地震预报
图13.3.3中国地震带分布图(指发生7级以上地震的地震带)。
13.3.2.1工程抗震意义上的地震预测-长期预测
这个预测主要是指地震烈度区划的工作。即划分未来某一段时间内可能遇到的不同烈度的地震区域，为建设单位进行抗震设计提供参考。大地震后重建家园时，也要考虑可能长期遇到的地震和烈度，这也是一个长期的地震预测。建国以来，我国进行了四次地震烈度区划。从科学的角度来介绍一下吧。从1955到1957，在苏联专家的帮助下，由李善邦先生完成了中国第一代地震烈度区划图。地图的分区原则是“复发类比原则”，即某地在历史上遭受了太多的大地震，未来还会重演；某一烈度的地震是在什么地质构造条件下发生的是已知的，未来类似地质构造条件的其他地方也可能发生类似烈度的地震。中国第二代地震烈度区划图于1977编制出版。它的分带原理不是用关键词来表达的，我们根据其本质称之为“漏震找主因原理”，即统计一个地震带和地震带内已发生的不同震级地震的数量比例和活动水平，即所谓的B值曲线；然后根据这条曲线，外推未来某段时间内可能发生多少次不同震级的地震；然后根据地震活动指数和发震构造指数，找出可能发生漏震的地方，也就是“找主”一旦确定，这个烈度的地震就放在这个特定的剖面上，然后根据发生时的波及范围划分其影响区域内的地震烈度。以上两代地震烈度区划图都有一定的成因背景来做未来的地震烈度区划。
第三代地震烈度区划图出版于1990。考虑到目前地震的成因不是很清楚，地震中发生的事件被认为是随机事件，借鉴美国学者康奈尔提出的地震风险概率方法，对中国第三代地震烈度区划图进行了改进和丰富。具体方法是通过对区域地震活动、地球物理场和地震地质条件的了解，划分出能够反映地震活动特征和水平的统计单元，即地震区和带(通过* * *，得到27个带)。然后以地震带为基础，统计大小地震的震级频度关系，分析该带未来100年的地震活动趋势，从而确定该地震带地震的年平均发生率。根据强震的地质标志和地震活动图像，在地震带内进一步划分出不同震级上限的潜在震源区(* * *，得到733个潜在震源区)。对于这些潜在震源区，考虑各种预测因素，地震的年平均发震率按震级区间分布在各个潜在震源区。以上来自地震的源头。对于某个地方遇到的地震烈度，要考虑本地地震和外地地震的传播烈度，这就涉及到等震线衰减的研究。在对潜在震源区未来地震的进一步预测中，强调了地震的随机性。此时，如果已知某一震级地震的年平均发生率，就可以通过分段泊松过程计算出未来某一时间段内不同震级地震发生的概率。对于某一点的地震烈度，应考虑影响该点至6度破坏的所有地震，包括当地及周边地震带和潜在震源区的地震概率。这是把概率加起来，也就是这个点的所谓总概率。全国所有30，000个控制点都进行了全概率评估。最后将超越概率为10%的烈度确定为该点未来50年的烈度，将烈度相同的点连接起来，得到全国地震烈度区划图。这张图上的烈度不同于第一代和第二代烈度区划图上的定义。第一代和第二代在未来一定时间内的最高烈度，而第三代地图上的烈度是概率性的，包括10%的概率可能超过这个烈度。在地震烈度区划中，有三个振动参数(最大振动加速度值、最大振动持续时间和最大振动周期)。这两种表示是有联系的，但也各有利弊。烈度值的优点是综合性的，可以包括震动、地裂、地面沉降、塌陷等。，但其物理意义却是模棱两可的。三个参数的物理思路是清晰的，但是不能包含很多其他现象。因为前者可以称为综合强度，后者可以称为体力强度。
第四代地震烈度区划图的绘制思路与第三代相似，但不再用烈度表示，而是用地震反应谱的加速度峰值A和特征周期Tg表示。这些值与强度有关。概率的规则仍然是考虑50年超越概率为10%，即某个地方设定的A和Tg在未来50年超越它们的概率为10%。因为不同场地的地震波反应谱不同，所以规定这张图上标注的加速度峰值A和Tg是平均场地上的值，也就是中硬场地。此外，由于缺少国内各点实际观测到的A和Tg值，有烈度值；所以美国不同烈度下的A和Tg的值换算成中国不同烈度下的A和Tg的对应值。鉴于我国东、西部同震级地震的烈度衰减不同，对我国东、西部分别确定了不同的A、Tg衰减关系，以便用于我国地震动参数区划图。《中国地震动参数区划图》与前三幅区划图的不同之处在于，它是中华人民共和国国家标准，自2001年2月2日起强制执行。这张地图出版后不久，10月4日昆仑山口西8.1地震和2003年2月24日新疆巴楚伽师6.8级地震都超过了这张地图的标准。因此，我们认为地震烈度区划图或地震动参数区划图的工作需要进一步深入研究。
中国海域也有强震发生，有关人员也做了一个比较笼统的1987的海域地震烈度区划图。海域区划图和陆地区划图最大的区别是，海域有些地方构成岩石圈上层的花岗岩层很薄或缺失，称为洋壳，没有大地震。
13.3.2.2监测和预测意义上的地震预测
这指的是三种时间尺度的地震预测:中期(几年尺度)、短期(几个月尺度)和临震(几天尺度)。现在人们习惯把这三个时间段的预测称为地震预测。我们分开讨论吧。
预测的物理基础如下。
A.地震前震源区出现微裂缝。这个现象是从岩石模拟实验中得到的，即当岩石被加压后接近大破坏时，岩石中会先出现小裂缝，并伴有声发射。这相当于在大地震发生之前，地壳中一块完整的岩石断裂和错位时，震源处的一个小裂缝。这种小裂缝包括剪切型小裂缝、拉伸型小裂缝和膨胀型小裂缝。所谓膨胀型小裂缝，就是裂缝面平行于压力方向走向的裂缝。上述类型的小裂缝会伴有异常波速、前震、地声和电磁波前兆。此外，还可能伴有重力异常的前兆。
B.预滑动(或预位移)发生在地震之前。地质上当老断层被构造力的正压力分量卡住时，在构造力的剪应力使断层大幅度移动之前，断层面上会有一个缓慢而微小的滑动，称为预滑动或预位移。预位移的发育程度与作用在断层面上的构造压力有关。如果压力太小，预位移和大错误会重合，同时发生。此外，前期位移的大小还与后面主震的震级有关。当量级较大时，预位移的量级也会较大。根据实验和天然地震，预位移幅度约为后期大地震位错幅度的2% ~ 5%。预位移的发生可引起地形变化、地面倾斜、地应力、地下水位变化和长周期地震波等前兆。
C.地震前的退位运动。地震前，与震源相关的周围构造环境会发生变化，特别是在地震的断层盘即将移动的方向上，使得断层盘缓慢向前移动，最后酿成大错。这种让位运动也是大地震发生的前兆依据之一，可以在GPS测量、基线测量、地下流体逸出等方面显示前兆。一般让路的范围越大，后面的地震就越大。这就导致了前兆范围越大，背后地震越大的关系。它是震级预测的基础之一。1976唐山地震前，震源断层东南板块方向出现大规模裂缝，可能是构造退位的表现。
D.预测地震的外部条件。在有大量前兆现象的情况下，估计可能会发生地震，但是什么时候或者多少天会发生还是未知数。所以人们指的是可能引发地震的外界因素的发生时间(如潮汐力较强的初一、十五，容易发生气象过程变化的节气，可能引发地震的磁暴等。)来预测这次地震可能发生的时间。上述预测分别考虑了前兆和外因。如果我们认为临震前震源地已经很不稳定，而通常无效的外界小因素又能刺激此时的震源过程，表现出与外界因素同步的明显前兆，就可以认为大地震即将发生，用外界因素再现的时间来预测大地震发生的时间。这就是“调制模式”预测地震的思想。
E.地震的位置预测。地震预测必须是时间、地点、烈度三要素预测。其中，位置预测的难度更大。对于这个问题，一般认为位置可能在地震带的交汇区、前期震中迁移的区域、能量尚未释放的地震空区、前震发生的区域、震源孕育模型所代表的能够圈定应力积累单元的区域。此外，大地震平静期发生6级地震的地方，也是下一次大地震高潮到来时地震预报的选择区域之一。
F.特大地震和大地震的预测。这里说的是7到8.5级地震的预测。我们认为，这么大的地震必须进行专门研究，其规律不应与中小地震的预测指标和思路混为一谈。对于这种特大地震和大地震的预测，首先要用历史地震实例建立预测模型。比如三字法，即周期性、多重周期性、黄金分割相结合的方法是有的，在预测实践中取得了很好的效果。
地震预测的策略有以下几个方面。
A.块、带、源、兆、场、联系、报的预测思路。即块体之间有相对运动，就成了地震带，有应力积累的区域，也有应力调整的区域，所以有几个震源。找到源头后，再研究它在滋生和发生时影响的面积有多大。这是场地。当震源处有预滑或附近有位置时，会有前兆，这是征兆，再考虑外界因素的触发，最后对地震进行预测预报。
B.关于渐近预测和跨越式预测。所谓渐近预测，就是在中期预测中对可能发生地震的地区不断加强监测和跟踪，实现地震预测。所谓跳跃式预测，就是根据地震活动周期和外界因素触发的周期，跳跃式地预测地震可能发生的时间。这里我们将讨论混沌的问题。在现代物理学中发现，事物的确定性演化过程中会出现混沌，如果出现混沌就不容易早期预测。对于地震来说，混沌的原因是震源演化过程中的未知变化(涨落)，改变了以往基于确定性演化的预测。这是早期不可预测的混乱。渐近预测是不断跟踪的，可以监测到以前不知道的变化，所以在新的条件下仍然有可能做出预测。此外，在临震前，外界因素大范围作用于震源区及其周边，可与震源区内所有不稳定的地方协同进入严重不稳定状态而引发地震，这样外界因素重新出现的时间也可用于跨越式地震预报。
C.地震短临预测策略。这个策略就是:抓短期，抓临震，逐场找源，逐源找源，源场结合找力量，因地制宜，不断拦截，综合分析。所谓找源，就是对大地震的震源区或前震的预测，属于震源的前兆，通过研究可以圈定震源的位置。所谓连续拦截，就是前兆可能有几次涨跌。我们不知道哪个地震会发生，所以每次出现都要考虑三个因素。可能是假的，但一旦准确，就能减少损失。