地震学定量综合预测的尝试性改进及在宁夏及邻区的使用

张立恒

【摘 要】地震是一种破坏力极大的自然灾害，对人类社会的正常生活产生着重大的影响。因此，研究地震现象是提高人类生活安全的必要措施之一。在地震学研究中，定量综合预测是基于大量的地震事实之上发展起来的有效的预测法，能够对地震的活动特征记性分析和预测，从而避免造成重大损失。我国宁夏及邻区是一个地震多发区，将定量综合预测方法应用到这一地区的地震研究中有很大的价值。

【关键词】地震学；定量综合预测；宁夏地区及邻区

随着科学技术的发展，人类对地震现象的研究也越来越深入。在地震预测工作中，科学的预测方法直接决定了预测的结果是否具有可靠性。当前，在众多不同的地震预测方法中，定量综合预测是一种适用范围较广，且行之有效的预测方法。文章结合地震现象的特点，对定量综合预测方法在我国宁夏及邻区的应用进行了简单的分析。

一、地震定量综合预测的概况

我国很多地区都处于断裂带上，容易发生地震。因此，有效地预防地震灾害就成为了保证社会安全的必然要求。所谓地震预测，就是指根据地震发生的规律，在时间、空间和强度上呈现出一个由无序到有序的活动过程。人们可以采用科学的方法对地震孕育的过程中产生的异常图像进行分析，从而发现地震的活动。目前人们在地震预测方法中采用的相关参数很多，这主要是因为地震预测工作难度很大，涉及到的影响因素比较多，而以当前的技术水平很难实现完全准确的地震预测。因此，地震预测方法还必须不断完善，着重了解地震发生过程中的各单项参量，并在其形成形态群体的状态中提取出其中的整体特征，才能进行合理可靠的地震预测。

其实，定量综合预测的方法在国内外已经得到了一定的发展，也在实践中取得了不错的应用效果。就该方法在国内的研究来说，周翠英根据地震孕育和发生的非线性特点，认为概率学的数学语言可以用于描述地震孕育过程，并且基于概率统计提出了定量綜合预测方法（简称SQIP）。这一预测方法是一种自学习过程，能够通过确定单项和综合的参量、预测指标等来对地震活动进行科学的预测。文章以我国宁夏地区以及相邻地区的地震预测为基础，对定量综合预测方法的实际运用进行了分析。

二、定量综合预测法在宁夏及邻区的应用

从地震孕育阶段性发展的观点来看，地震是一个可预测的过程，因为孕育过程中不同阶段显示出来的异常特征会成为人们预测地震的突破口。如果能够及时发现并分析这些异常特征，就能把握好地震活动的规律，从而降低误报的可能性，使地震预测变得可能。

（一）掌握预测方法和原理。首先应该掌握好定量综合预测方法的工作原理，才能在具体的实践中把握好操作细节，避免失误。在学习对象的分类中，分为了有震和无震。预测人员首先要对学习对象进行识别分类，因为不同的学习对象在适用定量综合预测方法时有所不同。具体操作可以在宁夏地区选取一块研究区域，以其一年内的弱震资料作为研究对象。如果在1～9个月内发生了目标震级的地震，则这一年的弱震资料可以作为一个“有震”的研究对象，如果没有发生则作为“无震”研究对象。通过阶段性和重复性的排查，就能够找出该区域内所有有震和无震的对象。

然后需要对数据进行对比筛选处理，在处理的时候应该注意由于学习对象的数量比较多，且一般来说无震的对象远远多于有震的对象，从而导致数据资料内部失衡，这样在使用定量综合预测法的时候就会存在计算量过大、耗时耗力等问题，不利于实际预测工作的进行。另外，如果不能保证样本数据的平衡性，那么研究出来的结果也就不具有真实性，难以作为预测地震的有效参考。为了提高定量综合预测的使用效果，可以采用对每一个网格数据进行单独对比筛选的方法，来得到映震能力好的参数预测指标。其实在震前异常常常是以成片的形式出现的，单独研究可能会存在着结论过于片面狭隘的问题，而对比筛选这一步骤有效避免了因单点异常而导致的错误判断。

接着还要对单项特征进行阈值点扫描，也就是要针对研究对象取时间窗为1年，逐月滑动计算各地震学的参数值，最终进行归一化处理。根据归一化处理之后的数值可以对有震和无震的类别进行规律探析。在实际应用中，定量综合预测法考虑的是阈值点的双侧扫描，且阈值是按照一定的步长来搜索的。这样的方式可能存在着一定的缺陷，在具体操作中可以适当调整。得到单项特征阈值和对应点的R值评分后，就可以采用概率增益法等操作来计算出综合预测方法下的参数。

（二）资料处理。为了提高地震预测的准确性，相关资源的处理和研究是必不可少的一个步骤。以宁夏及邻区为例，预测人员可以以十年为单位，找出三个不同时间段的地震资料进行震例研究。通过第一点的叙述方法进行计算和处理之后，能够得出最终的震例计算结果。而通过对这些结果进行分析，又可以得出一般性的结论。

（三）预测效能检验。对地震预测结果的检验也是提高预测水平的重要步骤。及时检验预测效能，才能发现问题，解决问题。检验效能的具体做法如下：可以选取宁夏及周边地区最近十年的地震资料，以定量综合预测法进行综合计算，根据结果预测未来一年内的地震震情。根据以往的震例经验预测未来一年内研究区域有没有五级以上的地震发生。然后在一年以后以该区域实际的地震活动作为检验标准，看预测的结果是否与事实基本一致。如果是一致的，则说明该预测方法切实有效。

参考文献

[1] 许晓庆，许英才，罗国富，李国斌.地震学定量综合预测的尝试性改进及在宁夏及邻区的使用[J].地球物理学进展， 2012（04）：1316-1327.

[2] 张盛峰.“地震可预测性合作研究”计划（CSEP）南北地震带试验区地震活动的一些统计地震学特征及其在地震预测中的应用[D].中国地震局地球物理研究所，2015.