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。     

驳Varotsos和Lazaridou的答复：面向直率成功的预报

在他们对 Burton(1996)的答复中(Varotsos and Lazaridou,1996,以下简称为 VAN),几乎是作为副产品,VAN 阐明了争论的某些方面,由此从 Burton 和VAN 参加的这场争论中可能找到并形成积极的结果。我将在初步评论地震电信号(SES)这一现象后,力图阐明与此有关的     

VAN方法没有根据

Varotsos及其合作者(VAN小组)声称,他们成功地预测了希腊的很多地震。但很多作者否定了这些预测,如在《地球物理快讯》(GRL)1996年5月27日出版的专辑和《对VAN方法的检验》一书中所报道     

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。     

评“两次希腊大地震的预测”

Uyeda和Kamogawa报道了短期地震预测的VAN实验方法（VAN是3位希腊物理学家Panayiotis Varotsos、Kessar Alexopoulos和Konstantine Nomicos姓氏的首字母缩写）。     

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。     

短期地震预报的VAN方法

短期地震预报在希腊已付诸实践十多年了。称为“VAN”的方法是以监测大地电位的变化为基础的。把VAN方法与其他不同学科中有希望的方法结合起来,看来不仅可能改善地震预报的状况,而且会开辟地球科学新的前沿,导致人类对基本的地壳运动过程的进一步理解。     

有关VAN方法的评价辩论——编者的话

本专辑给出了用VAN方法预报地震所得结果的统计检验讨论。与VAN方法有关的其他一些课题在本专辑的一些文章中也进行了讨论。本文作为导言阐明了引起这场辩论的背景,并给出了在本专辑的其他一些文章中也引用到的一些地震活动的数据表。     

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)。     

地电场数据分析方法在华北地区的应用

应用VAN法、波形分析法、潮汐谐波分析等对华北地区观测资料质量较好的地电场台进行研究,结果表明,华北地区地电场波形日变幅度范围为2.35—11.12 mV/km;VAN法在华北地区有一定的震例对应,如2003年5月22日河北唐山ML 4.1、2006年7月4日河北文安ML 5.1、2010年3月6日河北滦县ML 4.7...     

对P.W.Burton的“地震赌博”一文的答复

Burton(1996)的文章除了它的奇怪的标题外,还有很多不精确或错误的地方。Burton 明显地滥用了统计学,因为他处理一个参数(例如,震级),并不注意基本点,例如:涉及到一个区域中的一个主震的预报震级值,这样的事件是非常少的,不能被等同处理为有同样震级的预报,但涉及的却是另一区域的余震。利用统计的简单规律,我们证明了 Burton 所用的统计处理显然是错误的,甚至可以“否定”一个理想的预报方法。此外,我们证明了 Burton 对 VAN 震级预报的批评是基于对实验误差真实含义以及古登堡-里克特关系明显错误解释之上的;Burton 的论点与物理预期的结果相矛盾。对地震预报合适的空间解也进行了讨论,对于5.5～6.0之间的震级,VAN 所得到的空间解大约是50km。如果我们考虑到源的尺度,这样一个解从实际的观点看是合理的。对于较大的震级,例如:约7.5级,约150km 的空间解应当是可以接受的。因此 Burton 对 VAN 增加空间解的论点是不合理的,因为他们仅对较小事件(～5.0个单位)有一些根据,不过这些没有多少实际的意义。最后但不是最不重要的,Burton 利用了不寻常的措辞,如:“有效预报的事后论证”、“不清楚的回顾性滤波”、“实际的东西太少而宣传的太大”,但没有提到事实,例如:在讨论的3年中(即1987～1989),VAN 仅仅发出了一个公开的警报,这一警报后面有一个这一时期最强烈的破坏性活动。     

对F.Mulargia等“对Varotsos等的答复Ⅰ和Ⅱ的反驳”一文的答复

Ｍｕｌａｒｇｉａ等（１９９６）宣称，他们运用一种以ＰＤＥ目录中获取的规则，能够比我有效地“预报”地震。我们证明这种宣称毫无疑问是错误的，他们的规则发出了大量的虚报，超过了“所预报”的地震的１０倍以上，由Ｋｅｉｌｉｓ－Ｂｏｒｏｋ推荐的误差图揭示Ｍｕｌａｒｇｉａ等的规则与一个毫无意义的算法相当。另一方面，该误差图解也反映出ＶＡＮ是有意义的。     

VAN短期地震预测方法看来大有希望

EOS编者按1981年,Varotsos,Alexopoulos和Nomicos(即VAN)提出地电场的某些变化可用来预测地震。他们的主张引起了持续的和非常激烈的争论。为了澄清问题,并使更多的读者了解这场引人注目的争论,EOS邀请争论的双方各撰写一篇论文。双方多次交流论文,直到双方都表示满意,不再作修改为止。我们以这种方式给予争论的双方对对方的批评做出充分的回答的机会。     

希腊VAN地震预报方法的进展与争论(Ⅱ)--国际评价与争论

综合介绍了90年代以来国际上对VAN小组预报研究的评价和争论,包括评价的基本方法、三类评价意见以及评价中的几个主要争议问题等.     

不能忽略地壳均衡

正致编者——Parker等(2011)在对中国四川2008年汶川地震后发生的滑坡细致分析中指出,地震滑坡物质估计方量是同震地壳抬升方量的约2~6倍。基于滑坡内的物质会很快被运移出龙门山地区的合理逻辑,他们利用这种差异证明侵蚀看来对物质的移除比地球动力学对龙门山生长作用的过程更快。我赞赏他们的分析,但是我认为他们忽视了一个方面,从而使这一推论变得至多仅仅为似乎合理的,甚至非常可能是虚假的。     

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。     

不能忽略地壳均衡

致编者——Parker等（2011）在对中国四川2008年汶川地震后发生的滑坡细致分析中指出,地震滑坡物质估计方量是同震地壳抬升方量的约2～6倍。基于滑坡内的物质会很快被运移出龙门山地区的合理逻辑,他们利用这种差异证明侵蚀看来对物质的移除比地球动力学对龙门山生长作用的过程更快。我赞赏他们的分析,但是我认为他们忽视了一个方面,从而使这一推论变得至多仅仅为似乎合理的,甚至非常可能是虚假的。这一方面就是地壳均衡,即应用于地球的阿基米德原理。该原理当推广到包括弹性表层时,要求在弹性层下面地幔的任何深度压力均相等（Gunnand Frankl,1943）。     

地电场数据分析方法在华北地区的应用

应用VAN法、波形分析法、潮汐谐波分析等对华北地区观测资料质量较好的地电场台进行研究,结果表明,华北地区地电场波形日变幅度范围为2.35—11.12 mV/km;VAN法在华北地区有一定的震例对应,如2003年5月22日河北唐山M_L 4.1、2006年7月4日河北文安M_L 5.1、2010年3月6日河北滦县M_L 4.7等地震前河北昌黎地震台都曾记录到地电场异常信号,存在震前地电场SES的场地效应;华北地区岩体裂隙优势方位α角一致性较差,波动范围约为20°。