（转载）中国主流地震学家的预报观
按：汶川大地震发生后，所谓“中国主流地震学家认为地震不可预报”的说法甚嚣尘上，并将地震预报的困境归咎于西方地震理论的引进。笔者觉得很有必要让公众了解一下：中国地震局的专家们对地震预报究竟是什么态度？
此处转载陈运泰院士发表于《求实》杂志上的一篇文章。陈院士是目前国内公认的数字地震领域翘楚（称为中国头号地震学家并不未过），长期担任国际最高地球科学组织（IUGG）的执委，甚至前国际地震学与地球内部物理学协会（IASPEI）主席都是他的学生。其与傅承义等合著的《地球物理学基础》、《震源理论》等专著，长期被用作地震系统主要教材。陈运泰院士此篇文章的观点，可以代表中国主流地震学家对地震预报的看法。
地震预测要知难而进
陈 运 泰
地震是一种能够给人类社会带来巨大灾难的自然现象。地震最突出的特点是它的猝不及防性和触目惊心的巨大破坏力。自现代地震学创立以来的130余年里，地震预测一直是地震学研究的主要问题之一。如果能准确地预测出未来大地震的地点、时间和强度，无疑可以拯救生活在地震危险区的人民生命。同时，如果能预先采取防范措施，就有可能最大限度地减轻地震对建筑物等设施的破坏，减少地震造成的经济损失，保障社会的稳定与和谐发展。
一、地震预测研究的进展
公众所需求的、地震学家所研究的地震预测（预报）不是在“某地最近要发生大地震”这类含糊的“预测”、“预报”或说法。那些不能同时指明地震发生地点、时间和震级大小并对其区间加以明确界定的“预测”、“预报”，几乎没有什么实际意义。地震预测通常分为长期（10年以上）、中期（1年至10年）、短期（1日至数百日以下）预测。有时还将短期预测细分为短期（10日至数百日）和临震（1日至10日以下）预测。在评估地震预测时，“目标震级”的大小很重要，实际上小地震要比大地震多得多，因而更容易碰巧“报对”。在给定地区和给定时间段内，要靠碰运气报对一个6.0级的地震并非易事，而靠碰运气“对应上”一个5.0级地震的“预测”还是很有可能的。上世纪60年代以来，地震预测特别是中、长期预测取得了一些有意义的进展。
在长期预测方面，最突出的进展是板块边界大地震空区的确认。在环太平洋地震带，几乎所有的大地震都发生在运用“地震空区”方法预先确定的空区内。运用“地震空区”方法，美国地震学家正式预报了帕克菲尔德（Parkfield）6.0级地震和洛马普列塔（Loma Prieta）6.9级地震。尽管如此，日本地震学家用“地震空区”方法预报的“东海大地震”，从1978年到现在已过去了30年，仍未发生；一些专家认为，洛马普列塔地震的实际情况与前期预报并不完全相符，仍然不能排除是靠碰运气碰上的；而帕克菲尔德地震比预测的时间晚了整整11年才发生。这些情况表明，即使发生于板块边界的、看上去很有规律的地震序列，准确预报也是很困难的。
在中期预测方面，地震学家对许多地震序列做了很有意义的回溯性研究。日本地震学家运用关于地震活动性图像的“茂木模式”成功预报了1978年墨西哥南部瓦哈卡（Oaxaca）7.7级地震；俄国地震学家提出了一种称作强震发生“增加概率的时间”的中期预测方法，对2003年发生的日本北海道8.1级大地震以及美国圣西蒙（SanSimeon）6.5级地震做了成功预报。尽管地震中期预测取得了上述进展，目前仍存在一些不容忽视的问题，如迄今尚未对“茂木模式”等方法进行全面的检验，有的专家对预报瓦哈卡地震所依据的地震活动性图像前兆的真实性仍有疑问。
与中、长期地震预测的进展形成鲜明对照，短期与临震预测目前进展不大。在地震发生前，常常可以观测到一些异常变化，如地应变加速、重力场变化、地下水位变化、大气化学成分变化等，这些异常变化称作地震前兆。多年来，地震学家一直致力于探索“确定性的地震前兆”，即任何一种可以在地震之前被无一例外地观测到，并且一旦出现必将发生大地震的异常变化，但至今仍未取得突破性的进展。从1989年开始，国际地震学和地球内部物理学协会下属的地震预测分委员会对世界各国专家提名的37项“有意义的地震前兆”进行评审，其中只有5项被认定。然而即使被确认为“有意义的地震前兆”，也并不意味着就可以用来预报地震。例如，前震无疑是地震的前兆，但是如何识别前震仍是一个有待解决的难题。
二、地震预测的困难
1.地震预测为什么这么难
地震预测是公认的世界性科学难题。那么，它究竟难在哪里？归纳起来，主要有如下三点：
一是地球内部的“不可入性”。人类目前还不能深入到处在高温高压状态的地球内部设置台站、安装观测仪器，对震源直接进行观测。地震学家只能在地球表面和很浅的地层中（至多是几千米深的井下），用相当稀疏、很不均匀的观测台网进行观测，利用由此获取的很不完整、有时甚至还很不精确的资料来反推地球内部的情况。地球内部是很不均匀的，也不怎么“透明”，地震学家在地球表面“看”地球内部连“雾里看花”都不及，他们好比是透过浓雾去看被哈哈镜扭曲了的地球内部的影像。凡此种种都极大地限制了人类对震源所在环境以及震源本身的了解。
二是大地震的“非频发性”。大地震是一种稀少的“非频发”事件，大地震的复发时间比人的寿命、比有现代仪器观测以来的时间长得多，这就限制了作为一门观测科学的地震学在对现象的观测和对经验规律的认知上的进展。迄今对大地震之前的前兆现象研究仍处于对各个震例进行总结研究阶段，缺乏建立地震发生理论所必需的切实可靠的经验规律，而经验规律的总结概括以及理论的建立验证都由于大地震是一种稀少的“非频发”事件而受到限制。
三是地震物理过程的复杂性。地震是发生于极为复杂的地质环境中的一种自然现象，地震过程是高度非线性的、极为复杂的物理过程。宏观上，在同一断层上两次地震破裂之间的时间间隔长短不一，差别很大，地震的发生是非周期性的；大地震通常伴随着大量的余震，而且大的余震还有自己的余震。微观上，地震的起始也是很复杂的，先是在“成核区”内缓慢地演化，然后突然快速地动态破裂，骤然演变成一个大地震。这些复杂性是否彼此有关联，是非常值得深究的。
2.关于地震预测的论争
一个多世纪以来，对地震预测从十分乐观到极度悲观，什么观点都有，不同的观点一直争论不息。上世纪70年代，地震学家发现了震前地震波波速异常、波速比（纵波速度与横波速度的比值）异常等前兆现象，提出了有关地震前兆的物理机制，紧接着1975年中国海城地震的成功预报，使得国际地震学界对地震预测一度弥漫了相当乐观的情绪，一些学者甚至认为“即使对地震发生的物理机制了解得不是很透彻，也可能对地震做出某种程度的预报”。当时，许多著名的地球物理学家都深信，系统地进行短期、临震预测是可行的，关键是布设足够的仪器以便发现和测量地震前兆。然而，地震预测的观测基础和理论基础很快被发现存在问题。例如，运用经验性的地震预报方法未能对1976年唐山大地震做出短期、临震预报，日本地震学家预报的日本东海大地震迄今还没有发生，这又使许多人感到悲观失望。国际上，有一些专家认为，地震是一种自组织临界现象，由于在物理学中自组织临界现象具有不可预测性，因而他们便断言地震是不可预测的。既然地震预测很困难，甚至是不可预测的，那么就应当放弃它，不再去研究它。可是，地震是不是一种自组织临界现象，这不是一个靠“民主表决”、“少数服从多数”就可以解决的问题。这种严重脱离社会需求和逃避困难的做法与追求真理、勇于探索的科学精神是相背离的。
三、实现地震预测的科学途径
一部地震科学的发展历史实际上就是地震学家不断克服困难、不断有所前进的历史。我们讨论地震预测的困难就是为了搞清楚问题所在，以便对症下药，努力战胜困难。困难不能作为放松或放弃地震预测研究的借口。面对地震灾害，地震工作者要勇于迎接挑战，知难而进。
1.依靠科技进步、依靠科学家群体。地震预测与纯基础研究不完全一样。一是时间上的“紧迫性”，即必须在第一时间回答问题，不容犹豫，无可推诿；二是对“震情”信息掌握的“不完全性”；三是决策的“高风险性”，一个决策动辄涉及成千上万甚至是几十万人的生命。地震预测的上述特点既不意味着可以降低地震预测的科学标准，也不意味着可以以此为借口而放弃对地震的预测。目前地震预测尚处于初期的科学探索阶段，地震预测的能力特别是短期、临震预测的能力还很低。解决这一地球科学难题，唯有依靠科技进步、依靠科学家群体。
2.强化对地震及其前兆的观测。为了克服地震预测面临的观测上的困难，在地震观测与研究方面，应努力变“被动观测”为“主动观测”，流动地震台网（台阵）与固定式的地震台网相配合以加密观测。既要利用天然地震震源，同时也要运用人工震源对地球内部进行探测。在地震前兆的观测与研究方面，应继续强化对地震前兆现象的监测，拓宽对地震前兆的探索范围。地震前兆涉及地球物理、大地测量、地球化学等众多的学科和广阔的领域。一方面，可沿着已有的方向继续努力寻找地震前兆；另一方面，应另辟蹊径，提出新的思路、采用新的方法、探索新的前兆。
3.坚持地震预测科学试验。地震既发生在板块边界，也发生在板块内部。在不同地震危险区采取不同的“战略”，各有侧重地检验与探索不同的预测方法，不但科学合理，而且经济有效。应汲取世界各国地震预测试验场的经验教训，特别要注意在一个地区成功的经验不一定适用于其他地区，就像1975年我国海城地震预报成功的经验并不适用于1976年唐山大地震一样。应充分利用我国的地域优势，选准地区，通过地震预测试验场这样一种行之有效的方式，开展在严格的可控制条件下进行并能予以检验的地震预测科学试验研究，获得在不同构造环境下的断层活动、地震前兆、地震活动性等有价值的资料，从而有助于增进对地震的了解，攻克地震预测难关。
4.实施具有基础性、综合性特点的对地球内部及地震的观测、探测与研究计划。在地震活动地区进行以探测震源区为目的的科学钻探，对震源区直接观测。科学钻探因代价昂贵常常只能是“一孔”，至多是若干个“孔”。尽管是“一孔之见”，还是十分宝贵的，所得的结果对于克服地球内部“不可入性”带来的困难是很有意义的。在断层带开挖探槽研究古地震，延伸对地震“观测”的时间窗长度，以克服大地震“非频发性”所带来的困难。进行岩石样品在高温高压下的破裂实验，模拟单个地震的孕育、发生、扩展过程，通过对微小破裂事件的实验研究，了解作为大的破裂事件的天然地震的发生规律。利用计算机对地震过程进行数值模拟，再现天然地震的孕育与发生过程。
5.加强国内外合作。目前在刊登有关地震预测研究论文的绝大多数学术刊物中，几乎都不提供相关的原始资料，致使其他研究人员无法进行独立的检验与评估。因此，我们应改变地震预测研究的封闭状况，广泛深入地开展国内外学术交流与合作，加强地震信息基础设施建设，通过建立虚拟的、分布式的联合研究中心，使从事地震预测的研究人员能够获取和共享观测资料。
地震预测是一个既迫切要求予以回答、又需要通过长期探索方能解决的地球科学难题。特别需要指出的是，与40年前相比，我们今天面临的科学难题依旧，然而它们却比先前暴露得更加清楚。地震观测技术的进步、高新技术的发展与应用为地震预测研究带来了历史性的机遇。只要我们坚持不懈，实现地震预测的前景是可以审慎乐观的。正如著名科学家、液态燃料火箭发明人戈达德（Robert H. Goddard）所说：“慎言不可能，昨日之梦想，今日有希望，明日变现实。”
来源：《求是》2008年第15期
此处转载陈运泰院士发表于《求实》杂志上的一篇文章。陈院士是目前国内公认的数字地震领域翘楚（称为中国头号地震学家并不未过），长期担任国际最高地球科学组织（IUGG）的执委，甚至前国际地震学与地球内部物理学协会（IASPEI）主席都是他的学生。其与傅承义等合著的《地球物理学基础》、《震源理论》等专著，长期被用作地震系统主要教材。陈运泰院士此篇文章的观点，可以代表中国主流地震学家对地震预报的看法。
地震预测要知难而进
陈 运 泰
地震是一种能够给人类社会带来巨大灾难的自然现象。地震最突出的特点是它的猝不及防性和触目惊心的巨大破坏力。自现代地震学创立以来的130余年里，地震预测一直是地震学研究的主要问题之一。如果能准确地预测出未来大地震的地点、时间和强度，无疑可以拯救生活在地震危险区的人民生命。同时，如果能预先采取防范措施，就有可能最大限度地减轻地震对建筑物等设施的破坏，减少地震造成的经济损失，保障社会的稳定与和谐发展。
一、地震预测研究的进展
公众所需求的、地震学家所研究的地震预测（预报）不是在“某地最近要发生大地震”这类含糊的“预测”、“预报”或说法。那些不能同时指明地震发生地点、时间和震级大小并对其区间加以明确界定的“预测”、“预报”，几乎没有什么实际意义。地震预测通常分为长期（10年以上）、中期（1年至10年）、短期（1日至数百日以下）预测。有时还将短期预测细分为短期（10日至数百日）和临震（1日至10日以下）预测。在评估地震预测时，“目标震级”的大小很重要，实际上小地震要比大地震多得多，因而更容易碰巧“报对”。在给定地区和给定时间段内，要靠碰运气报对一个6.0级的地震并非易事，而靠碰运气“对应上”一个5.0级地震的“预测”还是很有可能的。上世纪60年代以来，地震预测特别是中、长期预测取得了一些有意义的进展。
在长期预测方面，最突出的进展是板块边界大地震空区的确认。在环太平洋地震带，几乎所有的大地震都发生在运用“地震空区”方法预先确定的空区内。运用“地震空区”方法，美国地震学家正式预报了帕克菲尔德（Parkfield）6.0级地震和洛马普列塔（Loma Prieta）6.9级地震。尽管如此，日本地震学家用“地震空区”方法预报的“东海大地震”，从1978年到现在已过去了30年，仍未发生；一些专家认为，洛马普列塔地震的实际情况与前期预报并不完全相符，仍然不能排除是靠碰运气碰上的；而帕克菲尔德地震比预测的时间晚了整整11年才发生。这些情况表明，即使发生于板块边界的、看上去很有规律的地震序列，准确预报也是很困难的。
在中期预测方面，地震学家对许多地震序列做了很有意义的回溯性研究。日本地震学家运用关于地震活动性图像的“茂木模式”成功预报了1978年墨西哥南部瓦哈卡（Oaxaca）7.7级地震；俄国地震学家提出了一种称作强震发生“增加概率的时间”的中期预测方法，对2003年发生的日本北海道8.1级大地震以及美国圣西蒙（SanSimeon）6.5级地震做了成功预报。尽管地震中期预测取得了上述进展，目前仍存在一些不容忽视的问题，如迄今尚未对“茂木模式”等方法进行全面的检验，有的专家对预报瓦哈卡地震所依据的地震活动性图像前兆的真实性仍有疑问。
与中、长期地震预测的进展形成鲜明对照，短期与临震预测目前进展不大。在地震发生前，常常可以观测到一些异常变化，如地应变加速、重力场变化、地下水位变化、大气化学成分变化等，这些异常变化称作地震前兆。多年来，地震学家一直致力于探索“确定性的地震前兆”，即任何一种可以在地震之前被无一例外地观测到，并且一旦出现必将发生大地震的异常变化，但至今仍未取得突破性的进展。从1989年开始，国际地震学和地球内部物理学协会下属的地震预测分委员会对世界各国专家提名的37项“有意义的地震前兆”进行评审，其中只有5项被认定。然而即使被确认为“有意义的地震前兆”，也并不意味着就可以用来预报地震。例如，前震无疑是地震的前兆，但是如何识别前震仍是一个有待解决的难题。
二、地震预测的困难
1.地震预测为什么这么难
地震预测是公认的世界性科学难题。那么，它究竟难在哪里？归纳起来，主要有如下三点：
一是地球内部的“不可入性”。人类目前还不能深入到处在高温高压状态的地球内部设置台站、安装观测仪器，对震源直接进行观测。地震学家只能在地球表面和很浅的地层中（至多是几千米深的井下），用相当稀疏、很不均匀的观测台网进行观测，利用由此获取的很不完整、有时甚至还很不精确的资料来反推地球内部的情况。地球内部是很不均匀的，也不怎么“透明”，地震学家在地球表面“看”地球内部连“雾里看花”都不及，他们好比是透过浓雾去看被哈哈镜扭曲了的地球内部的影像。凡此种种都极大地限制了人类对震源所在环境以及震源本身的了解。
二是大地震的“非频发性”。大地震是一种稀少的“非频发”事件，大地震的复发时间比人的寿命、比有现代仪器观测以来的时间长得多，这就限制了作为一门观测科学的地震学在对现象的观测和对经验规律的认知上的进展。迄今对大地震之前的前兆现象研究仍处于对各个震例进行总结研究阶段，缺乏建立地震发生理论所必需的切实可靠的经验规律，而经验规律的总结概括以及理论的建立验证都由于大地震是一种稀少的“非频发”事件而受到限制。
三是地震物理过程的复杂性。地震是发生于极为复杂的地质环境中的一种自然现象，地震过程是高度非线性的、极为复杂的物理过程。宏观上，在同一断层上两次地震破裂之间的时间间隔长短不一，差别很大，地震的发生是非周期性的；大地震通常伴随着大量的余震，而且大的余震还有自己的余震。微观上，地震的起始也是很复杂的，先是在“成核区”内缓慢地演化，然后突然快速地动态破裂，骤然演变成一个大地震。这些复杂性是否彼此有关联，是非常值得深究的。
2.关于地震预测的论争
一个多世纪以来，对地震预测从十分乐观到极度悲观，什么观点都有，不同的观点一直争论不息。上世纪70年代，地震学家发现了震前地震波波速异常、波速比（纵波速度与横波速度的比值）异常等前兆现象，提出了有关地震前兆的物理机制，紧接着1975年中国海城地震的成功预报，使得国际地震学界对地震预测一度弥漫了相当乐观的情绪，一些学者甚至认为“即使对地震发生的物理机制了解得不是很透彻，也可能对地震做出某种程度的预报”。当时，许多著名的地球物理学家都深信，系统地进行短期、临震预测是可行的，关键是布设足够的仪器以便发现和测量地震前兆。然而，地震预测的观测基础和理论基础很快被发现存在问题。例如，运用经验性的地震预报方法未能对1976年唐山大地震做出短期、临震预报，日本地震学家预报的日本东海大地震迄今还没有发生，这又使许多人感到悲观失望。国际上，有一些专家认为，地震是一种自组织临界现象，由于在物理学中自组织临界现象具有不可预测性，因而他们便断言地震是不可预测的。既然地震预测很困难，甚至是不可预测的，那么就应当放弃它，不再去研究它。可是，地震是不是一种自组织临界现象，这不是一个靠“民主表决”、“少数服从多数”就可以解决的问题。这种严重脱离社会需求和逃避困难的做法与追求真理、勇于探索的科学精神是相背离的。
三、实现地震预测的科学途径
一部地震科学的发展历史实际上就是地震学家不断克服困难、不断有所前进的历史。我们讨论地震预测的困难就是为了搞清楚问题所在，以便对症下药，努力战胜困难。困难不能作为放松或放弃地震预测研究的借口。面对地震灾害，地震工作者要勇于迎接挑战，知难而进。
1.依靠科技进步、依靠科学家群体。地震预测与纯基础研究不完全一样。一是时间上的“紧迫性”，即必须在第一时间回答问题，不容犹豫，无可推诿；二是对“震情”信息掌握的“不完全性”；三是决策的“高风险性”，一个决策动辄涉及成千上万甚至是几十万人的生命。地震预测的上述特点既不意味着可以降低地震预测的科学标准，也不意味着可以以此为借口而放弃对地震的预测。目前地震预测尚处于初期的科学探索阶段，地震预测的能力特别是短期、临震预测的能力还很低。解决这一地球科学难题，唯有依靠科技进步、依靠科学家群体。
2.强化对地震及其前兆的观测。为了克服地震预测面临的观测上的困难，在地震观测与研究方面，应努力变“被动观测”为“主动观测”，流动地震台网（台阵）与固定式的地震台网相配合以加密观测。既要利用天然地震震源，同时也要运用人工震源对地球内部进行探测。在地震前兆的观测与研究方面，应继续强化对地震前兆现象的监测，拓宽对地震前兆的探索范围。地震前兆涉及地球物理、大地测量、地球化学等众多的学科和广阔的领域。一方面，可沿着已有的方向继续努力寻找地震前兆；另一方面，应另辟蹊径，提出新的思路、采用新的方法、探索新的前兆。
3.坚持地震预测科学试验。地震既发生在板块边界，也发生在板块内部。在不同地震危险区采取不同的“战略”，各有侧重地检验与探索不同的预测方法，不但科学合理，而且经济有效。应汲取世界各国地震预测试验场的经验教训，特别要注意在一个地区成功的经验不一定适用于其他地区，就像1975年我国海城地震预报成功的经验并不适用于1976年唐山大地震一样。应充分利用我国的地域优势，选准地区，通过地震预测试验场这样一种行之有效的方式，开展在严格的可控制条件下进行并能予以检验的地震预测科学试验研究，获得在不同构造环境下的断层活动、地震前兆、地震活动性等有价值的资料，从而有助于增进对地震的了解，攻克地震预测难关。
4.实施具有基础性、综合性特点的对地球内部及地震的观测、探测与研究计划。在地震活动地区进行以探测震源区为目的的科学钻探，对震源区直接观测。科学钻探因代价昂贵常常只能是“一孔”，至多是若干个“孔”。尽管是“一孔之见”，还是十分宝贵的，所得的结果对于克服地球内部“不可入性”带来的困难是很有意义的。在断层带开挖探槽研究古地震，延伸对地震“观测”的时间窗长度，以克服大地震“非频发性”所带来的困难。进行岩石样品在高温高压下的破裂实验，模拟单个地震的孕育、发生、扩展过程，通过对微小破裂事件的实验研究，了解作为大的破裂事件的天然地震的发生规律。利用计算机对地震过程进行数值模拟，再现天然地震的孕育与发生过程。
5.加强国内外合作。目前在刊登有关地震预测研究论文的绝大多数学术刊物中，几乎都不提供相关的原始资料，致使其他研究人员无法进行独立的检验与评估。因此，我们应改变地震预测研究的封闭状况，广泛深入地开展国内外学术交流与合作，加强地震信息基础设施建设，通过建立虚拟的、分布式的联合研究中心，使从事地震预测的研究人员能够获取和共享观测资料。
地震预测是一个既迫切要求予以回答、又需要通过长期探索方能解决的地球科学难题。特别需要指出的是，与40年前相比，我们今天面临的科学难题依旧，然而它们却比先前暴露得更加清楚。地震观测技术的进步、高新技术的发展与应用为地震预测研究带来了历史性的机遇。只要我们坚持不懈，实现地震预测的前景是可以审慎乐观的。正如著名科学家、液态燃料火箭发明人戈达德（Robert H. Goddard）所说：“慎言不可能，昨日之梦想，今日有希望，明日变现实。”
来源：《求是》2008年第15期