用博弈评分法评估分析中国年度地震危险区的预测效能

自20世纪70年代至今,中国地震局持续召开年度全国地震趋势会商会,对来年中国大陆地区的地震趋势作出综合判断,按照"东部5级、西部6级以上"的目标划定年度地震危险区.因为年度危险区的形状不规则、预测震级不同以及每年发生地震数量有限,难以对其预测效能进行科学、客观的评价,也不利于通过有真正信息增益危险区来积累预测经验.本研究采用新近发展的"博弈评分"(gambling score)方法评估了年度地震危险区预测结果的显著性.博弈评分是利用"参考模型"计算每个危险区预测成功与否的参考概率作为"奖励"标准,根据实际地震对应情况进行加分或减分.采用泊松模型和古登堡/里克特定律作为参考模型,对1990-2003年期间的年度地震危险区的预测效能进行了评估和分析.结果表明,虽然年度预测效能之间的差异较大,但是年度地震危险区预测结果明显优于非均匀泊松模型.这一方面表明年度地震危险区的圈定含有一定的地震前兆信息,得分高的危险区的判定依据将为提高地震预测准确率提供有益信息并积累有效的经验,另一方面也揭示了年度会商结果在前兆观测资料和地震活动背景空间分布知识之间整合的不足,即年度地震危险区的圈定在技术上仍有提高的余地.     

地震影响空间危险度及危险区预测方法研究

根据地震目录统计分析一次强震对外围地区所产生的地震影响空间危险度,在此基础上结合区域地震背景空间危险度及其先发生的若干次强震,通过对研究区域开展地震综合空间危险度空间扫描计算对未来地震危险区进行预测。华北和西南地区地震危险区的实例预测表明,该方法具有一定预测效果,对于分析判定地震危险区可能具有一定的实际意义。     

基于中国大陆5级以上地震重复性的年度地震预测及其效能检验

对中国大陆1971年以来发生的5级以上地震年度重复的空间特征进行分析研究,结果表明当中国大陆发生1个5级以上地震后,下一年度在该地震震中周围某一半径范围内,再次发生5级以上地震的概率非常高。利用统计研究结果,根据某一年发生的5级以上地震对下一年度进行地震预测,并对预测效能进行R值检验。文中还对1990年以来基于地震重复性的年度地震预测R值和我国实际年度地震预测R值进行比较,结果表明该方法是一种有效的年度地震预测方法,可以作为我国年度地震危险区的划分依据之一。     

对青海省1990年以来年度地震危险区的初步探讨

对青海省1990年以来年度地震危险区进行了分析,整理总结了青海省年度地震危险区的分布、预测面积及地震对应情况,得出预测正确率为52％。将预测基本准确的地震危险区进行归并,得到确定的地震危险区共有5块：祁连地震带、三湖地区、库玛地震带东段甘青川交界地区及共和地区、唐古拉地区、茫崖地区。对历史地震危险区的整理和初步研究,对今后地震趋势预测研究积累一些值得参考的认识和经验。     

强震危险区可拓综合预测模型在南北地震带应用研究

将可拓学引进地震综合预报,通过建立强震危险区可拓方法综合预测模型,计算各类指标的关联函数,对南北地震带进行全时空、有限时空扫描的应用检验,研究孕震区地震活动图像演化特征,探索强震危险区综合预测新途径,初步研究结果说明该方法在地震强震危险区综合预测中有较好的应用前景。     

基于R值和统计分布检验的年度地震危险区个数评估

针对年度地震危险区划定的个数问题开展了一些尝试性研究,旨在从统计学角度给出危险区个数的最佳估值,对年度地震预测实践给出一定参考意见。通过R值评分算法反推出年度地震危险区个数的估算公式,同时改进了传统聚类算法用于识别空间距离较近的地震“丛集区”,在此基础上分别统计中国大陆地区1950—2019年满足目标震级的年度地震发生个数、地震“丛集区”和“孤立发生地震”的个数之和,最后进行多种统计分布模型拟合与检验,结合置信区间确定危险区个数的合理上限。结果表明,由两种统计结果得出的年度危险区个数的参考值也略有差别,第一种基于中国大陆地区东部(107°E以东)M_S5.5、西部(107°E以西)M_S6.0以上地震年度发生率的危险区个数参考值为9个,适用于稍大震级的判定;第二种基于中国大陆地区年度M_S5.0以上地震“丛集区”识别结果的危险区个数参考值为13个,与目前中国地震台网中心使用的个数一致,对判定年度M_S5.0以上地震具有较好的应用实效。     

年度地震危险区预测问题的几点初步思考

本文通过我国年度地震危险区预测对应情况的简要分析，认为年度地震危险区判定的时效定位和异常依据的选取等存在值得注意的问题。提出年尺度中期或中短期地震危险区预测应根据不同地区震情跟踪研究进行科学的动态判定。     

地震前兆统计检验的地震学问题：对目前地震预测问题争论的评述（之二）

在目前前于地震预测的争论中,地震前兆的统计检验是一人重要的问题。我们指出,这个问题不是一个纯粹的统计学问题,而首先是一个地震学问题。通过引入前兆的“分辩率”的概念和讨论地震前兆的统计检验,我们澄清了前兆检验中的“边缘问题”即落在预测区边缘附近的地震究竟是否应当算预测成功的问题。     

新疆年度地震危险区的时空分布特点

新疆是我国大陆地区开展年度地震趋势预测最早的省区之一,自1973年以来累计划定105个年度地震危险区。整理总结新疆年度地震危险区的时、空分布及地震对应情况,结果表明年度地震预测总报准率为26％,相当于全国的平均预测水平;年度危险区预测数量与预测面积基本成正比;危险区划定次数最多的构造区域是北天山中西段,以下依次是柯枰块区、乌恰-喀什地区、南天山东段、乌鲁木齐地区、西昆仑地区和阿勒泰-富蕴地区,其中北天山中西段和乌恰-喀什危险区的时、空继承性较强,但预测效果相对较差。对新疆年度地震危险区的历史资料进行整理和总结,能为今后更好地提高新疆年度预测水平积累一些参考经验。     

地震前兆检验的地球动力学问题对地震预测问题争论的评述(之三)

地震前兆的效能检验问题既是地震预测研究中的一个基本问题，也是近年来围绕地震预测问题的一个争论焦点。传统的地震预测研究中关于地震前兆机理的一个基本假定，即地震前兆来自地震孕育过程中应力场的某种变化，与传统的地震前兆检验方案，即针对“异常”信息统计与地震之间的“对应”情况，并进行统计显著性检验，存在一个内在的逻辑矛盾。地震前兆的检验不是一个简单的统计问题，而是一个地球动力学问题，不考虑地球动力学的地震前兆检验是没有意义的，由此得到的检验结果则可能对相关研究造成误导。     

Forecasting the summer rainfall in North China using the year-to-year increment approach

A new approach to forecasting the year-to-year increment of rainfall in North China in July–August (JA) is proposed. DY is defined as the difference of a variable between the current year and the preceding year (year-to-year increment). NR denotes the seasonal mean precipitation rate over North China in JA. After analyzing the atmospheric circulation anomalies associated with the DY of NR, five key predictors for the DY of NR have been identified. The prediction model for the DY of NR is established by using multi-linear regression method and the NR is obtained (the current forecasted DY of NR added to the preceding observed NR). The prediction model shows a high correlation coefficient (0.8) between the simulated and the observed DY of NR throughout period 1965–1999, with an average relative root mean square error of 19% for the percentage of precipitation rate anomaly over North China. The prediction model makes a hindcast for 2000–2007, with an average relative root mean square error of 21% for the percentage of precipitation rate anomaly over North China. The model reproduces the downward trend of the percentage of precipitation rate anomaly over North China during 1965–2006. Because the current operational prediction models of the summer precipitation have average forecast scores of 60%–70%, it has been more difficult to forecast the summer rainfall over North China. Thus this new approach for predicting the year-to-year increment of the summer precipitation (and hence the summer precipitation itself) has the potential to significantly improve operational forecasting skill for summer precipitation. Supported by National Basic Research Program of China (Grant No. 2009CB421406), National Natural Science Foundation of China (Grant Nos. 40631005, 40775049) and Excellent Ph. D Dissertation in Chinese Academy of Sciences     

利用半参数核估计法预报全球电离层总电子含量

本文将半参数平差模型引入电离层球谐函数系数的预报中,建立了半参数球谐函数模型(Semiparametric-Spherical Harmonic,Semi-SH)来预测全球电离层总电子含量.首先,通过快速傅里叶变换获得球谐函数系数的周期和振幅,将振幅高的主周期归入趋势函数,振幅低的剩余周期归入随机信号,建立了半参数模型,同时利用核估计方法拟合趋势函数,解算随机信号,并在时间域上进行外推,得到了预报时间的球谐函数系数,代入15阶电离层球谐函数模型,最后得出电离层总电子含量(Total Electron Content,TEC)的预报值.本文基于欧洲定轨中心(CODE)发布的球谐函数系数进行电离层TEC长期预报和短期预报分析,其中长期预报采用四年预报两年的模式对球谐函数系数进行预报,短期预报设计了三个算例,采用前30天预报后一天的模式,分别预报1天、滑动预报7天和滑动预报30天.实验结果表明:长期预报能够较好地反映全球电离层TEC的变化趋势和波动情况,Semi-SH模型对全球电离层TEC平均值(Mean TEC global,MTECglobal)的拟合值和预报值与MTECglobal实际值的相关系数分别为0.8743和0.8010,呈现出高度相关性.短期预报中,在太阳活动高年和太阳活动低年,Semi-SH模型在中纬度地区预报精度较CODE发布的电离层TEC 1天预报产品(CODE′S 1-Day Predicted GIM,C1PG)有较大提升,在高纬度与低纬度地区两种模型预报精度相当;Semi-SH模型在太阳活动高年和太阳活动低年30天滑动预报精度的均值均高于C1PG模型.实验结果说明了Semi-SH模型预报电离层TEC值的有效性.     

Prediction of the occurrence of Related Strong Earthquakes in Italy

In the seismic flow it is often observed that a Strong Earthquake (SE), is followed by Related Strong Earthquakes (RSEs), which occur near the epicenter of the SE with origin time rather close to the origin time of the SE. The algorithm for the prediction of the occurrence of a RSE has been developed and applied for the first time to the seismicity data of the California-Nevada region and has been successfully tested in several regions of the world, the statistical significance of the result being 97%. To date it has been possible to make five successful forward predictions, with no false alarms or failures to predict.The algorithm is applied here to the Italian territory, where the occurrence of RSEs is a particularly rare phenomenon. Our results show that the standard algorithm is successfully directly applicable without adjustment of the parameters. Eleven SEs are considered. Of them, three are followed by a RSE, as predicted by the algorithm, eight SEs are not followed by a RSE, and the algorithm predicts this behaviour for seven of them, giving rise to only one false alarm. Since, in Italy, often the series of strong earthquakes is relatively short, the algorithm has been extended to handle such a situation. The result of this experiment indicates that it is possible to attempt to test a SE, for the occurrence of a RSE, soon after the occurrence of the SE itself, performing timely preliminary recognition on reduced data sets. This fact, the high confidence level of the retrospective analysis, and the first successful forward predictions, made in different parts of the World, indicates that, even if additional tests are desirable, the algorithm can already be considered for routine application to Civil Defence.     

推进监测预报体系建设,提高地震预测预报水平

对监测预报工作的地位和作用进行了深入的阐述，分析总结了监测预报工作取得的进展以及存在的问题，提出了未来监测预报体系建设的指导思想和总体目标。并对进一步加强监测预报体系建设，提高预测预报水平各环节的工作进行了详细的论述。     

地下流体地震前兆多层次跟踪法短期预测在粤闽交界和珠江三角洲地区的应用

利用粤闽交界地区、珠江三角洲地区连续10年左右的地下流体资料，研究利用多层次跟踪法进行地震短期预测的效果，结果表明，该法的粤闽交界及近海地区的应用效果较好，但在珠江三角洲及近海地区暂不宜应用。     

震后趋势判定技术系统CAAFs震后余震预测效果评价

自2019年正式运行以来,震后趋势判定技术系统CAAFs为震后应急与趋势研判及时提供数据和技术支撑。本文梳理总结CAAFs系统持续4.5年产出的数据,从全国和不同地区两个方面评价系统产出的震后余震预测结果,得到以下三点认识:①震级上限预测(发生某震级以上地震的可能性不大)的正确率大多为90 %及以上,显著优于震级区间预测(存在发生同等大小地震的可能或存在发生某震级左右地震的可能),各分区预测情况差异不大; ②震级区间预测震级普遍比地震实况偏高,实际7日内发生的最大余震震级与预测震级的差值(震级偏差)落入[-0.5,0.5]区间的地震比例约为44 %,落入[-1,1]区间的地震比例约为69 %,越靠近[-0.5,0.5]区间,地震的比例越高; ③震级区间预测中,各分区有一定差异,西南地区优于西北、华南和华北东北三个地区,总的来看4~5级地震预测情况不如其他震级区间,可能与该震级区间内地震的最大余震震级变化范围较大有关。     

云南大理地区温泉CO2释放与地震预报研究

通过对大理地区鹤庆、洱源、下关、弥渡等温泉水CO2释放特征及与区域地震活动的相关性研究，提炼出单项地震预报指标，从而进行系统合成，找出大理地区CO2的综合预报指标。     

行星会合周期与强震的关系

行星运行都具有一定的周期性.近百年历次大震是在行星20,59,237年会合及合成与月回归下降时段内发震的.文内把近百年强震与当年天文年历及各大行星运行数据绘制地心距视赤经天象图,及5大行星黄经位置天象图,经过验证得出结论.供长期地震预报参考.     

对中国地震预报现状与未来的思考

作者根据其多年从事地震预报的经历和实践，将我国地震预报的36年历史分为4个阶段，概括了我国地震预报的主要进展和成就，指出地震预报的难点及我国地震预报在思路和技术上存在的几个问题，最后是对我国地震预报发展战略的思考。     

Intensifying Earthquake Prediction in the Light of Action of International Decade for Natural Disaster Reduction

This paper is a review on earthquake prediction and forecast research,progress in earthquake prediction work and pre-estimation of earthquake hazard degree in China in recent years.It indicates that China is the first country,the government of which has promoted and organized the state administration department on reduction of seismic hazards and ensured the socialization of earthquake prediction and forecast in the world.A program of earthquake prevention and protection and hazard reduction based on the results of research on earthquake occurrence regularities and prediction of earthquake preparation trend has been completed,and hence the socialization of results of earthquake prediction and forecast research can be expected to be in practice.The practical seismological works in last 20 years indicate that the earthquakes are not considered to be unpredictable,but it is a challenge remaining to be accepted.We are willing to cooperate with all friends who are engaged in earthquake prediction and forecas