Amsel的Blog

【提要：《中国科学D辑》2009年第一期刊载的论文介绍的“HRT波地震短临预测方法”，是一种针对常规的“地电阻率”信号的另类的、经验性的数据处理方法。这种方法提出20年来，发明者没有提供可靠的机理和统计依据。到汶川地震之前，这种方法只有震后的拟合，未见震前准确预报的例子。该文宣称捕捉到了汶川地震的前兆，但是避而不谈其预报范围并没有覆盖汶川地震最先、最强的宏观震中。这种方法把地电台当地的异常对应到最远达4600公里的地震，作为一种地震预测术，应当称为“远距离地电法”。】

地震局内外的地震预报家们有一种癖好，动辄把本地监测到的“前兆异常”对应到几百、几千公里之外的地震，进行“远距离预报”。这在外人看来，穿越时空，妙不可言，但说破了就是“变被动为主动”：一个观测台站的地震指标一年可以有几次乃至几十次异常，但是方圆一百公里没那么多破坏性地震可以对应，为了降低虚报率，只好满世界乱认地震。最近登上了《中国科学》的叫做“HRT波”法的地震预报方法，就是这样一个例子。

据《财经网》报导，这种信号的台站坐镇云南，能够反映三四千公里开外的印度尼西亚地震；在汶川地震之前曾出现“异常”、但是因为台网密度不够、没能具体预报汶川地震震中，相关文章登上了《中国科学》（注1）。《财经网》的报导同时披露，对于HRT波概念，“一些地震研究人员并不认同”，“对于HRT波到底来自哪里，究竟是一种什么波，都有不少质疑的声音”，这篇论文“可能会引发极大关注和争议”。

翻看《中国科学》这篇文章，首先见到28个作者，名单之长、所在单位之多，让人大开眼界。里面有两位公众人物比较扎眼，一位是被地震局外的预报家们拥立为地震预报旗帜的汪成民，另一位是曾支持“水变油”导致国家蒙受损失、屡次为伪科学鸣冤叫屈的国家发改委科技司原副司长严谷良（注2）。有了这两位路线色彩鲜明的人物，再加上“地震特别是强震”“是可以预测、预报的”、“在可预见的将来，实现短临地震预报是可行的”这类高调的口号，这篇文章很有签名信的效果，再次生动地体现了“地震预报”在中国不是科学问题而是政治问题。

既然这篇文章承载着路线之争，业内人士即使对文章存疑，也未必会出面进行探讨。所以我们还是自行研究一下，看看这种方法是怎么报地震的，能不能指望它带来临震预报的突破。

一、所谓“HRT波”预测方法，从机理上看属于地电法衍生的“地震预测术”。

这种叫做“HRT波”的预测方法，其“远距离预测”的机理，由一些信号处理的形式包装起来。我们可以根据《中国科学》这篇文章，以及作者们2008年7月发表在地震局所办《国际地震动态》的、细节介绍更详细的一篇文章（注3），一步步进行分析其要点。

（1）作为地电法的衍生方法，这种方法的物理基础是“孔隙度变化以及应变可以导致岩石电阻率发生变化”。

这一思路可能借鉴了石油物探方法。不过，石油物探中岩石孔隙度随空间的变化远远大于所谓“孕震”过程中岩石孔隙度随时间的变化。前者变化范围从百分之几到百分之几十，幅度很大，即使如此，石油勘探和开采中发现，由电阻率来推测出的孔隙度与实际测量结果可能存在较大误差。而地震之前，应力变化导致的岩石孔隙度变化极为微小（例如，5公里深度下的砂岩，即使所受应力增加20%，孔隙度的缩小不超过百分之一，注4），相应的电阻率改变也非常微小。所以，地电阻率的变化与地震在机理上联系并不紧密，这也是地电法用来预报地震并不成功的重要原因（注5）。

（2）这种方法认为“地电阻率能够反映‘固体潮’”。

理论上，固体潮能够引起岩石的应力变化、进而引起孔隙变化和电阻率变化。但是如上所述，这种效应非常微弱。文献中只见到钱复业、赵玉林等人的独家观察，早在1990年就已发表（注6），而未见其他报导。固体潮中的半日潮远比半月潮清晰，在作者们公布的1976年昌黎台地电阻率的记录中能够看到半日潮的变化，但是在汶川地震之前的红格台记录中看不到这种变化。这种地电阻率和半日潮的关系，如果确实存在，与其说是来自地层岩石孔隙度的变化，倒不如说更可能来自半日潮造成的地下水位的变化。

（3）这种方法进一步认为，在即将发生地震的时候，由于震源岩石物理性质发生变化，因而地电阻率的“潮汐力波” 的“波形”将发生变化。

这一步可以看作是对传统的“地电法”的包装，其存在的问题和传统的地电法相同：一方面由于地表人类和自然活动的干扰，另一方面震源深处的应力变化未必能造成浅处地电阻率的变化，所以，靠地电阻率的异常来预报地震，虚报率和漏报率非常高。

（4）这种方法的“突破”是，观测台站对本地的固体潮的观测，能够检测到几千公里外的震源异常。

这一步最缺乏根据。如上所述，即使地电阻率的波动真的能够反映固体潮，这种波动也无非是月球和太阳对地球某一地点的引力周期变化造成的“受迫振动”；这里并不存在一个虚幻的、既不是电磁波也不是机械波、在地壳中自由传递的“潮汐力波”，所以，所谓的“潮汐力波”能够行程几千公里、不衰减、不受干扰地对遥远地区的震源进行“探伤”，纯粹是一种臆想。试想一下，一个小地震产生的地震波只能在当地台网测出，而“蕴震”过程释放的能量变化远远小于一次小震，怎么可能被几千公里之外的台站检测出来？这并非是用了“黑箱”一词就可以搪塞过去的。至此，所谓“HRT波”法只能确定为一种“地震预测术”——采用机理上或者统计上与地震无关的现象来预报地震的方法。

二、“HRT”法预报地震，依靠的仍然是经验法。

从上面讨论可以看到，“HRT”法预报地震，机理并不成立，只能起到巧妙包装的效果。所以，在预报地震的时候，“HRT”法依然只能针对地电阻率记录进行经验预报，如同老中医把脉，“HRT”法只靠一根地电阻率曲线，就要预报出远至四千公里的地震三要素。

“发震时间”的判断方法是，在大地电阻率的记录图上目测出适当的“峰”或者“谷”——何为适当，怕是只有观测者自己心里有数——叫做“潮汐力共振波（RT）”，这种“波”出现之后的一天到数天为发震时间。

“震中位置”的判断方法是，把“潮汐力共振波”相邻的两个“波”的时差乘上“每小时207公里”这一“经验波速”，得到的就是震中距离。而这个“每小时207公里”的波速，是他们根据几次地震拟合的，包括4684公里之外的2006年班达海7.6级地震、2903公里之外的2004年苏门答腊9级地震、2876公里之外的巴基斯坦地震等。

“震级”的判断方法是，在大地电阻率记录图上，量出上述“RT波”的“衰变时间”，叫做“断层系统固有周期”，以分钟为单位，然后根据经验公式“震级＝衰变时间的对数×4.14－1.486”，得到震级。

根据作者发表在《国际地震动态》上的版本，上述两个经验公式都是2007年拟合出来的。可以想见，在地震发生之后，回头到沟壑累累的地电阻率记录图上去寻找接近趋势线的点，实在没什么技术含量；不过拿这样的趋势线去预报未来的地震，难度就完全不是一个等级了。

三、《中国科学》发表的文章曲解、隐瞒数据。

由于这种“远距离地电法”机理上说不过去，实践上靠的又是经验公式，所以很难碰上成功的预报。这些作者发表在《中国科学》上的论文，为了造成这种方法可以突破地震预报难关的印象，对数据进行了曲解甚至隐瞒。

首先，论文中所谓“根据震前短临前兆分析(预测)地震三要素的结果与实发地震的参数基本一致”，实际都是事后拟合的结果，而不是震前分析。例如，作者们把2004年印尼苏门答腊9级地震作为其“预测”与“实发”一致的案例；而据《财经网》一文介绍，“2004年的印尼特大地震前，这些研究人员根据地电台观测到的信息，就曾经误以为川滇地区会有大地震。”

其次，拟合图上的数据不完整。在他们覆盖的半径4000公里范围内，一些大地震并没有反映在拟合图上，比如2008年3月的和田7.2级地震（和田到他们的观测站距离为2200公里）。不知道这是“漏报”，还是由于数据点不能落在拟合曲线上？这一工作开始于2004年，短短几年就有过一些虚报事件（《财经》杂志采访中国地震台网中心预报部主任刘杰），而作者们回避了以往的虚报漏报情况，如何说明这种预测法将取得突破？

最明显的是，这篇文章笨拙地回避观测站到汶川的距离。512地震造成了龙门山断裂带地下多个点顺次破裂，形成多个宏观震中，而最强的、最先的震中是在汶川。此文作者声称震前预报“5月12至13日，在以红格台为中心的600公里至800公里的环带范围内，将发生7.9至8.4级的地震。”为了凑这个“600到800公里的环带”，这篇文章只提北川到红格站的距离（640公里），而讳言汶川到红格的距离（大约510公里）。如果对这样明显的信息都遮遮掩掩，作者们的其他工作，即选取波形、拟合公式这样有相当主观性的工作，又如何让人相信呢？

汶川地震之后，预报家们屡次试图说服人们“地震是可以预报的”、“短临预报是可行的”，但是那些不堪一击的论证，却应了工程院院士许绍燮说的话，搞地震预报的人不知道地震预报究竟难在什么地方。所以预报家们越高调，让人越觉得地震预报不靠谱。最后要感谢一下《中国科学》，再次检验了一把中国地震学界的现状：上次刊登“占星报地震”的论文是刊登在“G辑：物理学力学天文学”上面，作者是天文台的、审稿人也很可能不是地震专家，难免不具有代表性；而这次百尺竿头、更进一步，“地震预测术”的论文直接刊载在更加权威的 “D辑：地球科学”上面，让我们见识到了审稿人和诸位院士的水平，大概只要一套上“孕震机理”，什么文章都能放过。

注：
（1）《财经》杂志李虎军，“汶川地震前兆之谜”（2009年1月29日）；《中国科学》这篇文章的题目为“汶川8.0级地震HRT波地震短临波动前兆及HRT波地震短临预测方法——关于实现强震短临预测可能性的讨论”，刊登于2009年第1期，作者为钱复业、赵璧如、钱卫、赵健、何世根、张洪魁、李世愚、李绍坤、严谷良、汪成民、孙振凯、张东宁、卢军、张平、杨国军、孙加林、郭纯生、唐宇雄、徐建明、夏坤涛、鞠航、殷邦红、黎明、杨东生、起卫罗、和泰名、关华平、赵玉林。

据《财经网》介绍，这种方法的技术骨干是赵玉林、钱复业、赵璧如一家三口。虽然赵、钱等人乐于在文章中加挂多个作者，但是把作者名单拉长到20多人，这还是头一遭。例如，《国际地震动态》2006年第8期他们把云南前兆事后对应到2004年12月26日印尼苏门答腊地震的那篇文章，作者为11人；而这篇《中国科学》的文章，主要内容先发表于《国际地震动态》2008年第7期，当时作者达到20人。严谷良、汪成民等人则是在发表到《中国科学》的时候再次添加进去的。

（2）严谷良支持水变油、支持伪科学组织“天地生人”的事迹见“何祚庥、司马南网易访谈实录：炮轰《新闻晨报》为伪科学鸣冤叫屈”，及“废‘伪科学’，何祚庥、司马南、方舟子坚决说不”等文，以及《新语丝》“天地生人专辑”的其他多篇文章。

（3）《国际地震动态》2008年第7期，“汶川Ms8.0地震的短临地电波动(潮汐力谐振和共振波-HRT波)前兆”，作者名单为钱复业、赵璧如、钱卫、赵健、何世根、李世愚、孙振凯、张东宁、张洪魁、卢军、李绍坤、郭纯生、夏坤寿、徐建明、鞠航、黎明、和泰名、唐宇雄、张平、赵玉林。

（4）贺玉龙、杨立中，温度和有效应力对砂岩渗透率的影响机理研究，《岩石力学和工程学报》2005年第24卷第14期。另外J. P. Morris等也有类似的结果：JOURNAL OF GEOPHYSICAL RESEARCH, 2003, VOL. 108, NO. B10, 2485.

（5）地电在地震局台网监测指标中，漏报率在78%，临震预报的虚报率大于99%；另外，2004年美国帕克菲尔德6级地震最终到来时，测量地电的装置在震前并未测到异常信号。

（6）钱复业、赵玉林等人发表在Physics of the Earth and Planetary Interiors杂志1990年62卷的论文：A model of an impending-earthquake precursor of geoelectricity triggered by tidal forces。