在众多的自然灾害中，特别是在造成人员伤亡方面，地震造成的死亡人数占各类自然灾害造成的死亡人数总和的一半以上，地震灾害堪称群灾之首。地震预测是公认的世界性的科学难题，是地球科学的一个宏伟的科学研究目标。如果能同时准确地预测出未来大地震的地点、时间和强度，无疑可以拯救数以万计生活在地震危险区人民的生命；并且，如果能预先采取恰当的防范措施，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，保障社会的稳定和促进社会的和谐发展。

 

通过世界各国地震学家长期不懈的努力，地震预测、特别是中长期地震预测取得了一些有意义的进展。但是地震预测是极具挑战性尚待解决的世界性的科学难题，目前尚处于初期的科学探索阶段，总体水平仍然不高，特别是短期与临震预测的水平与社会需求仍相距甚远。

 

 

地震学家把地震预测定义为“同时给出未来地震的位置、大小、时间和概率四种参数”的研究，并且每种参数的误差（不确定的范围）应小于、等于下列数值：① 位置：±1/2破裂长度；② 大小：±1/2破裂长度或±0.5级；③ 时间：±20％复发时间；④ 概率：预测正确次数/（预测正确次数＋预测失误次数）。

 

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。“地震空区”指的是在时间上已超过了平均复发时间、但仍未以特征地震的方式破裂过的一段断层。全球范围内已经有使用地震空区方法进行地震预测的成功案例：日本地震学家今村明恒（Imamura, A.）预测出1923年“面波震级”MS 8.2关东大地震（亦称东京大地震）和1944~1946年日本南海道大地震，前苏联地震学家费道托夫（Федотов, С. А.）预测出1968年5月16日日本十胜－隐歧“矩震级”MW 8.3地震、1969年8月11日南千岛群岛MW 8.2地震、1971年12月15日堪察加中部MW 7.8地震。

 

20世纪60年代板块大地构造学说的确立，为根据板块边界的地形变和历史地震活动性“收支”平衡情况估算在地质年代里板块边界的地形变速率提供了精确的运动学参考框架。作为地震长期预测的一种方法，特征地震方法取得了一定程度的成功。用这个方法预测大地震原理很直观，看上去很简单，做起来似乎也很容易。但是要把它推广应用仍有一定的困难，因为不易确定特征地震的震级，并且缺少估计复发时间所需的完整的地震记录资料。

 

历史上多次地震的预报实践表明，即使对于像这样一种发生于板块边界的、看上去很有规律的历史地震序列，准确地预报也是很困难的。

 

 

在中期预测方面，① 运用“应力影区”方法对许多地震序列做的回溯性研究取得了很有意义的结果；② 日本地震学家运用关于地震活动性图像的“茂木清夫(Mogi, K.)模式”成功地预报了1978年墨西哥南部瓦哈卡（Oaxaca）7.7级地震；③ 俄罗斯克依利斯－博罗克(Кейлис-Борок, В. И.）及其同事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9月25日日本北海道8.1级大地震以及2003年12月22日美国加州中部圣西蒙（San Simeon）6.5级地震做了预报，并取得了成功。但是，这些方法的准确性及客观性仍存在问题。

 

 

与中、长期地震预测的进展形成对照，短期与临震预测进展不大。1980年代以后，国际上对地震前兆的研究重点转移到探索大地震前的暂态滑移前兆，但至今进展不大。

 

 

 

地震学家只能在地球表面（在许多情况下是在占地球表面面积仅约30％的陆地上）和距离地球表面很浅的地球内部（最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、很不充足、有时甚至还是很不精确的资料来反推（“反演”）地球内部的情况。

 

 

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，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的研究仍然处于对各个震例进行总结研究阶段，缺乏建立地震发生的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，却由于大地震是一种稀少的“非频发”事件而受到限制。

 

 

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。地震前兆出现的复杂性和多变性可能与地震震源区地质环境的复杂性，以及地震过程的高度非线性、复杂性密切相关。从专业技术的层面具体地说，地震物理过程的复杂性指的是地震物理过程在从宏观至微观的所有层次上都是很复杂的。

 

 

对地震的可预测性这一与地震预测实践以及自然界的普适性定律密切相关的理论性问题的探讨或论争一直在进行。既然地震的可预测性的困难是源于人们不可能以高精度测量断层及其邻区的状态，以及对于其中的物理定律仍然几乎一无所知。那么如果这两方面的情况能有所改善，将来做到提前几年的地震预测还是有可能的。提前几年的地震预测的难度与气象学家目前做提前几小时的天气预报的难度相当，只不过做地震预测所需要的地球内部的信息远比做天气预报所需要的大气方面的信息复杂得多，而且也不易获取，因为这些信息都源自地下（地球内部的“不可入性”）。这样一来，对地震的可预测性的限制可能与确定性的混沌理论没有什么关系，而是因为得不到极其大量的信息。

 

 

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，不同的观点一直在辩论，从未有过止息。地震预测、特别是短临预测面临时间上的“紧迫性”、对“震情”所掌握的信息的“不完全性”和决策的“高风险性”。为了解决这一问题，一方面，科学家应当倾其所能把代表当前科技最高水平的知识用于地震预测；另一方面，科学家（作为一个群体，而不仅是某个个人）还应勇负责任，把代表当前科技界认识水平的有关地震的信息（包括正、反两方面的信息)如实地传递给公众，应当说实话。永远说实话。

 

 

地震学家应努力变“被动观测”为“主动观测”，在规则地加密现有固定式台网的基础上，在重点监测与研究地区布设流动地震台网（台阵），进一步加密观测，改善由于台距过大、不利于分析解释地震记录的状况；并且，应不但利用天然地震震源，而且也运用包括爆破在内的人工震源对地球内部进行探测，以获得有关震源特征和地震波传播路径效应的更多的、更精细的信息。

 

20世纪90年代以来，空间对地观测技术和数字地震观测技术的进步，使得观测（现代地壳运动、地球内部结构、地震震源过程以及地震前兆的）技术，在分辨率、覆盖面、动态性等方面都有了飞跃式的发展。当前，高新技术在地球科学中的应用为地震预测研究带来了新的机遇，多学科协同配合和相互渗透，将成为寻找发现与可靠地确定地震前兆的有力手段。

 

 

地震既发生在板块边界、也发生在板块内部，地震前兆出现的复杂性和多变性可能与地震发生场所的地质环境的复杂性密切相关。应该因地而异，即在不同地震危险区采取不同的“战略”，各有侧重地检验与发展不同的预测方法，不但在科学上是合理的，而且在财政上也是经济的。

 

应在总结国内外经验教训的基础上，通过地震预测试验场，开展在严格的、可控制的条件下进行的、可用事先明确的可接受的准则予以检验的地震预测科学试验研究；选准地区，多学科互相配合，加强监测、研究、预测三者密切结合。

 

除了已经提及的强化对地震及其前兆的观测外，还应考虑：① 在地震活动地区进行以探测震源区为目的的科学钻探，钻探到发震层所在深度对震源区作直接观测；② 在断层带开挖探槽研究古地震；③ 在实验室中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、停止，地震序列的形成与发生以及地震的轮回过程等；④ 利用计算机对地震做数值模拟研究地震。

 

为此，应当实施旨在对地球内部及对地震系统地进行基础性的、综合性的观测、探测与研究的大型科学计划。目前美国正在实施的“地球透镜计划（EarthScope）”就是一个很有创新意义的例子。该计划由4个部分组成：美国台阵（USArray）计划、圣安德列斯断层深部观测计划（SAFOD）、板块边界观测计划（PBO）、合成孔径雷达干涉测量计划（InSAR）。

 

 

正视并改变地震预测研究的实际上的封闭状况，广泛深入地开展国内、国际学术交流与合作；加强地震信息基础设施的建设，促成资料共享；充分利用信息时代的便利条件，建立没有围墙的、虚拟的、分布式的联合研究中心，使得从事地震预测的研究人员，地不分南北东西，人不分专业机构内外，都能使用仪器设备、获取观测资料、使用计算设施和资源、方便地与同行交流切磋等。

 

陈运泰 中国地震局地球物理研究所名誉所长、北京大学地球与空间学院名誉院长、中科院院士、发展中国家科学院院士。陈运泰院士长期从事地震学和地球物理学研究，在地震波理论、地震震源理论和数字地震学研究中做出了突出贡献。他用地震波、大地测量、形变和重力等资料反演与综合研究邢台、昭通、海城、唐山等大地震震源过程的工作，是我国震源研究领域的先驱者，并因此获全国科学大会奖（1978年）、自然科学3等奖（1987年）、何梁何利科技进步奖（2000年）等多项奖励。本文是由中科院国家科学图书馆兰州分馆赵纪东摘录自中科院《2007科学发展报告》中陈运泰院士撰写的“地震预测现状与前景”一文。该文同时参考了陈运泰院士在1993年与2007年发表的两篇有关地震预测的文章。