development and rigorous testing of long and medium-term rupture forecast models in which event probabilities are conditioned by the occurrence of previous earthquakes, and on their integration into neo-deterministic approaches for improved time-variable seismic hazard assessment. The latter uses stress-renewal models that are calibrated for variations in the earthquake cycle as assessed on the basis of historical, paleoseismic, and other data, often complemented by multi-scale seismicity models, the use of pattern-recognition algorithms, and site-dependent strong-motion scenario modeling. International partnerships and a global infrastructure for comparative testing have recently been developed, for example the Collaboratory for the Study of Earthquake Predictability (CSEP) with test regions in California, Italy, Japan, New Zealand, and the Western Pacific. Algorithms and data bases are operated in a permanently learning and upgrading mode. Future perspectives and research requirements and the feasibility and possible problems encountered with the implementation of earthquake predictions in practice are briefly summarized.     

地震预测预报研究议程的演变:文献计量分析的启示

本文以Web of Science核心合集为文献源, 分别以1960年1月1日至2017年12月31日、 1968年1月1日至2017年12月31日、 2008年1月1日至2018年9月1日三个时间段的科学文献为分析对象, 借助CiteSpace软件, 讨论了地震预测预报研究的发展进程, 以10年为单位的研究议程的演变, 以及汶川地震以来地震预测预报研究的主要领域, 试图对地震预测预报研究以及相关领域发展战略研究提供一定的参考。 结果显示, 地震预测预报相关科技进程一直处在动态的发展中, 在重大事件的推动下, 每一个时间段中呈现不同的且趋向于多样化的发展趋势, 同时愈来愈向着多种方法并重的更加深入和精细的阶段发展。     

海城地震预报过程的回顾及地震预报发展的思考

通过1975年海城地震预报过程的回顾,结合国内外地震监测预报研究的进展,提出了发展我国地震预报研究的建议。     

Progress in Earthquake Science and Technology in China: Review and Prospects (I)

ＩＮＴＲＯＤＵＣＴＩＯＮＩｔｉｓｋｎｏｗｎｔｈａｔＣｈｉｎａｉｓａｎｅａｒｔｈｑｕａｋｅ ｐｒｏｎｅｃｏｕｎｔｒｙｉｎｔｈｅｗｏｒｌｄａｎｄｉｓａｌｓｏａｃｏｕｎｔｒｙｓｕｆｆｅｒｉｎｇｍｏｓｔｓｅｖｅｒｅｓｅｉｓｍｉｃｃａｌａｍｉｔｉｅｓｉｎｔｈｅｗｏｒｌｄ .Ｃｈｉｎａ’ｓｔｅｒｒｉｔｏｒｙｏｃｃｕｐｉｅｓａｂｏｕｔ 1 1 4ｏｆｔｈｅｇｌｏｂａｌｃｏｎｔｉ ｎｅｎｔａｌａｒｅａ ,ｗｈｉｌｅａｂｏｕｔ 1 3ｏｆｇｌｏｂａｌＭ≥ 7.0ｃｏｎｔｉｎｅｎｔａｌｅａｒｔｈｑｕａｋｅｓｏｃｃｕｒｒｅｄｉｎＣｈ…     

基于地震预报的防震减灾决策研究

将地震预报与防震决策从机制上融为一个动态整体，对提高预报精度、降低决策等做了深入探讨，并建立起一个实用性很强的操作系统，使防震对策的生成有了更科学的基础，可供各级政府及防震指挥部门试用。     

地下结构震害预测研究综述

目前城市建筑物震害预测的研究对象主要集中在地面结构。随着地下空间的大量开发利用,地下结构工程数量急剧增多,其震害预测也越来越受到重视。首先对地下结构进行基本分类,并对其地震破坏形式及震害机理进行系统介绍;然后通过梳理近年来地下结构震害预测的研究成果,总结当前地下结构震害预测的常用方法：震害调查统计方法、数值模拟方法、振动台试验方法以及概率分析方法,并指出各类方法的优缺点;最后分析地下结构震害预测研究的发展趋势,为地下结构工程防震减灾工作提供参考。     

对地震预测有关问题的看法

文中对地震预测的一些问题提出了看法,认为影响地震预测的诸多因素中,最为关键的问题在于地震成因。利用新的观测技术,发展新的地震成因理论,或将成为地震预测研究取得突破性进展的必经之路。