一、地震预报发展的前期阶段——悠久历史、完整记录、不懈探索
    1、中国是对地震现象记录和研究最早的国家
    早在公元前23世纪（4300多年前）舜帝时的“墨子”和“竹书纪年”中就有山西南部地震的记载。国外一般认为地震记载最早可以追溯到公元前1831年的山东地震，该记载中仅提到“泰山震”。公元前13到公元前11世纪的殷代就设立了史官，对天文气象等自然现象都进行记载。宋、元朝以后有地方志，地震记载逐渐增多，明清时期记载就更加全面、详细和丰富。记载的内容包括受灾地点、范围、破坏情况，还有地震前兆现象。对地震成因和地震预报也有探索。
    公元前132年汉顺帝阳嘉元年东汉太史令张衡所发明的候风地动仪，这台仪器放在河南洛阳的灵台。据记载公元138年陇西发生地震，千里之外的洛阳城没有感觉，但地动仪测到了，许多人不相信，几天后驿马送来消息，证实了那里的地震。它是世界上第一台观测地震的仪器，在世界地震学发展史上具有里程碑的作用。
    从大量的历史记录中可以发现，地震发生时，相当广阔的区域内都基本同时有感，而强烈的振动和破坏一般都在较小的区域。根据现代地震学的研究结果，历史记录中有感的强度和破坏的程度，可以类比地震烈度的等震线，从而可以推测出地震的地点和强度。所以说中国悠久历史长河中的地震记载，对研究地震有着十分重要的价值，世界上没有一个国家有这样全面、详细和丰富的历史记载。
    尽管中国学者对地震有详细的记载，但是对灾难性地动的原因认识并不深刻，占主导的是把地震与其他自然现象和自然灾害联系起来，诸如洪水、瘟疫等，并从超自然的关系中寻求原因。国外对地震的认识可以追溯到公元前580年的萨勒斯和公元前526年的Anaximenes，萨勒斯认为地球是漂在海洋上的，水的运动造成地震，Anaximenes认为地球的岩石是震动的原因。
    总之，中国是对地震现象记录和研究最早的国家。在4000多年前就有了地震现象的记载。宋、元朝以后就有了地方志。在与地震灾害进行长期斗争的过程中，中国古代地震学有着辉煌的成就，对地震的观察、记载和研究堪称世界之最。由于历史的原因，现代地震学没有产生在中国，地震成因和地震预报的思想也产生在国外。

2、 本世纪前50年中国地震预报工作的萌芽
    19世纪末，在我国建立一批地震台站，利用地震仪器测报地震。日本侵略台湾岛后，于1897年在台南、台中、台东等8个地点建立了区域地震台网。1904年法国耶稣会所属上海徐家汇观象台建立中国大陆上第一个地震台。1904到1908年俄国与日本在大连、营口等5地建立地震台。1909年德国在青岛设台。1929年到1930年设立鹫峰地震台，地震仪采用照相记录，记录地震多而准确，参与国际资料交流。1949年解放前夕大陆仅剩南京与上海两个地震台。
    在这一时期中国的科学工作者已经开始了地震预报的探索和研究。幼雄在1923年《东方杂志》第20卷，第16号中“地震的研究”的论文中谈到地震的成因、地震的强度和感震区域、前震和余震等11个问题，其中第11个问题就是地震的预知和预防。在这节中谈到水位观测、倾斜观测、潮汐和气压变化触发地震，并认为大地震若按年计，以夏季最多，冬季最少，小地震则相反。若按月计则阴历的朔望和上下弦日最多，若按日计，则午前午后11时为最多等。当时正是日本东京大地震发生不久，对地震预报的探索已有相当的深度；翁文灏在1929年商务印书馆出版的《地震》中谈到，地震与纬度变迁的关系、地震与地磁的关系、地震与天文现象的关系等。《东方杂志》20卷16号(1923年(15))中记载有“稚鸡和地震”一文，谈到日本著名地震学家大森在震前观察到动物异常[8]。在“预告地震之研究”（《科学》13卷5期，1928年（15））谈到大震发生前观测到地面震动的现象。
    在这一时期地震区带的划分已经有了初步的工作结果，利用当时发生地震位置和历史地震分布结合地震构造，划分出了地震区。宇坤在“地震之原因”　中（《科学画报》5卷3期，1937（14））已经划分川滇交界、东南沿海、汾渭地震带等地区。在金咏深“民国以来之中国地震”中（《气象杂志》12卷1期，1936年（15））谈到地震区域划分的一些原则，如地震带皆有重大断裂，发生大震的断裂时代较新，在第3纪或第4纪初，水平运动和垂直运动断层都能发生地震等。并据此划分了中国西部的地震带——天山地震带、阿尔泰地震带、昆仑山地震带、祁连山地震带、阴山地震带等。
    早期的地震现场的科学考察是在队伍人员少，经费严重不足，交通十分困难，没有专门的地震机构的情况下完成的，但前辈考察的成果对我们来讲是十分重要的。如1917年《农商公报》3卷11册35期中就有刘季辰在安徽霍山6.3级地震现场考察的调查报告，其中等震线的划定已经相当详细。1920年12月16日在宁夏海原发生8.5级大地震，死亡23万人，第二年即由专人赴现场考察（如翁文灏1922年《科学》6卷10和12期中“甘肃地震考”和谢家荣1922年《地学杂志》8、9合期中“民国9年12月16日甘肃及其他各省之地震情形”都有详细的考察结果，其中对地震的成因和触发现象也作了简要的论述。翁文灏1925年《科学》10卷12期在云南大理7级地震考察报告中已经出现余震频次曲线。陈国达在1938年《地质论评》3卷4期中的“民国25年4月1日广东灵山地震记略”中对1936年4月1日广东灵山6.8级地震的震感区域、地声、震中和震源深度以及前震、余震和当地历史地震活动都进行了研究，并且论文最后对地震的发震原因和地震未来趋势进行了研究。王竹泉在1947年《地质论评》12卷1期中“河北滦县地震”论文中也对1945年9月23日河北滦县6级地震的成因和未来地震趋势进行过研究。
    总之，这一时期地震学家已经开始注意地震预报的问题，观测到一些地震前的异常现象，对大震后的地震趋势进行探讨，初步研究了地震发生同日月运动的关系，注意到地震前形变（倾斜）、电磁（地磁）和流体（水位）的异常现象，是中国地震预报工作的萌芽时期。

二、中国地震预报初期阶段——国家需求、艰苦努力
    1953年是我国经济建设开始的第1个五年计划时期，当时原苏联帮助我国设计并建立大量的工矿企业，依照前苏联厂矿设计的程序，要建设厂矿单位，必须预先获得建设地点的地震烈度，这样为建设地点提供地震烈度的工作就提到了议事日程上。1953年11月28日中国科学院常务会议决定成立“中国科学院地震工作委员会”，由李四光、竺可桢兼正副主任。委员会下设综合组、地质组、历史组。
    1954年中国科学院地震工作委员会主任委员李四光副院长提议利用中国历史地震资料来制定拟设厂矿地址的地震烈度。经中国科学院历史研究所第3所同人的努力，在地球物理所、清华大学、北京大学、北京师范大学、中央民族学院等单位的大力支持下，收集、整编中国地震历史资料，1956年12月出版了《中国地震资料年表》两卷，1960年4月出版了李善邦主编的《中国地震目录》两集。为了国家建设和地震科学长远发展的需要，对每个历史上大地震通过历史资料做出等震线，推出震中位置，估计震中烈度，换算出震级，制定了适合中国国情的“地震烈度表”和“历史地震震级表”，并编制了“大地震等震线图”。1956年6月在《中华人民共和国科学技术长远规划》中，提出的“中国地震活动性及其灾害防御的研究”课题列为第33项中心课题。
    1957～1958年利建立的12个台站组成的国家地震基本台网，开展地震的速报业务，同时利用地震观测台网测定的地震资料开始了区域地震活动性的研究。1959年新丰江水库蓄水后不久，在库区开始发生有感地震，1960年7月18日发生4.3级地震。地震科技工作者迅速赶赴现场，建立了地震观测台网，开展水库诱发地震的观测与研究。观测结果认为新丰江水库地震活动的增强与水库蓄水有关，未来可能发生更大地震。国家对此非常重视，于1961年3月对大坝进行加固。1962年3月19日在离大坝1.1公里处发生6.1级地震，震中烈度达8度，但大坝经受住了考验。这是我国地震预报预防研究与实践的首次试验,虽然这一成功是在新丰江水库这一特定条件下取得的，但它使人们增强了预防意识，并看到了地震预报的曙光。
    1958年9月中国科学院地震预报考察队赴西北地震现场调查地震前兆现象，调查中虽然发现了一些震前出现的宏观现象，但是很难肯定它们就是地震前兆，即使是前兆，怎样在震前观测到也存在着很多困难，此次地震预报考察是探索短期预报的第一次重要的科学实践，其总结的前兆现象不仅在当时，而且对以后地震预报工作也有重要科学价值。
    1963年傅承义撰写了《有关地震预告的几个问题》，文章指出“预告的最直接标志就是前兆，寻找前兆一直是研究地震预告的一条重要途径”。文中列举了一些可能前兆，如前震和地下微弱震动、地倾斜和地形变、地磁要素、地震波速度、地下水位、地温、地电、生物，以及月相、气象要素等的变化，并指出：“地震预告是一个极复杂的科学问题”。
    上世纪60年代初期，全球大地震陆续在一些大城市附近发生，造成了程度不等的严重破坏，引起有关国家的政府和科学家对地震问题的重视。1964年3月28日美国发生阿拉斯加发生8.3、8.5级大地震、1964年5月16日在日本新潟发生7.4级大地震，1965年日本松代地震群活动产生了很大影响，在这种背景下日本提出第一个地震预报五年计划(1965—1969年)，美国提出“地震预报与地震工程的十年规划”，引起了我国地震界的重视。1966年初中国科学院地球物理研究所召开了由昆明和兰州地球物理研究所参加的地震预报讨论和规划会议，论证了开展地震预报的必要性和现实性。研究起草了地震预报规划。
    总之，这一时期地震学家的工作已经为地震预报工作的进一步开展奠定了初步的基础，如出版的《中国地震资料年表》、《中国地震目录》和中国科学院地震预报考察队赴西北地震现场调查地震前兆现象。新丰江水库地震和国内外一系列有一定影响地震的发生，使政府和专家开始考虑地震预报方面的工作。
    三、中国地震预报工作全面开展阶段——大地震、大发展、深反思
    1、1966—1976年大地震大发展时期
    1966年3月8日河北邢台地区隆尧县发生6.8级地震，3月22日又在宁晋县东南发生7.2级地震，这两次地震发生在人口稠密地区，造成了重大的人员伤亡和财产损失。巨大灾难性地震的发生引起了国家的高度重视，已故周总理亲临现场慰问灾区人民，号召群众奋发图强，重建家园。并要求科学工作者抓住邢台地震现场不放，立即开展预报实验，边实践、边预报。组织中央有关部门：地质部、石油部、测绘局、水电部，中国科学院有关研究所(地球物理所、地质所、工程力学所、声学所、生物物理所、动物所等)及北大、科大等大专院校到邢台地震现场进行实验研究，许多具有开创意义的工作和思想在这里产生。邢台地震也给我们创造了在现场边观测、边研究、边预报的实践机会。提供的各类信息十分的丰富，既有科技人员从仪器观测中获得的前兆数据，又有广大群众提供大量宏观现象和信息。依据这些信息，在现场首次预报了3月26日的6级强余震。
    在邢台地震现场所形成的地震预报方法，在中国地震工作史上占有重要的地位。在邢台地震预报实践中逐渐形成的地震预报组织形式与发布程序，也为后来地震预报体制的建立提供了经验。可以说，邢台地震现场成为我国地震预报研究、工作和实践的摇篮。
    1966年邢台地震前所理解的地震预报基本是2类：远期预报和近期预报。远期预报是指几十年以上尺度的地震烈度估计；近期预报仅指近期的地震趋势。邢台地震后，当地群众提出了提前几天做出临震预报的要求，科学工作者也确实发现一些临震前的异常现象。当时考虑到临震预报虽然起到一定的防震作用，但由于预警时间太短，往往来不及防震，从而期望早一些做出对震情的判断。由此提出进行中期预报的思路，但当时缺乏进行中期预报的根据和方法。
    1967年3月在河北河间发生6.3级地震，邢台式的前兆台网逐步扩展到了冀中和津京地区。从而对1969年7月18日渤海7.4级地震前取得一部分观测资料，当时发现震前1～2年，小震在震中区的西北和西南两个方向密集成带，同时地形变、地应力、地电阻率、地磁偏角、水中氡含量等观测资料中，都有半年至10个月的异常变化。人们开始认识到地震中期预报的方法。
    1972年的全国地震工作会议上，中国地震工作者以7级左右地震的预报为目标提出了长期（几年以上）、中期（几个月至几年）、短期（几天至几个月）和临震（几天以内）的预报分期方案，同时把震时和震后也列为两个必要的阶段，并整理了当时所知各阶段可能出现的主要前兆表现。由此长、中、短、临渐进式预报思路初步形成。在1972年11月山西临汾召开的地震科学讨论会上，决定建立一年一度的全国地震形势会商会制度，对近1、2年地震形势进行估计，并指导和协调近期的监测预报工作。这一措施推动全国地震预报工作进一步走向科学化与制度化。
    在l966—1976年大陆地区发生15次7级以上大地震和上百次5、6级地震。主要有1969年7月18日渤海7.4级地震、1970年1月5日通海7.8级地震、1973年2月6日四川炉霍7.6级地震、1974年5月11日云南大关7.1级地震、1975年2月4日辽宁海城7.3级地震、1976年5月29日云南龙陵7.4、7.3级地震，1976年7月28日唐山7.8、7.1级地震，1976年8月16、23日松潘地震7.4、7.2级地震等。大地震的频繁发生与群众性的科学实验活动为我们记录、发现震前异常现象和探索地震预报途径与方法创造了有利条件，从实践中摸索了许多预报方法。基于这些经验性认识，才较好地在海城地震前的长期、中期、短期、临震预报阶段做出了判断。从而预报了1975年2月4日辽宁海城7.3级地震，尽管预报的震级偏低，但这次预报使绝大多数居民在震前撤离了住宅区，转移了重要的物资设备，对震时易燃、易爆、泄毒等次生灾害的部位采取了紧急预防措施，避免了重大损失、收到了减轻地震灾害的实际效果。
    1976年7月28日河北唐山7.8级大地震，造成24.2万多人死亡，16.1万人伤残，成为20世纪全球最大的地震劫难。依靠邢台、渤海等大地震积累和总结的经验可能适用于海城地震的预报，海城地震前2、3天发生500多次前震，并在前两个多月出现了较多的宏观异常，表现为“三起三落”，却对唐山地震的预报判定显得力不从心。唐山地震前没有前震，宏观异常和动物异常出现也较晚，而且由于海城、唐山地震间隔时间仅1年半，空间距离仅400—500公里，同时在内蒙和林格尔发生6.2级地震，天津西南的大城发生4.1级地震，华北北部地区的异常更加复杂化，从而使人们对下一步震情发展难以判定，地震工作者难以区分出现的大量前兆异常是前面地震的后效，还是未来大震的前兆。为了对当时唐山、滦县的地震危险进行地震地质考察，河北地震局于1976年6月下旬派出6位同志赴唐山进行考察，地震时全部遇难。尽管人们做了种种努力，却未能对唐山地震做出短临预报。从根本上说，是没有从科学上认识地震孕育发生的规律，预报是经验性的。这使人们在从海城地震预报的成功喜悦中，遭受到十分惨痛的教训，清醒地认识到地震预报确实是世界科学难题，距离解决地震预报问题还差的很远。
    之后，地震科学工作者虽然对1976年8月16、23日松潘7.4、7.2级地震与1976年11月7日四川盐源—云南宁蒗6.4级等地震作了较成功的短临预报，但我们所进行的预报努力仍然遭受许许多多的挫折。总体来说，成功预报的地震是少数，未能做出成功预报的地震是多数。但成功与失败都使人们得到有益的启示，既看到地震预报的希望，又不断加深了对地震孕育过程、相应前兆表现的复杂性和地震预报困难性的认识，促进了地震预报研究的深入。
    总之，我国自1966年邢台地震开始进行大规模的地震预测理论研究和实践探索。1966—1976年这十年期间，经历了一系列发生在华北和西南地区的巨大灾害性地震洗礼，同时为探索地震预报提供了实践的机遇，在这一时期地震工作者积累了十分宝贵的第一手资料。在这十年中我们有成功预报海城、松潘、盐源等强烈地震的喜悦，也有对唐山大地震预测失败的惨痛教训。这一时期是地震预报事业空前发展的时期，它奠定了地震监测手段和预报方法的基础，目前的测震、形变、流体、电磁学科中绝大部分观测方法和分析方法都是在这一时期提出的。也是在这一时期形成了年度、月、周和临时、紧急会商等地震预报工作制度。提出了地震大形势研究的概念和内容。为进一步研究地震孕育和发生的规律，进行地震预报的科学研究。

2、 1977年至80年代——总结经验、认真反思、深入攻关
    中国大陆1976年以后出现了10多年的强震活动较弱的时期，仅在1985年8月23日发生新疆乌恰7.3级地震。这样地震工作者可以有足够的时间进行研究工作，因此这一阶段地震工作由大发展转入总结经验、认真反思、深入研究阶段。在此阶段我们对出现的许多现实问题深入研究，对走过的道路不断进行反思，经过反复讨论，认识到过去使用的经验预报途径虽然对打开地震预报局面有过贡献，而且在不远的将来仍然是一条主要的现实途径。单纯依靠经验的方法进行地震预测，由于对地震孕育的情况不是十分清楚，目前人们还很难分清构造运动、地震孕育和部分干扰所呈现的前兆异常的区别和联系，所以不存在一一对应地震的前兆异常和地震活动性异常。如1995年1月17日日本阪神地震前、虽然在日本有密集的GPS观测网，但并没有观测到显著的形变异常。与此形成鲜明对比的是，美国圣安得烈斯断层上的帕尔姆地区1959～1974年，虽然水准观测到最大达35cm的地面隆起异常，但至今并没发生显著地震。人们不得不想到形变异常与地震孕育的关系也是十分复杂的。可以说，目前的经验性预报思路很难使目前的地震预测水平有质的提高。更不可能通过它取得地震预报的全面突破。所以，在提高经验预报水平和能力的同时，大力推进物理预报的探索，引入新思路、新理论和新观念，发挥经验预报的长处，突破经验预报的局限，迎接挑战。
    在这十年中开展了海域、唐山、松潘、龙陵大地震的系统总结，出版了专著，至今这些专著仍然是地震预报工作者的重要参考资料。经过对这些大地震的总结，我们对大地震的孕育构造背景、孕震条件、演化过程和地震活动性、前兆特征取得了较为全面的认识。
    1983—1986年开展了地震前兆与预报方法的清理攻关工作，参加“清理攻关”的有地震监测预报第一线的地震科技工作者和部分侧重基础理论研究的专家共计2000多人，对测震、大地形变测量、地倾斜、重力、水位、水化、地磁、地电、地应力九个学科方法预报地震的理论基础与观测技术、方法效能做出了评价，地震综合预报作为第十个学科方法，纳入了清理攻关的范畴；对当时使用的48种1800多台(套)观测仪器的精度、稳定性等逐一做出评估，从中筛选出一批可靠性相对较高的资料，以供深入研究使用，并对各种常用的分析预报方法的预报效能做出初步分析，为地震综合预报提供必要的依据。
    1987—1989年开展了地震预报的实用化攻关研究，这是清理攻关工作的继续和深化，主要是在“清理攻关”的基础上，辅之实验模拟和理论分析，研究地震前兆的识别及地震前兆信息的提取和相应的数据处理方法。对各种观测资料曾出现过的所有异常进行系统的统计分析，着重对异常出现之后，伴有和不伴有中强以上地震发生的正反两方面的情况作了系统的对比研究，从而对地震孕育过程和相应的前兆主要特征取得了进一步的认识，并形成了各学科的、综合的、有一定实用价值的地震分析预报方法。这是我国地震前兆开展系统研究的关键阶段。通过对60多个震例资料的系统研究，其主要研究成果可简单归纳为：
    (1)地震前兆的多样性。11类观测手段75个项目所观测到的927条异常揭示了地震前兆的多样性及其丰富内涵，7，6，5级地震档的异常项目数和项次数分别为15和37、10和l6、7和l0。唐山地震异常项目为36，异常项次多达147。各种异常在时间和空间上的联系表明，孕育过程中自然界发生了综合性变化、以应力应变为主的力学过程通过不同形式的能量转换，以多种地球物理和化学等异常变化表现出来。因而多样性与综合性是地震前兆的基本持征。
    (2)前兆异常时间分布的阶段性。时间长并呈现明显的阶段性是地震前兆的重要特点，总体异常时间可达数年甚至数十年，分阶段的异常时间比世界各国观测所得结果要长，临震异常可以几起几落，长达一个月左右。长、中、短、临异常反映了孕程过程的阶段性，与理论和实验结果是一致的。
    (3)前兆异常空间分布的非均匀性。60次震例从定性和定量上充分肯定了这一特征。前兆分布范围一般数倍于震源，镶嵌式的不均匀分布，并在未来震中附近相对集中，构成了异常大范围不均匀分布的图像。
    (4)地震异常的统计量与震级间存在正变关系。60次震例的统计结果表明，异常种类、时间、距离、数量、百分比等统计量均随震级增大而升高。这一总体待征是明显的，可以给出这些参量在不同震级档中的量级估计。
    (5)地震前兆的高度复杂性。复杂性是我国地震前兆的一个总体特征，尽管世界各地的地震前兆都比较复杂，但大陆地震前兆的复杂性则更加突出．除了上述4点共性特征富于大量的复杂的个性异常表现中之外，地震前兆的复杂性还表现在异常的类型和地震前兆的地区性等方面．
    （6）地震综合预报的重要性。我国地震预报实践表明，依据任何单一手段解决地震预报问题是不可能的，必须采取综合预报的道路。但是，在相当长时间内停留在“拼盘式”、“投票式”的简单综合．经过80年代的努力，两次攻关研究为地震综合预报奠定了坚实基础，形成了明确的研究对象、内容与方法，地震综合预报是分析研究地震孕育、发生过程中多种前兆现象和它们之间的关联、组合及其与地震过程的内在联系，从而综合判定震情。重点研究了综合预报方法、判据、指标。探索了从复杂现象中提炼综合预报判据、指标的方法。运用3个途径：由震前多种前兆异常的数量统计给出综合预报的有关判据、指标；由多种前兆时空综合特征及其与地震三要素的关系，提炼综合预报判据、指标；应用系统科学的理论和方法，研究描述孕震过程和前兆复杂性的特征量，建立综合预报的有关指标。同时，还研究了多种地震综合预报方法，包括数学方法与物理方法，他们应用了各自的理论和数学工具，将现有的预报经验数学化，建立相应的预报判据和定量指标、在地震预报物理方法方面也作了尝试。
    在这一时期还编制了各学科的实用化、规范化的地震预报工作指南，其中汇总了我国20年来在地震预报实践中证实的有效方法和最新的研究成果。在预报思路上，系统科学在地震预报中开始应用。如信息论、系统论、协同论、耗散结构论、非线性理论等，尤其是分形分维研究受到格外关注。
    总之，1977—1987年我国的地震活动进入了相对平静的时期，地震工作者开始系统总结和反思地震预报的经验教训。进行了地震预报清理攻关、地震预报实用化攻关的研究，提出了长中短临渐进式预报思想和以场求源的工作思路，提出了综合预报的思想，从而使我国的地震预报理论和方法系统化、规范化。通过总结反思和深入研究，认识到地震孕育的前兆复杂性不仅在于观测资料的异常变化的多样性，还在于不同地区、不同类型地震的差异，同时这种复杂性还表现在地震前兆的时空演化方面。以前应用异常空间分布上的集中性、时间进程上的同步性来描述地震前兆时空分布的共性特征进行综合预报，难以科学地描述地震孕育发生的过程。

四、90年代以来地震预报——技术发展、挑战和机遇并存
    20世纪90年代以来，随着高新技术在地球科学中的应用，特别是空间对地观测技术和数字地震观测技术的发展，对现代地壳运动、地球内部结构、地震震源过程、地震前兆图像的观测，在分辨率、覆盖面、动态性等方面都有了飞跃式的发展。这种技术进步的意义可与天文学中望远镜的使用和生物学中显微镜的使用相比拟，观测技术的进步给地震预测预报研究带来了历史性的机遇。
    近年来，一些国家已开展地震——卫星技术的研究，应用现有的卫星信息开展了包括GPS、热红外、电离层、INSAR、重力、电磁波等方面的研究并初步显示了其与地震活动有区域性和局域性的异常相关联的关系。从而也初步显示了新技术在地震预报研究中可能的前景。“九五”期间，我国在地震观测基础建设的新技术应用方面也取得了新的重要进展。建立了国家数字地震台网，含有50个数字地震台站。同时还建立了一批区域数字地震台网。进人“九五”以来，又实施了中国地壳运动观测网络的大型科学工程，建立了GPS观测网络。该网络包括25个连续观测的基准站，56个定期复测的基本站和1000多个不定期复测的区域站。国家数字地震台网和中国地壳运动观测网络均于2000年正式建成并通过了国家验收，2001年已投人正式运行，目前已在地震科学和地震监测预报研究中展示了广阔前景。此外，“九五”期间还大力加强卫星遥感技术在地震监测中的应用研究，在华北、西北、西南等地建立了卫星遥感观测站，接收卫星图像数据，开展相应区域的热异常监视。同时，“九五”期间数字地震前兆台网的建设也有了新的进展，建立了山东实验数字地震前兆台网并在进一步向全国各地推广。
    除了观测技术的巨大进步之外，地震学家也越来越多地认识到，尽管在成因机理上板内大陆强震比板缘的海沟系地震复杂，但在构造物理条件和地震的破坏机制上，大陆强震比板缘强震含有更多的破裂成分，这种含有某些破裂成分的大陆强震的预测比以摩擦滑动为主的板缘强震的预测具有更大的可能性。因此，以新一代的观测技术为依托，开展大陆强震研究，为我国地震预报提供了一个重要的机遇。
    20世纪后期以来，国际上一些以地球科学为主的大型研究计划逐步实施，其中包括“上地慢计划(UMP)”，“国际地球动力学计划(IGP)”，“国际岩石圈计划(11,P)”，“深海深钻”，“海洋深钻”和“大陆深钻”计划等。这些重大地球科学计划的实施，为人类探索地球、了解地球提供了大量科学资料，且在地球内部结构，特别是壳幔结构、岩石圈结构，岩石圈的运动与变形以及岩石圈动力学等研究方面取得了许多重要进展。显然这些进展为地震预报研究提供了重要的科学背景。
    在地震学研究方面，继法国的“地球透镜计划(GEOSCOPE)”和日本的“海神计划”之后，美国最近酝酿为期15年的“地球透镜计划(Earthscope)”，更是以发展地震科学、促进地震科学在减轻地震灾害中的应用为目标。最近10年来，美国开展和正在酝酿开展的“洛杉矶地区地震试验((LASE)”，“美国台阵(USArray)项目”，“板块边界观测计划(PBO)”，“圣安德烈斯断层深部观测(SAFOD)”等更是直接围绕着与地震孕育发生相关联的一系列重要的科学问题，其中包括与地震成因直接联系的深部隐伏断层的探测及其活动性判定，地震孕育的深浅部构造，板块边界带的运动变形、应变速率，地震复发模型，以及通过深钻对圣安德烈斯断层带上大地震震源区结构、物性、变形、应力状态和流体蕴存等的直接探测。勿庸置疑，这些基础性很强的研究计划，都将逐步为地震预报奠定重要的基础。
    与上述研究相呼应，在最近十几年中，我国地震学界联合有关部门，也开展了一系列重要的研究工作。其中包括岩石圈动力学图集、活动构造图集、东亚地球动力学、华北地区大震震源区细结构探测等项目。这些研究为探索我国大陆地震成因，如地震孕育的构造环境、构造变形、动力学条件、震源细结构和物性条件等提供了许多重要科学资料，为进一步探索震源孕育过程提供了重要条件。1999年启动、目前正在实施中的国家重点基础研究发展规划项目(973项目)“大陆强震机理与预测”则进一步从中国大陆强震的特殊背景出发，以活动地块动力学为主线，以新一代观测技术为依托，通过对最新构造变动和应变场演化的研究，划分出控制中国大陆强震的不同级别的活动地块;通过对深部构造环境的研究，查明不同层次活动地块的深浅耦合关系；通过对现代地壳运动和变形的研究，确定活动地块的运动方式和速度；通过对活动地块运动与变形的数学物理模拟，认识地块活动与强震孕育的关系；通过流动地震试验场的检验，探寻大陆强震预测理论，发展预测方法并应用于重要经济区的强震灾害评价。
    在地震观测和探索的过程中，20世纪70年代以来，各国科学家围绕探索地震过程及其物理机制的研究，给出了一些地震孕育模式，试图为地震预报寻找其物理途径。其中包括美国学者肖尔茨等人的岩石膨胀和流体扩散(DD)模式、苏联学者米雅金等人的雪崩式不稳定裂隙形成(IPE)模式，以及中国学者提出的震源组合模式、膨胀蠕动模式、坚固体模式等。尽管所有这些理论研究均尚未取得实质性进展，但对地震物理预报探索是一种有力的冲击和极有意义的尝试。地震预报的困难，其最根本之点在于人们对复杂的地震孕育发生过程的物理机制缺乏足够的理解。各种自然灾害的预测都依据其前兆。前兆往往含有两个阶段，即孕育相和传播相。降雨、台风、洪水、海啸等预报除了孕育相征兆外，更主要地依据传播相前兆。而由于地震和地震波的固有特性，地震预报只能依据地震孕育相前兆。火山喷发可能是与地震最有紧密联系的灾害，对其进行预报往往依赖于识别孕育阶段的征兆。然而，就火山爆发而言，人们已相当多地了解其孕育阶段的物理基础，即喷发前的岩浆向上运移。岩浆运移的表现形式包括地壳形变、微震活动及其波形特征、气体地球化学变化、水热流体温度升高，乃至局部磁场、电场等的变化。1991年菲律宾皮纳图博火山喷发的预报可能是最成功的例子。尽管该火山已40年没有喷发，但通过对其孕育爆发的物理机制的认识及对其前兆信息的观测，做出了准确预报，并在喷发前作了紧急处置，避免了人员伤亡和大规模经济损失。因此对地震预报来说，地震成因机理和地震孕育物理基础的探索是不可缺少的。只有有了对地震物理基础的准确认识，才能进而对地震前兆的成因机理、前兆的观测和识别，以及其在预报上的运用给出坚实的科学的指导，从而为地震预报奠定坚实的基础。
    地震预报从一开始就是一个有争议的问题，特别是在经过数十年探索研究仍未解决的情况下，围绕着地震能不能预报的问题，争议更为激烈。1996年，盖勒等人在《自然》和《科学》等杂志上连续发表文章，提出地震不能预报，随即韦斯等人针锋相对地发表了反驳文章，国际地震学界爆发了一场迄今为止最为激烈的争论，吸引了国际科学界的广泛关注。这场争论，一方面向地震科学提出挑战，另一方面大量科学问题在争论中提了出来，地震预报正酝酿着新的探索方向，并在某些问题上逐步达成共识。这些问题包括：
    (1)地震预报探索的重点：对地震过程的观测与模拟
    包括对地震孕育发生的全过程(即震前、震时、震后)的观测和对该过程及其过程中所观测到的各种现象、事件的物理与数值模拟的科学探索。即在实际观测的基础上探索地震物理过程。
    (2)大陆强震成因的动力学研究：由板块边界向大陆内部延伸
    包括大陆地震弥散型广泛分布的构造成因理论和动力学(含水平与垂直、浅部和深部等动力)背景，板块边界动力作用和板块边界变形机制研究向大陆内部发展和延伸，大陆强震孕育发生的深浅部构造环境等。
    (3)震源区的研究：由地球物理方法反演向震源实体勘测发展
    在开展地球物理方法，如人工地震、天然数字地震台阵、大地电磁测深、重力勘测等探测、反演，在探测研究壳慢结构、震源深浅部构造等的基础上，发展震源区(体)深部探测，如美国圣安德烈斯断层地震深钻、日本阪神地震深钻，以直接勘测震源体断层、岩芯和震源区细结构、物性、温度、应力场、含水层流体、孔隙压等，开展震源的综合研究。
    (4)经验性预报：向强化物理基础发展
    其中主要包括地震前兆观测和分析与地震物理过程(即地震孕育发生过程)内在联系的探索，以及地震前兆方法手段自身监测和反映孕震信息的前兆物理研究等。
    (5)地震观测：强化科学基础，注重科学质量
    对地震过程(震前、震时、震后)的观测是地震预报研究最基本最重要的基础，而其核心则是观测质量。可靠的观测结果能做出符合实际的科学结论。因此强化各学科地震观测技术和观测台网的科学基础，注重和提高其观测质量是地震预报科学探索的重要关键。
    地震预报具有强烈的社会需求性和巨大的科学探索性两大属性。正如陈运泰先生所说，“地震预测的确是科学难题，需要长期探索才能解决，但另一方面它又是必须回答的问题。……地震预测，这是社会、政府、人民的需要，必须去做”。40年来，我国地震工作者在地震预报为经济建设和社会公众服务方面走过了艰难痛苦的历程，取得过较为成功预报的喜悦，但更多的是虚报、错报、漏报的挫折与痛苦。石耀霖先生曾对我国20世纪90年代10年中的年度中期预报结果作过系统检验，认为多年平均的预报效能为20%左右。这一结果一方面显示出我国的地震预报具有重要的科学含量而决非瞎碰；但另一方面也显示出，目前的预报水平还很低，已经取得的进展离最终的目标还有遥远的距离，而且当前短临预报水平还要低于年度预报水平。面对这一严峻现实，一方面我们要继续充分、合理、全面、科学地应用40年来地震预报探索实践中取得的各方面经验，并通过不断深入的科学总结和对震例资料与实际经验的提炼，尽最大努力，提高在现有科学认识下的地震预报水平，为防震减灾作贡献；另一方面还必须客观地面对地震预报这一世界科学难题的现实，通过长期艰苦的科学探索，揭示地震孕育、发生的科学规律，以逐步接近且最终达到地震预报的科学目标。

五、地震预报持久科学探索的发展展望
    地球科学是一门观测科学，地震预报科学的发展首先依赖于与其相关的观测技术的进步，其次依赖于地球科学理论的发展。围绕地震预报持久科学探索的长远发展归纳为以下几个方面：
    1、加强基础理论研究
    地震预报的突破有赖于对地震规律的科学揭示。加强基础研究则是揭示地震规律的基本途径。而基础研究又必须抓住地震预报实践中提出的基础性的、原始的科学问题，下列问题是其中的一部分。
    大陆地震的成因问题。包括大陆强震与大陆构造框架、大陆构造活动和构造变形的关系，大陆地震孕育的深部构造环境、大陆构造活动和构造变形的动力机制，以及地震发生与活动断层关系等。
    大陆地震的机理问题。包括强震震源孕育发生的物理过程，成组强震孕育的构造物理基础，地震临界破裂失稳的非线性理论问题，地震破裂失稳的物理力学成因与空隙流体的作用，地震破裂规模的决定因素等。
    大陆地震前兆机理问题。包括地震前兆的科学内涵，地震与前兆的关系(因果关系还是伴生关系)，地震前兆成因的微观物理力学机制，地震前兆复杂性的物理成因等。
    地震前兆观测中的基础性问题。包括地震前兆观测资料与地壳深部震源过程及其地震信息的内在联系，前兆观测点位的最佳构造条件与环境，前兆观测条件、技术、方法及分辨率等。
    2、确定地震观测在地震预报研究中的基础地位
    作为地震科学分支的地震预报研究，与整个地震科学一样，地震观测是其整体性的科学基础。如上所述，几十年来，地震观测在总体上得到了很大的发展，无论是观测技术的研发还是观测台网的建设，都取得了不小的进步。就观测技术来说，长期以来，各学科的地震观测大多数以地表观测或地表浅层观测为主，依据这些观测技术系统获取了大量观测资料。在最近的一、二十年中，观测技术又取得了快速发展，数字地震观测技术正在取代传统的模拟观测系统；空间对地观测技术和向地壳内部发展的深钻孔观测技术也正在迅速崛起。因此，为真正确立地震观测在地震预报研究中的基础地位，在进一步发展和改善现有以地表和地表浅层观测为主的多学科的地震观测台网的同时要大力发展地震观测的新技术和新方法。同样重要的是从台站仪器检测、标定、维护、操作规范、观测条件和人员培训等方面，要采取有力措施保证观测质量的科学性、可靠性。
    在新观测技术方面，需要进一步发展空间对地观测技术(有人称之为上天)，包括GPS, VI.BI, INSAR等技术，以大动态性、广覆盖区和高分辨率地开展地壳形变的动态监测。发展RS技术以开展地球磁场、重力场、地壳热状态(温度场)等的监测。在向地壳深部发展的深井钻孔观测技术方面，要进一步发展钻孔相对应力、应变和绝对应力测量，钻孔声波探测和深部流体、地热等观测，以检测避开地表干扰的精度更高的深部地震信息。此外，也需注重包括海底地震观测、海底倾斜观测、海洋潮位观测等内容的海洋观测技术。
    3、深化地震预报试验场科学研究
    世界各地地震预报试验场的建设已有多年的历史，但由于地震活动的固有特性，如复发期长，地震受断层相互作用和地震活动间的相互影响等多种因素而使其发生的不确定性大等诸种特性，地震预报试验场成功的例子尚不多见。即使如此，多数地震学家还是认为，正因为地震活动具有复发期长，发震的不确定性大等特性，因而更需要选定重点，建设地震预报研究试验场，以其研究成果带动整个地震预报发展。而且地震预报试验场必须要有长期坚持的思想准备和工作安排。因此，不论是日本东海地区，还是美国的帕克菲尔德地区，尽管原先预报的地震至今尚未发生，地震试验场的地震观测及其各种研究工作不但仍在继续，而且还在不断加强。如日本东海地区，在上世纪70年代起逐步完善地震活动实时监测体制的基础上，近10多年中，又完善了地震活动综合监测系统，强化扩大了监测网，完成两个海底地震仪观测系统，开展了大规模的GPS会战观测，扩大和完善地壳应变观测、电磁和地下流体观测，实施水压致裂法地壳应力测量等。目前，为东海地区地震预报，日本气象厅建设的地震仪、地壳应变、倾斜、水位、水温、水氡、地磁、地电等常时观测点共有72个，各大学和有关单位所属的观测点有133个。各种观测均通过“地震综合监视系统”以24小时监视体制自动传输到气象厅。美国不但宣布继续坚持帕克菲尔德地震预报试验场工作，而且在其公布的美国减轻地震灾害计划中，将地震预报研究作为其主要研究任务之一，其中的重点是帕克菲尔德试验场实验，实验研究的内容包括钻孔地震计划、密集地震台网、构造格架、岩石摩擦滑动实验用于地震不稳定分析以及断层蠕动、应变等观测。除了在帕克菲尔德开展地震预报试验研究以外，还计划在其南部的洛杉矶、北部的海沃特断层等地开辟新的试验场。
    20世纪70年代以来，我国在新疆天山地区、山西临汾地区、云南滇西地区和首都圈地区先后开展地震预报试验场研究，积累了不少经验，尤其是滇西和首都圈试验场，通过不断的总结、完善，至今都有了很可喜的发展。然而在地震预报试验场研究工作的科学组织、科学管理、科学思路，试验研究的项目计划、研究内容的安排，地质学、地球物理学、大地测量学、地球化学与地震学等多学科的有机结合、融会和交叉等方面，以及基础研究与预报实践结合、新观测技术的发展运用等方面尚有不少有待改进的地方。试验场的选择、确立和建设等也需在不断总结经验教训的基础上，探索新的思路和途径。以便通过地震预报试验场的建设，使有限的资金投人发挥更好的作用，充分有效地利用地震预报系统的人力资源，真正做到监测、理论、实践的有机结合，从而切实地捕捉到一些具有较好可比性和可检验性的地震前兆。在有关试验场的建设方面建议关注以下一些问题:
    地震预报试验场的建设，要有一定的空间尺度，因为地震从孕育到发生，就其力学过程来讲涉及的范围十分巨大，而与其相关的各种前兆的物理信息覆盖的区域可能更大。因此，在基本定点台网建设的基础上，试验场需要配备一支充分灵活机动的野外观测队，以便有效地扩大试验场的观测范围。同时，应该充分发挥空间观测技术优势，在实验区内形成一个覆盖面积较大的包括空间观测、地表及浅层观测和深钻观测等新技术的立体观测网，从而获得丰富的前兆时空信息。
    地震预报试验场的前兆台网建设应达到一定的密度，同类测项应统一仪器型号，这样使得观测到的数据更具有可比性、可检验性和代表性。
    4、注重中长期预报的先导作用
    尽管地震学家对短期(短临)预报问题争论激烈，但对多年探索中的地震中长期预测的进展则普遍给予肯定。多数专家认为在数年至一、二十年的中长期预报探索方面，是将基础理论研究成果，如板块构造学说、弹性回跳理论、断层和地震活动相互作用的应力隐区理论等应用于预报实践最富成果的范例。在这些理论研究成果基础上发展起来的特征地震、地震复发模型、影响概率、地震空区、应力触发、区域地震活动增强等中长期预测方法在地震危险性分析等领域得到广泛应用。如在土耳其1999年伊兹米特7. 8级地震前，基于北安纳托利亚断层的活动特性及其强震活动，依据上述中长期预测方法，在80年代就圈出了该区为重点地震危险区，并建立了国际地震预报试验场。在1989年美国洛马普瑞塔地震前，从80年代初开始，美国学者林德、赛克斯、肖尔茨等曾分别对该地区做过未来一、二十年内可能有强震的中长期预测。
    在我国，于1995年完成的“2005年前全国地震重点监视防御区图”给出了21个强震危险区，自1996年以来，在研究区内西部7级、东部6级以上强震共有5次，基本上都发生在所预测的这10年尺度的重点危险区中。这些结果表明，中长期预测的成果，不但可以在地震危险性分析和社会公众的防震减灾中发挥重要作用，而且应该能为地震的中短期预测起到先导性作用。因此，充分重视和进一步加强地震中长期预报的探索、研究，可以在一定程度上确立中长期预报在整个地震预报工作程序中的基础地位。
    5、地震预报科研群体的培养和建设
    鉴于地震预报科学研究的长期性和艰巨性，需要持续不断地培养和建设一个优秀的地震预报科研群体。这个群体热心于地震预报事业，个人素质好，研究水平高，合作精神强，具有远大的战略眼光并富有奋斗精神和牺牲精神。在科学素养上能一专多能、融会贯通，既有研究思路和理论分析能力，又能设计仪器，并指导实践观测，具有观测、研究和预报的综合能力，并能吸收地球科学各领域，乃至与地震无直接关系领域的重要科学成果，形成宽阔的研究视野。并要长期坚持不懈地进行科学探索，不断地为揭示地震孕育发生的科学规律，突破地震预报的科学目标作科学积累。国家、政府和地震部门领导要以战略眼光为培养和建设这样一个科学研究群体创造各方面的条件。