我国地震预报研究成果的系统总结：《地震预报引论》

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《地震预报引论》2001年初版，为《中国科学院研究生教学丛书》之一。这是我国30多年来地震预报研究成果的系统总结，是一本基础性的理论著作。《地震预报引论》共分十章，首先对我国地震预报的发展概况、基本进展和科学思路作了系统阐述，然后就地震预报的地震学方法，逐章对地震学、地壳形变、地下水微动态、水文地球化学、地电、地磁。重力学等学科方法进行了系统分析介绍；此一外还系统地介绍了地震预报的物理基础与地震孕育过程的理论和模型等。

编著者的话

地震是人类面临的重大自然灾害。通过地震预报以减轻地震灾害是千百年来人们的迫切希望。随着现代科学的发展，地震预报已成为当今世界科学研究领域中最令人注意的重大课题之一。

中国是世界上地震灾害最为严重的国家。全球的地震，大多数发生在海域，被称之为海洋地震。据统计，海洋地震占全球地震的85%，而发生在陆域的大陆地震占全球地震的15%。由于大陆是人类的集居地，因此15%的大陆地震所造成的地震灾害占全球地震灾害的85%。中国是大陆地震最多的国家，根据20世纪的资料，我国占全球大陆地震的1/3。由于我国地震频度高、强度大、震源浅，加之我国人口密集，建筑物抗震性能较弱，因而地震的致灾程度极高。20世纪来，我国因地震而死亡的人数占全球同期地震死亡人数的一半。

在与地震灾害的抗争中，我国古代人民早就开始了地震现象的研究。其中最突出的代表当推东汉杰出科学家张衡在公元132年创制的候风地动仪，其当之无愧地成为世界上第一台地震仪。在史书和地方志中还记录了不少地震前的异常现象。如1556年1月23日陕西华县8级大震前“日光忽暗，有青黑紫色，日影如盘数十，相摩荡，渐向西北散没”。这段记载表明，地震前太阳上发出了一些特殊的物理现象。在地震前数小时还有缓慢的地面运动发生。如《华州志》记载: “十二日哺时，觉地旋运，因而头晕”。此外，尚有许多震前地震活动性，地下水、地声、动物等前兆性异常，乃至地震与气象、季节的关系等记载。这些记载直至现代仍有十分重要的科学价值。但是由于历史条件和科学水平等原因，直至20世纪上半叶，地震预报探索尚缺乏长足的进步。

20世纪60年代，一系列地震袭击了智利、美国、日本、中国等国家，严重的地震灾害激起了社会和公众对地震预报的强烈需求，同时，现代科学技术发展也为地震预报研究提供了可能的条件。因此，在20世纪60年代中期起，日本、美国、中国和原苏联等一些地震研究先进的国家相继开展了有计划的地震预报研究。

我国大规模的地震预报研究是从1966年邢台地震开始的。1966年3月8日和3月22日在河北省邢台地区相继发生6.8级和7.2级大地震，造成5万人伤亡和巨大的经济损失。在严重的地震灾害面前，周恩来总理号召地震科学工作者总结经验，寻找规律，发扬独创精神，积极实践，努力突破地震预报这一科学难关。在周总理关怀下，来自当时的中国科学院、地质部、石油部、国家测绘总局、国家海洋局等部门的大批科技人员投入到了探索地震预报的科学研究中来，开始形成了一支由地球物理学、地质学、地球化学、大地测量等多学科的地震科学研究队伍。从此，以邢台地震区为发源地，揭开了我国大规模开展地震预报研究的序幕。

邢台地震后，我国进入了地震活跃期。从1966年至1976年10年间，在我国大陆共发生14次7级以上大地震。其中的12次发生在人口稠密的华北北部和西南的川滇地区。随着强烈地震的广泛活动，我国地震预报事业也迅速发展。在各地震区建立测震台网和地震前兆观测网，积累了大量观测资料，并以此为基础，开展了对历次大震震例的系统分析，总结了该期间海城地震的成功经验、松潘地震的半成功经验及唐山地震漏报教训；并进行了地震前兆和地震预报方法的系统研究，形成了长期、中期、短期和临震的阶段性渐进式地震预报科学思想和工作程序。从80年代后期以来，又进一步开展了地震预报应用的方法研究，其中包括各学科地震预报判据、指标、方法及预报地震的程式指南，还开展了大陆地震孕育、地震前兆机理和地震预报方法理论等研究，使我国的地震预报研究跻身于世界先进行列。

然而，尽管30年来国内外地震预报研究都取得了很大的发展，但地震预报终究是尚未解决的国际性科学难题。地震预报研究，需要长期的科学积累，需要一代接一代人的持久的探索。为此，必须培养地震预报高级科技后继人才来继续完成地震预报这一世界性难题。自1985年起，在教育部门协助下，我们在中国科学技术大学研究生院开设了《地震预报引论》的课程。该课程已进行了10多年。主持该教程的各学科教师，都是我国地震预报发展过程中的各学科的学术带头人或经验丰富的专家。为使该课程能继续持久下去，国家地震局分析预报中心组织各科教师，分学科将我国地震预报研究成果整理出来，编成教材出版。教材由中国地震局分析预报中心张国民、傅征祥、桂燮泰研究员和孙士宏副研究员负责编纂。

在编写中，对各前兆手段要求包括从本学科用以预报地震的科学依据、原理、观测方法和技术、数据处理和分析预报实例（震例），力争做到概括、系统和完整，理论与实践相结合。考虑到地球物理和地球化学等方法具有多解性特点，因此把综合分析和孕震机理与前兆关系均分别立章论述。

全书共10章，各章具体分工是:第一章绪论由张国民编写；第二章地震预报的地震学方法由刘蒲雄、黄德瑜编写；第三章地壳形变与地震预报由何世海编写；第四章地下水微动态与地震预报由汪成民编写；第五章水文地球化学地震前兆由张炜编写；第六章地震的地电前兆由桂燮泰编写；第七章地震的地磁前兆由卢振业编写；第八章重力预报地震研究由李志雄、张国民编写；第九章地震前兆综合研究由张肇诚编写；第十章地震预报的物理基础由傅征祥、张国民编写。全书的图件由吕金霞清绘。

本教程能够给学生一个较系统的学习参考纲要。它基本上反映了国内外近30年来地震预报研究领域的进展和主要成果，有助于拓宽学生的科学视野，培养学生的独立思考能力。

全书初稿送马宗晋、朱传镇、周蕙兰教授审查，并根据专家组提出的意见，对各章做了修改和补充，在此表示感谢。

编著者

2000年5月

目录            

《中国科学院研究生教学丛书》序
编著者的话
第一章 绪论
§1.1 中国地震活动及地震灾害概况
1.1.1 中国地震活动的构造动力学环境
1.1.2 中国地震活动的基本特点
1.1.3 中国地震灾害情况
§1.2 中国地震预报研究概况
1.2.1 地震预报探索的发展概况
1.2.2 地震预报进展、困难和现实水平
§1.3 地震分析预报的科学思路
1.3.1 长、中、短、临渐进式预报思路
1.3.2 源兆与场兆思想
1.3.3 源的过程追踪与场的动态监视相结合思想
1.3.4 “块、带、源、场、兆、触、震”协同的思想
思考题
参考文献

第二章 地震预报的地震学方法
§2.1 地震活动图像
2.1.1 地震空区
2.1.2 地震条带
2.1.3 地震活动的重复性
2.1.4 地震震中的迁移
2.1.5 地震活动的增强和平静
§2.2 震前地震活动性分析
2.2.1 6值
2.2.2 小地震活动的窗口效应
2.2.3 小震群活动
2.2.4 图像B（余震的爆发）
§2.3 地震序列
2.3.1 序列的基本类型及特点
2.3.2 前震序列
2.3.3 余震序列
§2.4 震源参数变化
2.4.1 大震前小震主压应力轴取向的特征
2.4.2 振幅比的异常
2.4.3 S波偏振
2.4.4 初动半周期变化
2.4.5 波形的变化
2.4.6 大震前后小震应力降和震源半径的变化
§2.5 介质参数与地震波速的变化
2.5.1 品质因子Q值
2.5.2 地震波振动持续时间的变化
2.5.3 地震波速变化
§2.6 震兆的综合判定方法
2.6.1 模式识别
2.6.2 TIP方法
2.6.3 SIP方法
2.6.4 TSIP方法
§2.7 预报效能的评价
2.7.1 R值评分
2.7.2 模糊评分
思考题
参考文献

第三章 地壳形变与地震预报
§3.1 地壳形变的一般概念
3.1.1 全球性构造活动
3.1.2 区域构造活动
3.1.3 局部构造活动
3.1.4 潮汐应变
3.1.5 地壳形变中的负荷效应、热效应
§3.2 地壳形变与地震
3.2.1 地震地壳形变的含义
3.2.2 震前地壳形变
3.2.3 震时（同震）地壳形变
3.2.4 震后地壳形变
§3.3 地壳形变观测基础
3.3.1 信息与噪声
3.3.2 观测技术设计思想
3.3.3 台网
§3.4 地壳形变观测方法介绍
3.4.1 空间大地测量
3.4.2 地面大地测量
3.4.3 连续形变、应变观测
§3.5 地震地壳形变信息的提取
3.5.1 大地测量数据处理
3.5.2 连续形变、应变观测数据处理
3.5.3 潮汐应变、倾斜数据处理
§3.6 地壳形变信息在地震预报中的应用
3.6.1 大地测量信息的应用
3.6.2 断层活动信息在地震预报中的应用
3.6.3 地倾斜、应变信息在地震预报中的应用
3.6.4 形变前兆的不确定性和形变前兆检验门限
3.6.5 地震预报的不确定性～一概率预报
思考题
参考文献

第四章 地下水微动态与地震预报
§4.1 什么是地下水微动态
4.1.1 基本概念
4.1.2 研究目的与方向
4.1.3 研究内容与意义
4.1.4 研究的科学思路
§4.2 岩体弹性变形引起的地下水微动态
4.2.1 地下水位的潮汐效应
4.2.2 地下水位的气压效应
4.2.3 地下水位的降雨荷载效应
4.2.4 地下水位的地表水体荷载效应
§4.3 岩体破坏（地震）前的地下水微动态
4.3.1 地震前地下水微动态的异常形态
4.3.2 地震前地下水微动态的异常特征
§4.4 利用地下水微动态异常预报地震
4.4.1 单井预报
4.4.2群井预报
4.4.3 追踪预报
4.4.4 后效预报
4.4.5 前驱预报
思考题
参考文献

第五章 水文地球化学地震前兆
§5.1 水文地球化学预报地震研究概述
5.1.1 研究概况
5.1.2 研究的目的、意义
5.1.3 研究内容
§5.2 水文地球化学地震前兆机理与实验基础
5.2.1 水化前兆机理的实验研究
5.2.2 水化地震前兆异常机理分析及前兆模型
§5.3 水文地球化学地震前兆观测
5.3.1 地震水化观测点的选择
5.3.2 地震水化观测项目的选择
5.3.3 地震水化观测网的布设
5.3.4 观测点的引水采水装置和采样方法
§5.4 水文地球化学地震预报方法
5.4.1 水文地球化学异常与地震的对应关系-
5.4.2 水文地球化学地震前兆异常
5.4.3 水文地球化学地震预报工作程序
5.4.4 地震三要素预报.
§5.5 水化震例与预报实践.
§5.6 气体地球化学方法在探索活断层中的应用
5.6.1 活动断裂带地球化学观测
5.6.2 断层气测量方法及测量结果
思考题
参考文献

第六章 地震的地电前兆
§6.1 地电观测内容、简史及特点
6.1.1 观测内容和观测方法
6.1.2 观测方法特点及其发展简史-
6.1.3 与传统电法探测的差异
§6.2 岩石的导电性
6.2.1 决定岩石导电的因素
6.2.2 麦克斯韦公式（Maxwell’sformula）
6.2.3 阿奇尔公式（Archie’sformuIa）
6.2.4 温度与岩石电阻率的关系
6.2.5 前兆异常量大小的估算
§6.3 岩石破裂与电阻率变化实验研究
6.3.1 实验研究
6.3.2 对地震预报的意义
§6.4 电阻率法原理和视电阻率
6.4.1 直流电法
6.4.2 交流电法（低频交流法）
§6.5 台网建设
……

第七章 地震的地磁前兆
第八章 重力预报地震研究
第九章 地震前兆综合研究
第十章 地震预报的物理基础                   

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（本文编辑：刘四旦）

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