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”。     

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。     

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。     

关于地震预报言过其实的宣称

永久地成功预报地震的允诺,抓住了公众渴望了解不确定世界里确定事件的想象力。然而,即使缺乏可靠的地震预报方法(Geller,1997;Kagan and Jackson,1996;Evans,1997),在还远未弄清预报实际有多大成功把握时,地震学家们还得按惯例对推测可能成功预报地震的消息或故事进行解释。当记者和公共关系部门报道关于地震预报最新的“重大发现”时,地震学家们仅剩下一项极其乏味的任务,即向公众解释所宣称的“成功”与严肃的现实之间的巨大差距,即尚未有被科学证实了的地震预报方法。这种情形的一个惊人实例是,美国国家航天局(NASA)于2004年在其网…     

相关长度增长的观测作为大震前临界点特征的指标

利用空间相关长度检验了地震的临界点理论。临界点附近的系统与符合幂函数式破裂时间关系的相关长度发散有关。我们利用单链群分析法直接从地震目录中估算相关长度。因此,我们假设中等地震的分布反映了区域应力场的状态。分析的参数由优化程序确定,所得结果对照产生震中、震级和余震的实际分布的泊松过程进行了检测。并对加州1952年以来发生的所有 M≥6.5地震作了系统分析。事实上我们在多数情况下观测到了增长的相关长度。随机数据中可以发现这一特征的零假设以99%的置信水平被否定。我们进而发现主震震级 M 与临界区 R(主震前相关长度〈ξ_(max)〉)之间的尺度关系 log R～0.7M(log〈ξ_(max)〉)～0.5M)与理论值有很好的一致性。     

爆发余震与强震关系的统计检验

本文按地质构造和地震活动水平,分大华北地区成四个子域.并分析了大华北地区1970——1986年地震目录(其中华北平原子域地震目录为1965——1986年)检测得到爆发余震42次.其中7次发生在强震的余震区,17次发生在震群区.研究其余的18次爆发余震与强震关系,并进行统计检验.结果表明:这18次爆发余震与其后强震发生的随机相遇概率小于6%.用许氏 R 值评分方法估算的爆发余震预报强震的效能大于39%.按照本文给出判定爆发余震的参数,对1987——1988年地震目录进行了外推检验预测.1987——1988年仅有一个爆发余震,即1988年1月6日东北岫岩3.6级地震.它预示1988年1月——1989年1月,东北地区可能有 Ms5.0地震.实际情况是在1988年2月25日,在东北章武地区发生了一次 Ms=5.3地震.另一个实例是在1989年10月18日山西大同——阳高地区发生了一次爆发余震,其后3小时在同一地区也发生了预计的 Ms=6.1地震.以上两例都在实际预报中验证了.爆发余震可能具有一定的预报中强震的能力.      

超巨大地震发生前后的重要地震活动

2011年东北近海MW9.0巨大逆冲地震发生后,在整个日本列岛观测到数千个内陆和火山地震,这些地震并不仅限于发生在东北地区太平洋海岸近海的余震区内。这提醒我们评估地震活动时思路要更宽,要去掉前震-主震-余震活动仅限于特定地震有限余震区内的普通想法。在最近的100年中,全球发生了几个巨大逆冲断层地震。根据我们的地震发生区在沿倾向双段(ADDS)和沿走向单段(ASSS)之间明显不同的新假设,我们研究了地震前后的重要地震事件。总体来说,沿倾向双段巨大逆冲断层的一些重要余震(大于MW7.5)发生于板块外侧隆起区及其附近(Ⅰ类),其中有些是倾滑正断层作用,有些是俯冲海洋板块内具有正断层分量的走滑断层作用。这些板块外侧隆起区的地震被认为是受巨大逆冲断层板块耦合作用减弱,引起的海洋板块下降板片的板片拉力控制。此外,有些沿余震区内板块边界和类似余震区扩展到相应巨大逆冲断层的地震也很重要(Ⅱ类)。另一方面,沿走向单段的余震发生在相同余震区及其附近,而且重要的或灾难性的板块外侧隆起区地震很稀少。已知沿倾向双段和沿走向单段的巨大逆冲断层也有一些大(不重要)的内陆地震。所有这些结果均不取决于俯冲几何形状是否是斜向的还是正交的。     

余震爆发图象的预报效能

将短期内导致一系列余震的地震假设为强震的长期前兆,并称为余震爆发图象。作者用该图象对四川及川滇接壤地区自1965年以来的18次强震进行“后验预报”,其中15次成功,同时还采用随机二项分布和震兆预报统计评分R值,检验了该图象B在本区的置信水平和预报效能,结果是令人满意的。本文还根据“后验”结果尝试给出了有关的强震预报的阈值M_0、T_0、△_0,仅供参考。     

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。     

用B值横截距预报强余震震级的方法探讨

本文在G-R(logN=α—M)关系的基础上,探讨用b值横截距法预报地震序列强余震的震级。选用我国1966—1986年21年内有完整资料的58个Ms≥5.0地震序列,用b值横截距法进行预报检验。这些地震序列的位置分布较广,遍及全国各大区,而且要求每个地震序列满足震级M≥Mo(起始震级)的地震个数不少于50个。统计结果表明,对预报序列中强余震的吻合率为93％以上。另外,我们还用b值横截距法对序列的晚期强余震预测及在主震后尽可能短的时间内预测强余震进行了探索,表明它是可能的。     

地震中短期预报效能的统计检验和统计评分中短期前兆及预报效能评价之三

简要介绍了地震预报效能统计检验的基本原理和方法及二种统计评分方法: 预报效率值Z评分和相关的V值评分。 以1996年及1986~2003年全国地震趋势会商意见、 新疆维吾尔自治区地震局1987~1998年月会商意见为例进行了中、 短期预报效能的统计评价。 结果表明, 目前地震中期(年度)预报的有震预报总体上有效, 能通过检验, Z₁=0.2~0.3, 有一定能力; 无震预报总体上可以通过检验, Z₀=0.15左右, 明显低于Z₁值; 地震短期(月)预报能力和水平很低, 总体上仍然在有效预报和盲目预报的边界线上下徘徊。     

2000年伊豆群岛震群应力加载率控制地震活动的证据

岩浆侵入和喷发通常会使远离岩浆通道处地震活动发生突然改变(Weaver et dl,1981;Mori et al,1996;Bjornsson et al,1977;Dvorak et al,1986),而这些岩浆通道与孔隙流体或热量的传播扩散并没有联系(Delaney,1982)。这种群发地震活动也随时间发生迁移,经常呈现出“狗骨”状分布(Bjornsson et al,1977;Dvorak et al,1986;Hill,1977;Klein et al,1977;Ukawa and Tsukahara,1996;Aoki et al,1999)。震群中最大地震所产生的余震服从大森类型(指数型)时间衰减规律(Watanabe,1989;Kisslinger and Jones,1991;Gross and Kisslinger,1994),但余震序列的持续时间相对于正常的地震活动急剧减少(Klein et al,1977;Walter and Weaver,1980)。在这里我们使用记录到的一个最活跃的震群来研究这些性质对岩浆侵入所传递应力的依赖性(Ukawa and Tsukahara,1996;K...     

地磁日变低点位移分界线的网络分布及其与地震关系的探讨

“低点位移”是笔者在研究邢台地区余震的地磁前兆时发现的一种地磁异常现象。根据这种现象,于1972年总结出一种预报地震的方法,取名为“日变低点位移法”。 1973年2月6日四川炉霍地震后,我们将这一方法在四川地区进行检验,发现低点位移异常与该地区的地震活动也有较好的对应关系,后来四川省地震局应用此方法作为重要的判据之一,成功地预报了松潘、平武7.2级地震。     

预报手段效率值的研究

对一种预报手段的科学评价,首要的是区分它是否是一种有效非盲目的预报手段另一个重要方面就是对有效预报手段科学地给定标志预报水平,或有效程度的效率值,以便比较各种不同预报手段的优劣.前者我们在朱令人等(1990)和朱成熹等(1989)利用统计检验的思想已得到解决.本文利用统计检验中的统计量,构造了 Z 系列效率值,通过对现有各种效率值的分析比较,证明了它具有较多的优点,是目前最好的评分法之一.      

城市直下型地震的预测预报及其社会效应——对1982年乌鲁木齐4.1级地震监视工作的回顾

1982年10月8日乌鲁木齐市西南郊发生Ms=4.1级地震,之后,余震频繁发生,1.0级以上地震都有感。尽管4.1级地震震级不高,但由于一近(离市中心约10公里)二浅(震源深度约10公里),小余震均有感,因而造成相当大的社会影响面。对此,我们通过密切监视震情,落实异常,综合判断,果断地向社会公开发布了“乌鲁木齐地区短期内发生大震的可能性不大”的预报意见,配合正面宣传,取得了良好的社会效果。