对Y.Honkura和N.Tanaka的“专门用VAN方法预报希腊地震发生的概率”一文的答复

Honkura 和 Tanaka(1996)以及 Aceves 等(1996)的计算为阐明这一论点的主要问题,即是否 VAN 预报可以归因于偶然,提供了重要的工具。Honkura 和 Tanaka(1996)的计算表明,对半径为120km 的圆形区域和22天的时间窗,在希腊 M_s≥5.0地震(EQ)发生的概率 P 小于0.25,甚至对于11天的时间窗来说更小。对更大震级阈值,即 M_s≥5.5或 M_s≥5.8(及由古登堡-里克特关系式来看),它们的 P 值更小。简单比较这些 P 值与 Mulargia 和 Gasperini(1992;1996a)的表格会立刻显示出 VAN 预报不能归因于偶然。记住,检查后者的表格会得到:1)VAN 成功率为40%～45%(当仅考虑与 M_s≥5.0地震相关时);2)VAN 警报率随地震震级闶值的提高而增加,对 M_(EQ)≥5.5和5.8,分别达到50%和60%。Honkura 和 Tanaka(1996)计算中出现的另一要点是“余震必须仔细处理。”这一点加强了我们在 Varotsos 等(1996a)的原则4和原则5中对 Mulargia 和 Gasperini(1992)对余震的不适当处理(基于泊松分布)的评论:①大大改变了显著性水平值;②预报与地震间的“正向时间相关”转变为“逆向时间相关”。这后一观点分别也被Honkura 和 Tanaka(1996)检查过,他们得出结论:“……考虑这种逆向时间相关的观点……,我们不能在目标区域里找到 M_s≥5.0的地震发生的高概率事件区。”在此答复中,我们还进行一些必要的阐述即在预报方法中,正如所料想的那样,在震级确定中存在试验误差时计算“成功率”和“警报率”有关的内容。     

对M.Wyss和A.Allmann“用非均匀地区地震活动率预报地震的偶然相关概率:VAN 震例”一文的答复

Wyss 和 Allmann(1996)(以下简称 WA)的所有结论都是错误的,因为他们的方法不正确。例如,WA 的主要结论说:“估算出所得的预报和地震相关性(23次中有11次)出于偶然的概率,……为96%。”可是当我们严格依照 WA 程序,假设(23次尝试中的)所有23次预报正确,却发现了一个自相矛盾的结果,即概率 P 值大于1。从此例来看,用不着对 WA 的看法作进一步讨论,但我们还是逐点详细答复,以便说明 WA 还犯了几个错误,以及对 VAN 作陈述的真实内容的严重曲解。WA 所作的多种曲解和错误特征性的例子包括:(1)将预报的震级数值直接与M_s(PDE)对比,而 VAN 过去一直清楚地声明预报中提及的震级数值对应于 M_s(ATH),即对应于 M_L+0.5。因为 M_L+0.5大大不同于 M _s(PDE)(平均相差1.0级),他们的这种对比是不允许的;(2)通过增加(或删减)VAN 的关键性措词,从而歪曲 VAN 所表达的真实含义;(3)使用22天预报时间窗,然而,大多数这类预报和单一地震电信号相应(因此对11天预报时间窗);(4)不正确地宣称 Varotsos等(1996a,b)定出ΔM≤1.0为可接受的不确定性,而 VAN 却曾多次发表只有ΔM≤0.7时预报才能认为是成功的;(5)错误地宣称采用 SI-NOA 时,“22次 VAN 的预报中有12次不符合误差范围”,而读者容易核对出在23次中仅有6(或7)次偏离误差范围。此外,WA 大大地高估了应当预报的地震次数。也就是说,VAN 清楚地声明只有预料的震级大于(或等于)5.0级时才发布预报,而 WA 错误地要求 VAN应预报所有 M_s≥4.3或 M_s≥4.0的地震。于是他们将任何没有发布预报的 M_s≥4.3(或4.0级)的地震作为漏报的地震。最后但并非最不重要的,我们记起 Wyss 和 Baer(1981)发表过在希腊会发生预期地震震级达7.75级的长期预报(与这次争辩中讨论的时期相同),其结果完全没有成功。     

答G.Stavrakakis和J.Drakopoulos的“VAN方法:自1981年以来矛盾和误导的结果”

把Stavrakakis和Drakopoulos(1996)(此后称作SD)中关于VAN表述与VAN真实内容作一简单比较,即可证明对方的批评是错误的。典型例子有: (1) 与Drakopoulos(1993)选择并加以讨论的一样,SD所讨论的VAN预报也是VAN预报中的一小部分。Varotsos等(1993b)当时已给予详细回答,并指出Drakopoulos等(1993)的7个例子中有4个没有考虑VAN电报提出的两个可供选择的震中位置,令人吃惊的是没有考虑被强调为最可能的那一个。在该文中SD对VAN预报的真实含意再次做了较大的改动。 (2) SD仅选择了那些VAN预报法具有较大偏差的情形来进行讨论。 (3) SD通过选择地区内的某些预报后在该地区出现的地震活动性而提出怀疑。本文将证明这些预报指的是远离有早期地震活动的另外地区。SD把VAN预报的两个例子说成是对应的余震,我们将证明这种观点是错误的。 (4) SD改变了VAN公布的单个SES和SES电活动性的超前时间。 (5) SD增加(或删除)对VAN观点及预报的批评措词,因此说明对方真正意思是急剧变化的。 (6) 虽然识别SES的标准已经由VAN发表,可SD仍称这种标准依据尚未形成。 (7) SD的示图是错误的,因为他们忽略了M_s=5.0地震(大地震)标准仅发生在预测地区,但也包括远处M_s=4.0～4.2的地震。 (8) SD称“没有一个主震被预报”,但VAN成功地预报了1987年至1989年间的3个处于调查中的最大主震,震中偏差小于50 km。 (9) SD认为如果已经发生了M_s≈4.0的“前震”,再成功地预报M_s=5.0的地震是毫无意义的(不管偏差Δr、ΔM达到多小)。这种观点是不对的。 (10) 虽然VAN已经阐明了只有M_s的预计值大于(或等于)5.0时才提出预报,可SD曲解了实验误差ΔM=±0.7的含意,并要求M_s≥4.3的地震都应被预报出来。这一要求是不对的。此外,我们将进一步证明SD关于“偶然预报成功的概率”计算是错误的,因为它违反了基本原理。     

对Y.Y.Kagan和D.D.Jackson“VAN地震预报的统计检验:评述和思考”一文的答复

本文仅限于回答再次由 Kagan 和 Jackson(1996)提出的那些观点,尽管对此我们已经在其他对 Kagan(1996)和 Jackson(1996)的答文中作过讨论。例如我们证明他们关于“……大多数 VAN 参数在1987～1989年检验期后作了调整,亦即,反推调整”的观点并不正确。而另一方面我们却同意他们的结论:“这一问题的观点不同,说明地震学界需要一套评估地震预报方法的总方案”,应用这套方案应接着对到目前为止发布的 VAN 预报进行评估(包括从1987～1995的9年时间),而不是仅限于这场争论中讨论的1987～1989年间。Kasan 和 Jackson(1996)还将 Aceves 等(1996)和 Kagan(1996)的检验结果进行了对比并得出这样的结论,即如果目录中包含余震或只是去掉部分余震,则两项检验都表明 VAN 方法优于泊松零假设。另一方面,Kagan 和 Jackson(1996)称,“如果余震被尽可能全部删去”,VAN 方法并不比泊松零假设更为优越。然而我们将阐明,在后一种情况的“减丛集”过程中会出现以下情况:对主震的成功预报同样会被去掉;而且会将成功的预报变成失败的;我们的结论与 Aceves 等(1996)的基本一致。     

对P.B.Stark“对地震预报赋予统计显著性的一些思考”一文的答复

Stark(1996)所做的一些评论与 Varotsos 等(1996a)的评论基本上是一致的[即,“如果仅当预期的地震震级超过5.0级时我们决定发布一次预报,还有,如果我们的预报规则系统奏效的话,那么,我们预计不能预报出一些震级为5.0以及更小一点的事件(甚至一些较大的事件)”,普遍接受的观点是,“处于自然状态的”地震活动序列不是泊松分布的……”,等等]。不过,在本文中,我们澄清了一些导致 Stark 说”Varotsos 等提出了一些错误的建议”的误解。我们强调,绝大多数的VAN 预报中的容许误差限不是后验校准的,因为这些容许误差限是在1987～1989年这一讨论期间的前一年发表的。在25次结果良好的相关中仅有两次,Δt 值是后验延长的,不过我们强调,这两次预报事先确认为是属于一种新的情况,这种新情况称之为地震电信号的电活动(地震电信号序列),它不同于单一(孤立)的地震电信号情况。我们完全同意 Stark(1996)的建议,按照这一建议,人们“避免了为地震变量规定一种概率分布的必要性,这是一项既有争议又有问题的工作”。     

目标事件识别不确定情况下地震预报效率的统计估计

通常用成功率和报警率来表示地震预报的效率，它们分别由成功预报数与总预报数和成功预报数与应被预报的事件数之比确定，这里，我们针对震级高于给定阈值的事件来设想预报系统下，且假定系统单一指标“是”或“否”。对于这样一个预报系统，用于确定系统预报率的事件震级的观测误差引起了识别预报目标数的增加和识别成功预报数的减少，事实上，当忽略事件震级的不确定性时，预报率可能被显著低估。这可能会导致舍弃有价值的预报系统或低估实际的地震风险。本文给出了估计预报率的一种方法，该方法考虑了独立震级分布的任何对称的观测震级的误差，目标识别的不确定性可以表示为从实际到观测震级概率转换的结果，给定预报效率参数，偶然连接率和转换概率，由预报和转换过程的分析求解这个预报率估计问题，假观测误差为正态分布，预报／转换过程的数值试验和蒙特卡罗模拟看来证实了所得的解是正确的。     

对H.Utada“统计评估地震预报方法的困难”一文的答复

Utada 的一些意见(1996)和 Varotsos 等(1996a)讨论的观点是一致的。简单的例子表明 Mulargia 和 Gasperini(1992)的主要结论(即 VAN 预报可归于偶然”)并非由于 VAN 方法的“含混不清”,而是由于他们计算中明显的错误。这些错误也导致了 Varotsos 等(1996a)的附录中所揭示的反论。在纠正了他们的一些错误后,这一反论[即如果我们应用 Mulargia 和 Gasperini(1992)的方法,那么可以得到结论:理想完善的地震预报方法(IPEPM)的结果也可归于偶然]也就不用再提了。     

对Drakopoulos和Stavrakakis“由1990年12月希腊北部VAN台记录的电活动所做的错误警报”一文的答复

Drakopoulos和Stavrakakis(1996)(此后简称为DS)在他们的讨论中选择了一次公开警报(1991年1月发表),但却删除了另外3次警报(1988年9月;1990年4月和1993年2～3月发布),而这3次警报之后都伴有破坏性地震活动(换句话说,在目前辩论中,1987年至1989年之间只发布过一次公开警报,但DS二人却没有讨论此问题)。对于后来3次警报,Drakopoulos以及/或者其同事们不同意VAN预报,在有关地震发生前2～10天,公开宣称:“没有预料明显的地震活动”。在DS二人选用的例子中,他们只报道了警报后22天内的地震数据,但未提及在第23天早晨就开始了的及其往后延续了5天的地震活动。而且,DS误解了我们的预报,该预报是在地震发生之前送《构造物理学》杂志(见Varotsos等,1991)的。     

应用于VAN方法的地震预报评估标准

为了在做出决断上的可能应用,地震预报研究在能够被适当评估之前必须符合一定的标准。对于导致二元警报状态(有或无)的方法而言,要求包括:(1)对引起报警的可观测量的定量描述;(2)对所预报地震,包括时间、地点和震级范围的定量描述;(3)所有事先报警的文字证据;(4)完整的已预报过的地震清单;(5)完整的漏报地震的清单。VAN 技术(Varotsos and Lazaridou,1991;Varotsos et a1.,1996)还没被指定为是一种可检验的假设。由于它不满足判据(1)和(2),因此还不适宜于对之进行专门的评估。尽管电报是在自称的成功之前发出的,但是这些电报没有对所预报的事件给以详尽的说明,并且发表的所有统计评价混杂了许多事后的主观决定。一种候选的预报技术如果缺少与地震的统计验证关系,那么应当满足几项有理判据,包括:(1)候选前兆与所预报地震的地点间的合理关系;(2)对候选前兆观测量与应力、应变或与地震有关的其他量相关的某种证明;(3)有候选前兆的同震变化以及震前变化存在。VAN 技术不满足这些判据中的任何一项。     

对D.D.Jackson的“应用于VAN方法的地震预报评估标准”一文的答复

我们早期的文章表明,VAN 方法并非不符合 Jackson(1996)提出的必要条件(1)和(2)。对评估成功而言,非主观的事后决定也是需要的,这是因为,绝大多数 VAN 预报,其ΔM、Δr 以及Δt 值都是在被讨论的1987～1989年时段以前发表的,只有在极少数与地震电信号地电活动新现象的观测有关的情况下(29次中的3次),Δt 值才是在1988年确定的。此外,一次仔细的审验——从物理观点看——表明,VAN 方法确实满足 Jackson 的3个有理判据(被候选预报技术所遵从)。     

对M.Wyss及其同事所使用地震和震级数据不准确性的答复

只有预报震级和实际震级两个值都用相同尺度时，预报震级和实际震级的直接比较地是允许的。由事实来看，雅典国家观测台地震研究所公开发布ＭＥＱ＝ＭＬ＋０．５，ＶＡＮ很早地清楚地表示，预报值Ｍｐｒｅｄ是指ＭＬ＋０．５，因此，ＶＡＮ预报的本身一致性评估值应当包括Ｍｐｅｒｄ和实际的ＭＬ＋０．５直接比较。     

地震预警:ShakeAlert在太平洋西北部的应用

对地震预警算法ElarmS-2(地震报警系统第二版)在太平洋西北部的应用效果进行了评估。本文数据来源于美国俄勒冈州、加利福尼亚州、华盛顿州和加拿大的不列颠哥伦比亚省(这里的3州1省即本文所指太平洋西北部——译注,下同)的实时监测数据和历史地震数据。在测试的地震中,矩震级最大的为7.2级,这也是ElarmS-2算法可以精确测量的最大震级。在台网范围内,ElarmS-2可以准确检测到台网内编目震级大于等于3级的地震,但是对于发生在海上或台网边缘的地震,ElarmS-2能准确识别的事件的截止震级会偏高。对ElarmS-2算法进行若干调整后,降低了发出错误的多重警报的概率。通过模拟历史地震事件,发现新的配置改善了发生在台网边缘的地震事件的算法的性能,而且不会影响台网密集区域的地震事件良好约束的解。我们希望误报数量减少,而且不会误报大地震事件。虽然ElarmS-2假设固定的震源深度,但是震中距和震级估计值仍然是足够准确的,可以提供对震动强度的准确预测。     

地震赌博

ＶＡＮ小组自１９８１年以来一直宣称正在进行地震预报，他们对地震两个基本参数，即震级和位置的预报约束非常宽松，大部分ＶＡＮ的震级预报低于Ｍｓ５．７及具有±０．７的容限，预报震级所跨的不确定性有如此的范围，以致这样的预报不能直率地认为是成功的。根据ＶＡＮ对空间解的主张，如果成功的话，可能包含一个震级８．０的震源范围的线性尺度，但并没合适地将震级限制到Ｍｓ７．５那样大。在可以进行的细致判定前，ＶＡＮ不仅     

内蒙古西部地区量规函数的修订

选用2008-2019年内蒙古自治区及邻省台网共43个台站记录到的4 410个地震事件,通过震级偏差统计方法计算单台震级偏差及其标准差,并统计台站震级平均偏差随震中距的变化。研究表明,各个台站震级偏差范围在-0.38～0.33之间,81.4%的台站偏差值(绝对值)小于0.2。与全国量规函数相比,新修定的量规函数震级偏差与震中距整体呈正相关,在0～150km范围内震级偏差为负值,在150～200km范围内震级偏差大于0且基本与100～150km内的震级偏差关于零轴对称,250～500km范围内为正值,新修定的量规函数更加符合内蒙古西部地区的地壳介质性质和构造条件。     

山西地震台网速报震级与量规函数的研究

选取山西数字地震台网自2001年3月至2007年12月所记录到的100次ML≥3.0以上的地震事件,计算单台震级与平均震级的偏差.分析发现,单台震级与台网平均震级的偏差除镇川、岢岚、山自皂3个台较大外,其余台站均较小;目前所用量规函数在震中距小于40 km和大于240 km时偏差较大,认为,在大震速报中直接采用震中距在40 km～240 km的台站参与计算震级是一种更简便可行的办法.     

新疆数字地震台网地方性震级量规函数的初步研究

基于2009～2014年新疆测震台网数字地震记录资料,运用震级残差统计方法,选择16269个2.0≤ML≤5.4地震事件,共计获得了179561个单台记录;利用最大地动位移衰减特性方法,选用3.6≤ML≤4.5的746个地震事件作为研究对象,对新疆数字台网地方性震级量规函数进行了研究。将得出的量规函数值进行对比后认为,现阶段使用的量规函数值在0～200km的震中距范围内偏小,导致此范围内台站测定的震级偏小;在200～800km的范围内,测算的震级值较稳定,偏差范围在±0.1的范围内;在400～800km震中距范围内,由最大地动位移衰减特性方法得出的量规函数偏小。由于目前各地震台站使用的地震计仪器响应不准确,造成量规函数偏小的原因有待用计量更加准确的台站仪器响应参数进行验证,以便得到更加精确的新疆台网地方性震级量规函数。     

四川测震台网ML震级特征研究

基于2013—2022年四川测震台网记录到的四川及邻区2.0≤M_L≤5.5的36 693次地震事件观测资料,利用震级残差统计方法得到59个区域台站的单台M_L震级与台网平均M_L震级的偏差、各单台记录地震的平均偏差和标准偏差。结果显示：震级偏差统计直方图基本呈正态分布,相对集中于-0.5～0.5;单台M_L震级偏差沿龙门山断裂带两侧分区特征明显,呈现“东高西低”,即川西高原地区台站M_L震级偏小及四川盆地台站M_L震级偏大特征;从M_L震级随震中距的变化曲线来看,当震中距<150 km时,单台测定的M_L震级较台网平均震级偏小,当震中距≥200 km时,单台测定的M_L震级较台网平均震级偏大。     

全球大地震及中国4级以上地震目录

应广大读者要求,我们定期公布全球7级以上大地震和中国4级以上地震目录。地震参数取自中国地震局分析预报中心的“中国地震速报台网观测报告”和“中国地震月报目录”。其中:发震时间为北京时(BJT);震中位置除给出经纬度外还给出了参考地区名,以供查阅时参考;震源深度33N表示该地震为通常意义上的浅源地震;震级MS为面波震级、ML为近震震级、MW为矩震级(取自美国PDE报告)。表1　世界地震目录(2003年4～6月,M≥7.0)编号发震时间　月 日 时:分:秒　震中位置　φ/(°)　　　　λ/(°)　深度/km震　级　MS　　　MW　地　　区105 26 1…     

全球大地震及中国4级以上地震目录(2003年1～3月)

应广大读者要求 ,我们定期公布全球 7级以上大地震和中国 4级以上地震目录。地震参数取自中国地震局分析预报中心的“中国地震速报台网观测报告”和“中国地震月报目录”。其中 :发震时间为北京时(BJT) ;震中位置除给出经纬度外还给出了参考地区名 ,以供查阅时参考 ;震源深度 33N表示该地震为通常意义上的浅源地震 ;震级MS 为面波震级、ML 为近震震级、MW 为矩震级 (取自美国PDE报告 )。表 1　世界地震目录 (2 0 0 3年 1～ 3月 ,M ≥ 7.0 )编号 发震时间　月 日 时 :分 :秒　震中位置　φ/ (°)　　　　λ/ (°)　深度/km震　级　M…     

广东数字遥测地震台网台站震级偏差的研究

选取广东数字遥测地震台网自2000年1月正式运行至2007年6月记录的广东省境内及邻区368次较大的地震事件,利用msdp-dm分析软件对其进行分析处理,计算了各单台震级与台网平均震级的偏差、平均偏差和标准离差,分析了仪器、量规函数、台基诸因素产生震级偏差的主要原因。结果显示,不同类型地震仪器对震级偏差影响很小,量规函数偏差明显,在震中距0～60km内,量规函数偏差为负值;在60～380km范围内偏差不大,认为在日常大震速报中,可直接用此震中距的台站量取震级;而大于380km以后台网量规函数偏差为正。给出了台基校正值。通过对样本数归类统计、计算、分析,给出了量规函数校正值和台基校正值。