关于地震前兆统计物理学的样本问题讨论：以2013年岷县 —漳县MS6.6地震为例

         近几十年以来，随着全球地球物理（化学）站网探测能力的不断提升和卫星大地测量技术的日益 发展，越来越多的震前异常现象被捕捉，这为深刻探究地震前兆的全貌及其演化机理等，提供了重要 的契机和丰富的观测实证。然而，如何科学统计并定量刻画多源震前异常与震源物理过程的内在关联 和机理模型等，一直是经验、物理和数值预测预报所要解决的“黑箱”和动力学难题。 

          从以往的震例研究来看，统计物理学方法可以有效洞察前兆异常的涌现规律和动力源。例如： Rikitake（1987）曾对日本地区 418 个前兆样本进行了定量统计，发现其持续时间与震级具有较好的 线性关系；赵玉林等（1996）则从前兆的空间分布视角，观察到了 1976 年唐山 MS7.8 地震震中 240 km 范围内地电阻率上升和下降异常的四象限性特征。但不可否认的是，一些地震学者在运用统计物理 学方法时，往往会陷入“第二类错误”的困境，即前兆样本的存伪问题，而这也无疑会导致统计推断 产生误导性的结论。针对该现状和不足，国际地震学和地球内部物理学联合会（IASPEI）早在1989年， 便组织了由13 名专家参加的工作小组，旨在严谨评审各国学者所提出的37项具有意义的“地震前兆” 的科学性（Wyss et al., 1997a, b）。该评审小组把地震前兆明确定义为“地震之前发生的、被认为 是与该主震的孕震过程有关联的一种环境参数的、定量的、可测量的变化”。但遗憾的是，在经过两 轮客观而严谨的评定后，仅有 5 项入围。该参考性案例，一方面说明了地震前兆辨识的复杂性，另外 也反映出非地震前兆异常的普遍性。因此，在开展地震前兆的统计物理研究时，一个首要任务便是厘 清所选样本的物理本质。 

          2013 年7月22日7时45分，在断裂系统较为复杂的甘东南地区（南北地震带中北段）发生了岷 县—漳县MS6.6地震（以下简称岷漳地震）（34.54°N，104.19°E），其破裂过程以逆冲为主，震源 深度20 km。此次地震共造成95人遇难，1366人受伤，并引发了滑坡和崩塌等多种地质灾害。 考虑到甘东南地区强震的多发性和地震孕育环境的复杂性，在岷漳地震后，不少学者便对其潜在 的前兆信号进行了回溯性的机理探究；其中，许康生等（2017）和杨晨艺等（2024）从区域地质构造 特征和发震断层应力模式等视角出发，“较好”地阐明了南北地震带内 9 个洞体应变台群体异常的内 在机制。假若上述文献的统计推断坚实且有效，那无疑会对前兆时空演化的动力学溯源产生重要的启 示意义。但由于笔者长期从事定点形变的观测和异常解释工作，所以在认真分析了许康生等（2017） 和杨晨艺等（2024）所优选的“确定性前兆样本”后，我们发现一些洞体应变的欧几里德范数（以下 简称范数）“前兆”存在着“似是而非”的问题，即并非源自前兆过程，而是受降雨干扰所致。鉴于 昭通台洞体应变的范数“前兆”最为明显，加之许康生等（2017）认为该台记录到了岷漳地震短临前 兆的“全貌”（2013年6月1日至7月22日）（图1）；足见昭通台不仅例证价值较高，而且还能起 到“举一反三”的效果。在本研究中，我们将结合降雨数据，以科学论证昭通台的非地震前兆成因性。 相关结果，不单有助于地震前兆样本的去伪存真，同时还能提升我国震例研究的科学性。 

参考文献 

许康生，曾文浩. 岷县—漳县M6.6地震前后的形变范数变化特征. 大地测量与地球动力学，2017， 37（9）：884-887.   

杨晨艺，石富强，季灵运，等. 2013 年岷县漳县 MS6.6 地震和 2017 年九寨沟 MS7.0 地震震前地 球物理观测异常空间分布机理分析. 地震学报，2024，46（2）：307-326. 

 赵玉林，卢军，李正南，钱复业，张洪魁. 唐山地震应变-电阻率前兆及虚错动模式. 地震学报， 1996，18（1）：78-82.   

Wyss M. Second round of evaluations of proposed earthquake precursors. Pure and Applied Geophysics，1997a，149：3-16. Wyss M，Booth D C. The IASPEI procedure for the evaluation of earthquake precursors. Geophysical Journal International，1997b，131（3）：423-424.

个人观点：在大地震之后，国内外很多学者喜欢“博眼球、蹭热点”，在没有严格的物理推理前提下，“断章取义”地把地震前的一些异常变化归咎于地震前兆。

试问，如此大量的“伪科学”和“自圆其说”，真能推进地震前兆研究的科学进步吗？答案显然是否定的。

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