第五章 地震预测预报实验场
节选自《中国地震监测预报40年（1966-2006）》
第一节 概述
地震预报是世界性科学难题，地震又是罕遇事件，预报实践与检验理论的机会也少。因此，按照科学思路，选择强震危险区域、多地震地区建立地震预报实验场，是地震预报可能取得突破性进展的最佳途径。20世纪80年代初～90年代初，地震预报问题引起地震学界的普遍关注，一些多地震国家相继建立了地震预报实验场，而我国在此期间相继建立了几个不同类型的实验场。其中比较著名、坚持时间较长、观测研究技术手段和方法较多、取得数据信息和进展较好的有5个：美国帕克菲尔德地震预报实验场、土耳其地震预报实验场、日本关东地震重点防御区、冰岛火山与地震预报实验场、中国滇西地震预报实验场等。这些实验场的建立都曾进行过充分的科学论证，尔后的实际情况表明，有些实验场或场区附近确实发生了预期的地震，
实践表明，地震预报实验场的方向是正确的，但要搞好实验场，还需不断总结经验教训，根据实际情况，进行调整和改进。同时，应将地震预报实验场作为长期发展战略，坚持下去，必有所发现，有所前进，取得突破性进展。
这里主要总结中国有关地震预报实验场的实践。
一、任务型试验场--新疆地震预测预报试验场(1971--1975)
为了实现已故周总理提出的“四年放异彩，七十年代放原子弹”的目标,1971年全国地震工作会议期间曾提出选择地震频繁地区作为地震预报实验场。1971年3月23日新疆乌什北发生6.0、6.1级地震，国家地震局当即派人去现场。经过现场调查，了解到南天山地区是新疆当时地震活动最频繁的地区,且具有一定的开展工作的条件。同年5、6月，国家地震局正式决定组建地震预报研究队（又称新疆地震预报实验场），由地球物理研究所，地质研究所，工程力学研究所（哈尔滨），新疆地震大队，国家地震局地震地质大队，地震测量队，天津地震队，兰州地震大队等单位派出科技人员参加共100余人。开展了测震，地形变、地应力、地磁、地电、地下水化学、生物物理等10多种方法的试验研究工作。从1971年冬至1975年历时四年。通过现场实践取得了一些初步认识，结束时，各单位都进行了总结并且打印成册《新疆地震预报实验场阶段研究汇编》共三本，其中包括24篇报告，除少部分公开发表外，多数都以内部资料保存。
二、大会战抓大震型试验场—山西地震预测预报试验场概况（1971—1974）
从1971年8月至1974年5月在山西临汾地区进行地震预报大会战，后改为山西临汾地震预报实验场，时间近三年。这是一次任务性的以大会战组织形式、为捕捉大震而专门开展的，但研究性、探索性也很强。
三、项目型试验场—京津唐张地震预报试验场(1980--1984)
根据一九七九年六月二十九日中华人民共和国政府与联合国开发计划署（UNDP）双方所签定的协议第一章第一条第一节条款，由联合国开发计划署援助的“京津唐张地区地震预报试验场”项目（编号CPH／80／040／A／01/013）文件，于1980年7月24日得到批准。联合国教科文组织（UNESCO）被委任为第一期项目的执行机构，中国国家地震局是项目的政府执行机构，国家地震局地球物理勘探大队是项目的主要实施者。为在组织上确保项目的顺利执行，国家地震局组成了项目执行小组，具体负责项目的协调、组织、实施工作。该项目的野外探测工程已于1984年年底完成，1985年完成了项目最终报告和最终技术报告，至此，为期四年的工作任务已全部完成。
四、项目型试验场—华北地区地震预报研究试验场(1982--1986)
由联合国开发计划署援助的“华北地震预报研究试验场”项目（编号CPR／82／018／A／01／99）文件于1984年5月24日得到批准。该项目在 UNESEO合作下由中国政府执行，国家地震局将代表政府完成该项目规定的目标，国家地震局分析预报中心是项目的主要执行者。国家地震局组成项目执行小组，具体负责项目的协调、组织、实施工作。本项目为期四年。
五、地震预报研究试验场--滇西地震预报实验场(1980--)
1980年创建滇西地震实验场，是以大陆地震预报方法研究和强震预报实验为主要目标。建设了测震、形变、地下水、重力、地磁等前兆监测台网，开展了野外地表地质考察和地壳深部探测研究工作。尤其是利用滇西地区中强地震活动频度高的特点，不断实验某些新的观测手段和预报方法，进而促进地震学科和减灾技术的提高和完善。滇西地震预报实验场为中国不同专业的地震科技人员提供了开展多学科、多方法、多形式进行地震预报或地震学基础理论实验研究的场地和条件，也成为中国开展地震国际科技合作的重要场所。在实验场进行了地震构造、地壳结构、地震活动、温泉地热、水文地球化学、地震地质、地壳测深、地震前兆、地球物理与地球化学参数、地震预报方法等多方面的研究，也开展了与美、德、日等国家的双边科技合作。这个实验场仍在进行中。
第二节 几个实验场的实施与进展
一、新疆地震预报实验场
1.实验场目标与任务
（1）组建的动议
1971年全国科研计划会上提出的，理由是:深入地了解与认识地震是提高地震预报水平的根本。但要认识了解地震，就必须到地震的多发区，经过反复多次的实验，才能了解和认识地震,提高预报水平。
（2）选址依据
1971年3月24日新疆乌什地区，发生了两次6级地震，国家地震局派有关领导和地球所科研人员前去乌什做大震现场考察，同时还肩负实验场选址任务。完成乌什地震考察之后，转去伽什、喀什、乌恰、巴查等地震多发区进行考察，近一个月的考察，认为新疆的南疆地区沿南天山以及南昆仑山的交会处是地震多发区。
1）多震区
1765年至1971年，207年间
M＞4级 667次
M＞6级 64次
M＞8级 4次
2）频度在加强
1900年至1950年50年间，每年平均发生M＞4级地震2.8次，而1971年一年发生大于4级地震达72次。
3)具体选定南疆的依据
①南疆是地震的多发区
②1939年以来新疆地震活动多集中在南疆，活动周期6～7年，1967年已进活动周期，活动有所加强，M＞6级达5次，M＞5级达23次。
③据天体运转规律预测，1972年下半年有可能发生5～6级（实际1972年1月16日柯坪南发生6.2级）,还有可能发生7级大震。
（4）组建原则
1)凡是地震系统的有关部门,尽量参加，兄弟单位欢迎参加。
2)由局负责资金，组织管理，交通工具由参加部门确定。
3)参加项目、仪器和技术力量等由各单位定。
4)研究队实行双重领导，以地方为主，工资待遇按新疆现行标准执行。
5)人员实行轮换制，两年一轮换，在2年内可以休假一次。
新疆地震预报研究队，1971年8月开始组建，1971年11月先后在乌什、喀什、阿克苏等地工作。先后抵达南疆参与实际研究工作的有地震局、地球所、地质所、地震地质大队、武汉队所、工力所、兰州所、测量队、天津队、生物所、新疆队等单位，参加人员约300人，手段7、8种，成为局系统最强的一支地震科技队伍。
台站布局基本沿天山成网，在库尔勒、库车、拜城、阿克苏、温宿、阿克苏、乌会、阿合奇、三仓口、西构尔、小海子、库什、狄瓦、和田等14个台，研究队多集中在拜城-阿克苏-巴楚一带，按当时情况，技术力量、观测种类、观测水平是全国一流的。
（5）目的任务及其演变
组队期间，地质研究所、海洋局、天文台三单位的部分人员（简称海地天组）根据地震资料与天文周期相关性分析，提出“新疆1972年3、4月份将有7级以上大震发生”的预报意见。因此,国家地震局交给研究队的首要任务就是“捕捉大震，避免伤亡、损失”,其次才是利用频繁的天然地震条件，检验各种前兆手段，探索地震预报的有效方法，开展科学研究，寻找地震规律。同时，还要培训队伍。
然而，“捕捉大震”与“方法试验”两个任务既有统一的一面，又有矛盾的一面。如果“捕捉大震”成功，取得了大震前的多项前兆资料，对认识大震前兆特征无疑是有帮助的。但是大地震终归是小概率事件。为了摸索规律，只靠一、二次大震资料显然不行，必须反复验征。为此，需要在多地震的地方实验，而地震多的地方不一定是有大震危险的地方。最好是设法找到一个既有大震危险而中等地震又较多的地区，但是，这样的地方是否存在？在那里？起初是不知道的。工作的第一步就是分析当时占有的地震活动性资料，从中得出这样的结论:新疆的地震危险在天山，天山的危险在南天山，南天山的地震危险在西段（以后的事实证明这个判断是正确的），西段的大、中、小地震都比较频繁。工作初期的部署就是根据这些认识来设计的,将研究队的研究重点和力量放在阿克苏至喀什这一段.
1971年9月经过陆续建队、出队和调研、观测实践,多次选点,将实验场的研究重点作了进一步调整，即向柯坪一乌什一带集中，将喀什台上的部分前兆观测手段移至阿克苏。
（6）测项与台站
1971年9月定下乌什、巴楚、喀什三个综合台.各台的观测项目和手段是:
乌什台:微震仪.强震仪、地磁、地倾斜、地应力、测量（水准、三角、基线）、水
化、地电；
巴楚台：微震、地倾斜、平行电；
喀什台：地震、地倾斜、地磁、地电；
西克尔台：高频地震波观测；
三岔口台：微震、平行电;
阿合奇台:微震；
各台工作先后不一，全部投入正常观测是在1972年2月以后。同年3月起在阿克苏建起20几个群众测报点。
1972年7月以后，阿克苏增上了测震、地磁、地电、大地测量、地倾斜、水化及强震仪。从而使台网的布局更加合理，这对取得较多的前兆观测资料，开展实验研究奠定了基础.
实验场包括的范围：西起喀什，东至拜城。
根据测震观测，对南天山西段地震活动情况取得如下结果（表2.5.1）:
由表2.5.2可见：西克尔震区是实验场区地震最频繁的地区，其次是柯坪，再其次是乌什至汗腾格里峰，喀什与库拜地区居第四位。
2.取得的进展与认识
（1）掌握危险区的前兆异常对预测大地震是十分必要的
1972年整个新疆地区只发生了一次6级以上地震，即1月16日柯坪6.2级地震。该地震正位于实验场之中，由于震中在戈壁滩，人烟稀少地区，除10％道班房有些破坏外，别无民房破坏，震中烈度Ⅶ度左右。
这次地震发生时正值建台之际，仪器大部分尚没有投入正常工作。处于正常工作状态的只有1971年乌什6.1级地震后建立的乌什地磁（磁秤），台上观测人员曾经应用“红绿灯法”在内部预测1月20日前后将有5.7级地震。经过震后总结，发现乌什地应力2号元件（NW20°）从1971年11月25日下降至1972年1月6日回升，3号元件（NW80°）从12月初下降，1月7日回升，两元件大致同步，构成一个完整异常，持续时间35—40天，异常幅度0.3－0.4Ω（0.1Ω即认为是异常），异常结束后9天才发震。乌什台水准测量于1月15日出现大变化,北点升高，往南倾斜。此外，还有乌什地倾斜,巴楚平行电、地倾斜出现异常，喀什核磁日变形态于15日发生畸变。
根据这些异常变化，当时曾提出这样的问题，即假如地震再晚两个月发生或者早来两个月开展工作，凭借上述异常变化能否预报出柯坪6.2级地震呢？答复是否定的。问题在于：
单从地应力、水准测量、地磁变化项可以说：似有个较强地震在孕育，从地倾斜矢量方向分析,这个孕育中的地震可能在乌什、巴楚与喀什之间，地点很难说清，从地磁资料可以指出的只是发震时间的参考点。至于地震的震级、地点与时间三要素则无法判断出来。因为柯坪地震发生在历史上没有强地震记载的地区，近几十年来该区地震活动水平很低。直到大震前半年，震中区附近仍无 大于或等于2.0级地震发生，表面上平静无事，所以一直未引起人们注意。在这以前，人们注意的是柯坪断裂带三岔口以西的一段。
由此可见，前兆异常的掌握对预测大地震虽是必要的，但又是不够的。为了预测大地震，必须掌握监测预报区所有的潜在危险区（已发生过大震和未发生过大震）的具体分布。同时,需要鉴别来自不同危险区的地震前兆特征。从柯坪6.2级地震发生后及时地指出了这个问题，提请有关单位注意研究。
从柯坪地震的总结中取得了这样的认识：“短期预报不能脱离中期预报孤立地进行，它们必须紧密地结合起来。只有当中期预报明确而又相当有根据地指明了危险点、危险地和震级，然后，根据这些合理调整台站部署，在危险点组织“围歼”，取得准确预报所需要的各方面资料，只有这样才有希望把大地震的三要素报准，放出异彩，避免和减少伤亡。
柯坪6.2级地震的发生对研究队各方面工作都带来很大推动。不仅建台的速度加快.而且促进了各台情况的及时汇总分析(成立了队部分析组)，推动了阿克苏--西克尔一带流动测量工作及阿克苏至温宿一带的群众测报工作。所有这些为2月17日阿克苏东北50km的5.0级地震的预报成功创造了有利条件。
（2）初步总结出地震过程的四个阶段
1972年2月17日在阿克苏东北发生5.0级地震。对这个地震的异常认识是颇费周折的。由于情况比较复杂，前后经过多次会商才预报出来。实际上预报该地震的过程大致经历了四个阶段。
第一阶段：开始发现异常，预感将有较强地震发生。根据地应力从1月下旬出现明显异常，磁秤从1月27日开始出现“红绿灯”，连续6天地倾斜仅向东北方向倾斜；短水准亦出现异常，曾估计2月3～10日在英阿瓦堤（乌什东北）或柯坪将有4～5级地震。
第二阶段：异常继续发展，将预报地区扩大到温宿、阿克苏。
第三阶段:新和地震发生后，鉴于地应力、地倾斜异常仍然继续，故坚持原来的预报意见.
第四阶段：西克尔地震后，乌什台原有异常继续发展，同时还增添了阿克苏流动水准异常，经过固定点短水准与流动测量资料的对比分析，认定是地震异常，故发布了一个明确预
报：2月13～18日在阿克苏瓦或西克尔地区将有5级左右地震。结果在2月17日发生阿克苏东北5.0级地震，取得了第一次成功。
总结这次地震预报经验，曾得出以下几点：
①保持高度警惕，对资料反复研究,对取得正确认识是极其重要的。
②固定观测与流动测量相结合,对报准地点十分重要。
③及时总结柯坪6.2级震例，不断提高对前兆特征的认识，是作出正确判断的重要基础。
④从中等地震的前兆规律中寻找预测大地震的线索
大地震重复周期短则数十年，长则上千年，但靠总结实际前兆资料，探寻大地震的前兆规律，所需时间何止千年？因此，有必要从中、小地震的前兆特征中，探寻预测大地震的线索。之所以竭力寻找一个大、中、小地震可能发生的地区进行实验研究，其目的正在于此。为此，对4级（有时连3级也用）以上地震，逐个分析总结，在内部开展积极的预报活动，各个参加单位，各个台及队部分析组都进行。
为了检验预报效果，将预报情况分为四类：
①正确预报：三要素基本正确，时间误差±2－3天，震级±0.5，地区准到一个县或镇。
②部分正确预报：三个要素中有两个基本正确。
③漏报：在台网控制区内.仪器工作正常，震前肯定有异常，但又未作预报者。
④虚报：预报有地震，实际未发生或预报的三要素与实际情况相差太大。
按此标准，实验期间的35次地震中有近4级及4级以上地震（不包括余震）试报情况列于表2.5.3。
将1月 16日6.2级柯坪地震（相当于大地震）与该区发生的35次地震前兆异常进行了对比分析，发现其间存在着共同性:前兆异常出现的时间顺序相似；前兆表现的形态相似；服从共同的经验关系。这个情况提示：6级以上地震与4—6级地震有可能服从于共同的规律，存在共同的机制。事实表明：通过中等地震前兆特征的观测分析，有希望找到预报较大地震的线索。这是一方面。实践暴露的另一方面是问题的复杂性。虽然报对了一些地震，可是还有一个更大的地震是报不对，特别是地点预测更为困难。由于实验场四周都是可能发生地震的地区而台站又稀少，出现了异常，不知是反映哪个震区，有时多次研究仍然得不出结论。
（4）不同前兆手段的预报效能有所不同
“试验方法”、检验前兆手段的预报效能是实验场的基本任务之一。有关单位利用实验场内地震活动频繁的有利条件，开展了积极的实验研究。根据1972年的预报情况看，现有各前兆手段的预报效能是不大一样的，有的较好，有的较差，有的手段反映面积大，有的手段反映面积小。
地震测量队开展的短水准、短基线取得了较好的结果,短水准异常与地震的关系是明显的。天津地震队水化组所进行的水化预报地震的实验研究，也取得了较好的效果。水氡、水电流、水电阻观测，9个月的实践表明水氡与地震的对应关系最好。
①对于300km以内的4级以上地震及200km以内的3～3.9级地震，一般都有水氡异常出现，这说明水氡对监视地震活动是一个有效手段。
②水氡异常对3～5级地震多为突变异常，其持续时间较短，3～4级地震的水氡异常持续时间多为1～3天，异常提前时间为6～10天;5级左右地震，持续时间可达3～5天，异常提前时间约为两周。
③水氡异常对不同地区，不同距离，不同构造部位的地震，其异常形态、强弱均有不同。如果构造部位相同，震级越大，离震中越近，水氡异常越大。如震级、震中区相近，但
构造部位不同，水氡异常也不一样，例如，喀什以西的同等地震在喀什造成的水氡异常就比喀什以东的地震要强。地处库车东西向构造带和柯坪断裂带交汇处的温宿、阿克苏井，对来自四面八方的地震似都有些反应。
根据这些认识，曾对4月25日喀什西南4.0级地震，5月7日柯坪4.2级地震，5月25日乌孜别里山口3.9级地震，7月13～15日汗腾格里峰二次地震（3.5，3.7级），7月28日柯坪4.0级地震，8月17日阿合奇4.2级地震，9月11日诺里木5级地震作了不同程度的预报。由于观测点太少，难于作出三个要素的准确预报。
此外，核磁预报地震、微震高频波预报地震、地倾斜预报地震经实验后都取得一定效果。
总起来说，经过数十次地震检验，清楚地看出，各前兆手段与地震的对应关系及其预报效能存在着明显的差异。相对而言，短水准反映地震前的地壳变形较好，预报效能也高，且
控制范围亦较大，既有趋势异常，又有突变异常，对中期与短期预报均适用。水氡对应地震的效果也比较好，控制范围亦较大，以突变异常居多，适于短期预报。核磁灵敏度高，它与地震的对应关系仅次于水准与水氡,其控制范围也较大，主要问题在于外空场的干扰。高频地震波是一种短期预报的新手段，适于特定地区内较为准确的预报，但控制范围小（只能对
80km以内的地震有发言权,超过这个范围就难以发表意见）。
根据实验结果曾提出重点开展短水准、水氡、核磁研究的建议，因为这三种手段除具有对应地震较好的优点外，还有需要的观测条件不很苛刻，使用的观测仪器不太复杂，成本较
低，观测方法较易掌握，如果试验成功,便于在全国各地推广.
（5）明确地提出开展综合预报的必要性与途径
当台站全部正常运转后，立即碰到的问题是出现了异常，怎样发预报？起初有两种意见。一种意见认为各片包干；一种意见是队部分析组统一分析资料后预报，最后按折衷意见办，即各片负责5级以下，队部分析组负责5级以上。后来的实践表明，5级以下地震单靠一个台的资料也难下结论，也需综合分析才能得出结论。实际情况经常是各台、各手段的预报意见差别很大，显然，不对资料进行综合分析，就无法作出明确判断。
综合预报工作中首先碰到的问题是地震异常与非震异常如何鉴别的问题。
从实践中曾提出两条判据：
①地震前兆异常必须是多种手段都有异常反应。
每个手段都有各自的判断异常的方法，从综合分析角度怎样判断地震异常？
一个4级以上地震，一般在200km由短水准、水氡、核磁、地倾斜等前兆手段有不同程度的反映。所以，在综合分析时，判断是否地震异常就依据这样的看法。如果是地震前兆异常就不应当只有一种手段，如果只有一种手段出现异常，不一定是地震异常。如果多种手段出现异常，且展布的区城较大，则可能是地震异常。
②地震前兆异常应具有一定的时间特征
从实践中发现以下三个事实：
a.前兆异常出现有先有后，表现出一定的规则性；通常是地应力先出现异常，随后是短水准、地磁、形变电阻率、地倾斜、水化、临震前出现大闭合差，平行电及许多“土”仪器
的异常变化。
b.前兆异常的形态显示出一定的关系。电感地应力为下降一回升一发震；形变电阻也是下降一回升一发震；水氡往往出现正异常；地倾斜图上常以“打结”或“S”形出现。
c.前兆异常持续的时间长短与震级有关。地震越大，各手段出现异常的时间越长。
以上现象可以从岩石破裂实验结果获得解释，故在当时被认为是有物理基础的现象，因
此提出了又一条综合预报的判据：各前兆异常必须显示出互不矛盾的时间特征。各前兆趋势异常的持续时间可以不相等，但不应相差太多。
（6）不同震区的地震，对于不同台站，其前兆特征具有不同的特征
总结中发现下列事实：
①对于同一构造带的地震而言，地震越大，越靠近台站，前兆异常的幅度越大，持续时间越长。
②对于不同构造带上，相同距离，相近震级的地震，前兆异常并不一样。
台站与震中位于同一构造带时，前兆反应较强。如乌什与阿克苏两台所有手段对来自东西库车构造带上的地震，前兆异常一般比同等大小同等距离的柯坪断块中的地震要强。
③同一构造带上的地震对不同台站反应也不一样。西克尔一三岔口一带4级以上地震对阿克苏短水准、电阻率均无反应，但在乌什台上却显示出一些异常。
以上情况表明，前兆异常强弱不仅与距离、震级有关，而且与构造带的介质特征和震源力学性质有关。
基于以上认识，在综合分析时，当判别是那个震区的前兆反应时，就运用这些关系。如果乌什与阿克苏两台各前兆手段都表现出明显异常时，则估计震中在东西构造带上；如果乌什、阿克苏台各前兆手段表现出明显差异，则估计地震不在东西带上，有可能在柯坪断裂或苏联伊塞克湖以东。如果喀什台再出现异常，震中估计在柯坪带上，然后再根据柯坪带上西克尔、三岔口和小海子等台上的反应状况，进一步把区域缩小。
运用综合预报方法试报1972年 9月29日五间房5.4级地震，并取得成功。
3.地震预报的尝试
1972年2月17日阿克苏东北发生5.0级地震前，在乌什台震中距为129公里上的各手段都是有反映的，但因在它之前，东边有新和地震（2 H 6日，4.5级），南边有西克尔地震（4.5级）的前兆异常叠加，所以，对这个地震的异常认识是颇费周折的。由于情况比较复杂，前后经过多次会商才预报出来。预报该地震的过程大致经历了前面提到的四个阶段。
实验场内的35次地震中，四次5级以上地震，一次作了较好预报（2月17日阿克苏地震），两次部分正确，一次漏报。35次地震前每次都有多少不等的异常，地震越大，越是靠近震中，异常项目越多。1972年9月11日塔里木地震（5.0级）前，喀什—乌什所有前兆观测手段都有不同程度的反映，震中距从216（巴楚）一459（喀什）km。同年9月29日西克尔地震前有10余种手段出现异常，震前作了较好预报。
4.收获
研究队自1971年8月建立，1975年8月撒队，历经四年，主要收获是:
抓大震是失败的，地震预测失误，无大震发生，无大震可抓。
关于地震预报问题，由于实验区是地震多发点，四年期间总共发生M＞4.7级113次，其中M＞6级仅4次，据一次震情会商分析的结果，预报成功率20%，部分成功30%。
检验观测手段做了一些尝试（地倾斜），说明我们目前所采用的手段存在根本问题，没有文章可做
培训队伍，我们帮助新疆队，完善了台网建设，在各种手段方面着实培训不少人员。研究队撒走后将所有的技术设备留下，使该地区可以继续正规观测。
但是4年实验场研究，对地震认识水平有那些提高，地震预报认识水平有那些提高，地震预报的准确性、科学性提高了多少，仍然是个谜。所以说,地震预报是长期的，短期实验场不能毕其功于一役。
5.2.2 山西地震预报试验场
1.目的与任务
在1971年地震趋势会商会上，讨论晋冀豫三省交界有可能发生较大地震，该区地震周期300年左右，1303年洪洞赵县地震、1695年临汾大震已过或已接近此周期，而且在山西全境正在闹地震慌，有些单位和居民住在外面，人心惶惶。因此，国家地震局确定进行大会战。开始定名为山西临汾地震预报大会战，后改为山西临汾地震预报实验场，队伍名称叫山西临汾地震预报实验队。
山西临汾地震预报实验场的目标任务是：联合会战，捕捉大震。
2.队伍组成与管理
地震局确定有地球所牵头，物探队、三河地震地质大队、天津测量队、山西省地震队、河北省地震队、陕西省地震队参加，组成山西临汾地震预报实验队。山西省科技局领导为组长、当地军政负责人与地球所技术领队为副组长等组成山西临汾地震预报大会战领导指挥小组。地球所技术负责人负责业务指挥和协调。
山西临汾地震预报大会战实行实验场业务统一计划、统一商定、统一会商震情、统一对外公布信息；技术业务分头负责执行。
3.实施
在会战领导指挥小组统一计划安排下，充分发挥各专业技术队伍的优势，从1971年8月初到十月初，基本上完成布台设网的任务，在山西的太原、夏县等地和陕西的韩城、河南三门峡架设中、长、短期地震仪、水氡、水位、三角、水准、形变、地倾斜、重力、地电、地磁等观手段、方法，开始地震活动性及其相关性的观测和研究。与此同时，还开展了考古地震、历史地震、地下剖面探测、槽探，一方面进行地震活动性检测与研究，另方面开展震源机制、区域走时等基础性研究。
4.成果
通过从1971年8月至1974年5月近三年的各种方法、手段多方面的观测和研究，对临汾地区的地震活动性分析，得出最后结论：山西临汾地区近期不会发生5.5级以上地震。
5.2.3 京津唐张地震预报试验场
1.目标
根据项目文件规定，通过项目的实施，初步实现试验场的人工地震测深工作的现代化，提高观测精度、质量和工作效率，降低成本，加速研究工作，以达到下达的目标：
（1）通过确定贯穿京津唐张地区的数条互相垂直的剖面，以便获得地壳结构和大地构造的典型剖面和典型走时曲线。
（2）通过小点距典型观测剖面，了解历史强震区的地壳深部特征。
（3）结合其它测深方法，完成试验场深部地壳探测网，以便绘制地壳深部构造囹，并研究其与地震活动的关系，探讨该区可能发生大震的危险地段。
2.实施
（1）从1980年11月开始至1984年底，超额完成了联合国开发计划署顾问和国家地震局项目执行小组、技术小组所确定的八条共300公里人工地震测深剖面的深部地震构造探测任务，累计共进行69次吨级炸药量（TNT）爆破观测，剖面总长3972.5公里，获得记录图
4110张。
（2）UNDP援助50台PDR－1数字地震仪，15台TDC－1时间显示控制器，15台WWVT－V转换时间频率接收机，60个L－4A型地震仪，DSP－1型轻便野外数字回放系统DSP－3型实验室回放处理系统，以及PRIh4E250E型计算机主机、外围设备等。上述设备于1984年1月
以前由承包商交付国家地震局地球物理勘探大队使用。
（3）UNDP还援助供组装一台大地电磁侧深仪所必要的关键部件、元器件以及小型计算机和外围设备。国家地震局地质研究所利用这些部件和元器件，成功地组装了一套大地电磁测深系统，并投入了使用。另外，UNDP还援助了供台站和流动地磁观测的各类地磁仪器共16台，分别供国家地震局地质研究所、分析预报中心、综合观测队以及河北省、天津市地震局使用。上述先进的仪器设备正发挥着积极的作用。
（4）在项目执行期间，共聘请联邦德国、瑞士、加拿大、捷克斯洛伐克五位顾问。顾问们的主要贡献是，制定有关地震和大地电磁测探设备、地磁仪器的清单和技术指标，从事地震测深设备、包括记录和资料处理设备的招标工作，指导我国大地电磁测深仪器研制和探测技术、剖面设计、工作方法以及资料处理的工作，指导编写最终技术报告等。此外，顾问还为中国有关科技人员作学术报告，介绍了国际上20世纪80年代初至1983年人工侧深方面所使用的最新计算机程序和解释方法。顾问的卓有成效的工作为项目的顺利执行起了重要的作用。
（5）在项目执行中，国家地震局先后派遣了二批共8名专家和科技人员赴美访问考察，了解人工地震测深技术和人工地震测深专用仪器设备以及使用方法；派过了4名科技人员使用奖学金赴美学习如何使用和维护地震测深设备及资料处理设备。现在他们有能力操作并维修这些设备，使其处在良好的工作状态。
3.进展
（1）对四名中国地球物理勘探科技人员进行了专业培训，提高了他们从事人工地震测深的能力。
（2）地球物理勘探大队累计共完成3972.5公里人工地震测深剖面，比原计划超额完成972.5公里。
（3）组装了一台微机控制的大地电磁测深仪，这个将观测、数据采集处理、解释合为一
体的观测实时处理系统，可在野外一次完成其作业并得出成果，提高了观测质量，提高工效
近二倍。
（4）根据实测的丰富的地壳测深资料，获得试验场区内不同地震波速和走时曲线的区划和波速异常地区，求得了京津唐及其周围地区地壳平均速度；运用国际上最新探索性的数据处理力法对测深资料的解释，参考华北地区部分大地电磁测深结果，得到了华北地区地壳的速度分层和电性分层结构；探讨了华北大陆地壳结构特征，编绘了项目工作范围内地壳深部构造图。
（5）根据30条剖面累计总长10720公里的人工地震测深资料，采用水平均匀层状模式和垂向非均匀模式，验证研究了京津唐地区地壳构造地壳厚度变化，编制了莫霍面构造图，探讨了中强震和强震与地壳构造和地壳厚度变化的关系，这对于地震的预测预报和地震科学研究具有遍要的意义。
（6）在对大量资料研究的基础上，初步认为重力异常带、地壳厚度不均匀性、地壳速度结构与易震带、地震活动以及震源分布有关，在此基础上对京津唐地区的易震区判定作了补充修改。
（7）根据对试验场区地壳结构的进一步了解，探讨并提出了该区台网布局方案的建议。
4.项目的评审和最终报告
由UNDP、UNESCO和中国政府有关部门三方代表组成的联合评审团，于1984年1月7日至21日对该项目的执行情况进行了评审，评审团的外籍成员有美国科罗拉多大学地质科学教授 Carl Kisslinser博士，UNESCO科学交易处程序专家D·K·Ghosh博士，UNDP总部BPPE高级技术顾问Groeneve1d－Meijer先生，日本东京大学地球科学教授力武常次博士。评审团总的给论是：该项目工程规划得好并已经以高水平的专业方式完成了。国家地震局系统的全国计划与管理机构是高效率的而且是胜任的。业已定购的设备适合于预期的用途而且正在很好地使用着。根据该项目在国外接受过培训的技术人员在培训中获益匪浅，因而有能力操作和维修该设备，并且有能力进行资料分析与解释。
国家地震局向UNDP和UNESCO提交了项目最终报告，整理出版最终技术报告。
5.2.4 华北地震预报研究试验场
1.目标
在“京津唐张地区地震预报试验场”项同完成的基础上，CPK／82／018项目要达到下述的目标：
（1）通过多种途径改进地震观测技术，特别是在灵放度和稳定性方面，从而加强国家地震局在京津唐张试验场中的观测能力。
（2）扩大观测范围，采集地震、地球物理、地质和地球化学方面的数据，增加观测密度，以进一步有助于开发地震预报的方法。
（3）传输、处理和分析地地震、地球物理、地质和地球化学方面的数据，为综合地震预报方法提供各种数据。
（4）为全面的地震科学知识的发展，包括地进成因、机制和地震预报作出贡献。
2.计划要点
（1）聘请顾问，帮助制定有关设备招标文件，提供技术咨询服务，培训项目有关人员。
（2）派遣科技人员分别考察日本和苏联有关地震研究部门、地震试验场，了解专门的测量技术和地震研究工作。
（3）派出有关科技人员，进行技术培训。
（4）采购价值为88万美元的各种先进仪器设备，这些仪器设备有体积应变仪、倾斜议、伸缩仅，宽频带数字地震仪、地震数据处理设备、水化和水动态观测仪器，以及汉器维修设备等。
（5）建设一个前兆无线遥测台网。
3.实施
（1）聘请加拿大能源、矿产资源部地球物理局仪器室主任 R·Haymam博士和联邦德国波恩大学Bouatz教授作为传输合网和重力仪改型顾问来华，协助中方科技人员完成前兆无线传输台网总体技术设计、工作实施计划、台网仪器设备询价招标文件的制定和安装调试改装的GS－11型重力仪的任务，Bouatz教授还给有关科技人员讲学。
（2）先后派出三批共12名科技人员赴美、西德等地培训，学习有关数字地震仪、地震数据处理设备、Sacks体积应变仪和GS重力仪改型的操作、维护、管理等方面的技能。由于我方科技人员的刻苦努力，圆满地完成了受训任务。
（3）截止1985年底，已经引进了10套Sacks体积应变仪、4套宽频带数字地震仪和一套野外回放设备、1套8路地震数据处理设备、1台离子色谱仪、10台T4辐射仪和1套记录器、放射源标定器，以及改装了3台GS－11型重力仪，总计60万美元。
（4）派出4名科技人员赴日本进行地震科学考察，先门考察了日本气象厅、气象厅研究所，东京大学地震研究所、地学部、地质调查所、国土地理院、国立防灾中心、东北大学理学部，京都大学理学部、防灾中心等单位和部门，比较全面地了解日本地震观测研究部门近几年来在观测、研究、预报地震方面的进展情况。
4.进展
（1）引进技术设备并取得效益
在现引进的技术设备中，一套8路地震数据处理设备Q－Log已安装在北京电信传输地震台网中，经过一段时间的调试，已可对接入Q－log系统台网内的地震进行自动定位；α仪和离子色谱仪已投入京津唐和云南地区观测；7套Sacks体积应变仪安装在京津地区七口探井中。这些仪器设备的安装使用，提高了京津唐地区的地震前兆检测能力。
（2）培训人员提高技术水平
通过培训项目有关人员，了解了有关仪器设备的基本原理、设计思路、性能、用途、安装操作和维修技术，以及国际技术状况、存在的问题和改进的方向，对今后发展我国有关地震仪器设备系统有着重要的参考价值。
5.2.5 滇西地震预报实验场
1.选择条件
（1） 构造环境特殊和构造活动活耀
滇西地震预报实验场位于云南西部红河断裂带北段的云南西部的大理一丽江地区，主体范围为北纬25°～27°；东经99.5°～101°，面积约3.0×105km2，外围区可扩展到北纬24°～28°；东经98°～102°，面积约12×105km2，简称云南滇西地区。该区位于欧亚板块的缅甸弧以东，滇缅泰板块、印支板块和扬子板块三大地质单元的接合部位。它与缅甸弧之间的压缩带似以一道屏障隔开了印度板块的直接作用，印度板块对欧亚板块的作用通过青藏高原物质的挤压力对场区产生影响，滇西实验场的地质构造十分复杂。著名的红河断裂斜贯场区。由于印度板块与欧亚板块的碰撞作用，来自青藏高原的侧向物质流致使场区受到近南北向的应力场作用。因此，场区强震活动频繁,地震灾害严重。这里历史悠久，文化发达，交通方便，地震研究工作也有相当的基础，是建立地震预报实验场的天然理想场所。
著名的红河断裂纵贯场区，呈右旋运动，是两大地质块体的构造边界；北部有北东向的剑川—小丽江断裂，东部有南北向的程海断裂，它们都呈左旋运动。几乎每条大的断裂都是由狭谷和宽谷（盆地）相间构成，运动性质也不一样。
红河断裂带北段的狭谷地段，水平运动速率为 8mm／a，垂直断错速率 l.8mm／a；而宽谷（盆地）地段的水平运动速率仅5mm／a，但垂直断错速率却高达9mm／a。强震多发生在宽谷地段，这里容易发生“X剪切”、“裂陷”、“拉分”、“尾端拉张”。因此，这些地质特征可能是强震发生的地质原因。
图2.5.1 滇西地震预报实验场区活动构造
云南地壳厚度的大趋势是靠青藏高原的西北部较厚，其厚度大约56～60km，向东南逐渐减薄至38～40km。滇西实验场区的地壳厚度由南向北逐渐加厚，南部的大理地区约48km，北部的中甸地区增至 56km。其结构分为三层：上地壳厚15～25km，速度为 6.10～6.60km／s，并由南向北逐渐增大。其间还可分出一个弱界面。中地壳厚9～16km，速度比较稳定为6.40km／s，因此，自红河断裂以北中地壳相对变为低速层。下地壳厚12～22km，速度为670～710km／s，是一个弱梯度层。
（2）强震活动多而频繁
滇西北地区是云南七大地震活动带（区）之一，滇西实验场正处在该带的核心部位。据历史记载，从1481年至今，共发生了23次M＞6 0级地震（其中M＞7.0级3次）。大多数强震都沿着活动断裂分布，特别是断裂的宽谷（盆地）地段,震源深度20km左右。根据近几年小震的观测资料，震源深度似有向北逐渐变深趋势，但是，绝大部分仅在上中地壳以内。大多数强震都沿着活动断裂分布，特别是断裂的宽谷（盆地）地段，震源深度20km左右。根据近几年小震的观测资料，震源深度似有向北逐渐变深趋势，但是，绝大部分仅在上中地壳以内。
（3)有发震背景
1900年以来，滇西实验场区发生了37次M＞5.0地震，其中M＞6.0级地震7次。如果把三年内发生的地震归并为一组，则可得到M＞6.0地震的重复间隔为24年。现在距上一次地震已过去了30多年。如果将滇西北作为一个地震带考虑, M＞6.0级地震的平均复发周期为8.5年，历史上最长的间隔是1901～1925年，长达24年。该带上一次6.0级地震是1976年宁蒗地震，距今已有18年。两者结合考虑，未来3～5年内发生M＞6.0级地震的概率极高，最大的危险地区可能是洱源至丽江或永胜至宁蒗一带。
2.科学思路、任务和方针
（1）科学思路
20世纪70年代末80年代初，世界上一些多地震的国家在地震活动性较高并有大地震危险的潜在地区，或在中长期地震预报的基础上，选择有限的潜在危险区域作为地震预报实验场，布设密集的地震观测台网，进行地震前兆观测和与震源有关的物理化学参数测量，把科学研究同地震监测预报结合起来，力争对短临预报有所突破。这种做法日益得到地震学家和各国政府的重视，并成为世界上多地震国家开展地震预报研究的一条重要途径。
滇西地震预报实验场的科学思路是：在一个高概率强震复发地区，集中各种观测手段进行有目的的高精度观测、地震预报研究与实验，并在预报研究实践过程中检验现有预报方法的有效性和探索新的预报方法与途径。对获取并积累的丰富资料进行综合分析对比，以期发现和总结震前、震后发生的各种现象，找出规律性认识；检验地震预报思路；评价观测手段、方法和技术的有效性，进而进行地震学基础理论和地震前兆机制研究，并对潜在的破坏性地震作出实验性预报。为此，实验场观测系统在某些危险区段相对集中并具备综合观测互相对比的功能，观测手段的选取亦应突出重点，统一部署，要特别注重某些判定性实验研究。
（2）任务
滇西实验场的任务是通过滇西地震预报研究与实验，了解本地区地震孕育过程不同阶段特别是中期短期阶段前兆场时空变化规律和判别指标，检验某些重点观测手段对中强地震前兆的监测能力和短临预报方法，为地震预报研究提供系统的成果与经验。
我国地震绝大部分属板内地震。板内地震的孕震机制和预报研究具有更大的难度和复杂性。因而，我国地震预报实验研究在吸收国外经验的同时应具有自己独立的思路与特点，滇西实验场有希望在这方面作出贡献。
（3）方针
滇西实验场仍应坚持实行在统一规划下边观测、边预报、过研究的方针。
3.实验研究技术与方法
(1)多学科、多方法、多形式和多国的震学基础研究基地
滇西地震实验场自1980年创建以来，以大陆地震预报方法研究和强震预报实验为主要目标，为此建立了测震、形变、地下水、重力、地磁等前兆监测台网，并开展了野外地表地质考察和地壳深部探测研究工作。尤其是利用滇西地区中强地震活动频度高的特点，不断实验某些新的观测手段和预报方法，进而促进地震学科和减灾措施的提高和完善。滇西地震预报实验场为中国不同专业的地震科技人员提供了开展多学科、多方法、多形式进行地震预报或地震学基础理论实验研究的场地和条件，也成为中国开展地震国际科技合作的重要场所。以统一的科学思路，对场区十年来地震背景场的主要包括地震构造、地壳结构、地震活动、温泉地热、水文地球化学等各个方面基本特征作了全面系统的研究,先后开展地震地质、地壳测深、地震前兆、地球物理与地球化学参数、地震预报方法等多方面的研究，也开展了与多国的双边科技合作，其中中美在沿红河断裂带的合作考察、地壳测深、水压致裂应力测量、数字地震台网观测、地磁与激光测距联测，中德GPS和绝对重力合作测量，中日在近震微震观测和电磁波研究等项目都是很有成效的。这些地震基本场的研究为基础，由此深入了解和认识场区地震基本场的主要特征及变化规律，探讨未来强震危险性以及尚需加强研究的科学问题。
(2) 滇西实验场观测台网布设的准则
根据多次地震预报实践发现，地震、地形变、与水有关的参数是强震前经常发生异常变化的主要参量。滇西实验场布设了观测这些参数的台网。为探索来自地壳深部物质变化及其与震源有关的信息，开展了一些新方法的观测实验，这些方法是深井水温、CO2、Hg、含量多极距电阻率以及电磁波、地声等。
①测震台站布设考虑到中强以上地震前小地震变化的最小量级。从多年对云南地震活动性研究，发现在滇西M＞6.0级地震前震源及邻区M＞3.0级地震出现异常变化，而M 5.0～5.9级中强震前则出现M＞2.5级地震异常变化。因此，考虑滇西实验场的测震台网应能达到对M＞2.0级地震定位的能力。
②考虑到前兆异常变化的时间跨度。从地震预报实践来看，一次6.0～7.0级地震前，不同的前兆异常会在不同的时间尺度里出现。例如，地震活动性、地形变、重力和地磁会在1～3年内出现异常变化。而井水水位，深井水温、地球化学和地倾斜会在震前的最后几个月至几天出现异常变化。因此，滇西实验场布设了两类前兆观测系统：一类是不同方法的流动（非连续）观测网，重复观测周期为1月、3月、6月、1年或2年，以监测和研究地震前地球物理场的中期变化；另一类是固定台站，通过连续观测以监测和研究地震前几天至几周的短期异常变化。
③满足充分获取震源处的有效前兆信息。一般估计M 6.0～ 7.0级地震的震源尺度大约是20～50km。目前滇西实验场的流动观测网，如水平形变网、重力网、地磁网的最小测距均设计在平均小于 20km，以便在震源尺度范围内尽可能设置有一个或两个测点。但是，固定前兆台站因诸多条件限制，目前远远未达到这一要求，平均点距在40～80km范围内。
(3)台（测）网布局
①地震台网：滇西实验场有地震台22个（见图2.5.2），其中14个为无线传输台，全部台站主要装置是短周期地震仪，其频带在 1.0～50HZ，放大倍率为 3 ×104。该台网在场区对 M＞2.0级地震具有定位能力，在洱海周围地区对M＞1.5级地震具有定位能力。此外，场区还架设了10个强震仪，试图记录强地面运动加速度。
②前兆台站：滇西实验场现有11个地倾斜形变台（见图2.5.3）。其中6个台装置有长水管（33）、倾斜仪（精度10-9）和伸缩仪，另5个装置石英倾斜仪。其他前兆台站有：深井水位点7个，水化学站5个，深井水温站5个，定点重力仪3台，定点地磁仪2台，电磁波测点6个。
③流动观测网
图2.5.2滇西实验场地震测震台站
图2.5.3滇西实验场地震前兆台站
④大地形变网：为获取地震前地壳形变的中期前兆变化，滇西实验场对2个水平形变大网（边长18km）、3个中网（边长8km）、4个小网（边长5km）和一个辐射网（边长40～57km）定期复测。而且，布设了2000km的一等水准网和覆盖46500km2的GPS测网，以研究大面积地壳垂直运动和红河断裂两侧的块体相对运动。此外，为了分析不同断层带或同一断层不同地段的中短期动态变化与地震的关系，每月还对6个跨断层的短基线、短水准测点进行重复测量。
⑤重力网和地磁网：沿着一等水准网差不多相同路线布设了138个重力测段和51个地磁测点。重力网每年复测2次，地磁网每3个月复测一次。此外，两个地磁与激光测距的联合观测台阵（12条边分别布设在洱源县城的东西两边，每年复测两次）。这是为了研究地磁变化与形变的关系。
4.预报探索
(1)地震的前兆变化与地震关系
1980年以来，滇西实验场及邻区发生了10次5～5. 6级地震，其中场区发生6次。此外，距大理 260km的澜沧一耿马地区 1988年发生 7.6和 7.2级两次强震，这是距场区最近的大事件。这些地震前滇西实验场的实验观测台网均记到某些有意义的异常变化。它们除了显示出我国多次强震前前兆出现的共同规律，如具有趋势性的突发性、阶段性和不均匀性，震级愈大，前兆出现的时间、空间范围就愈大外，还观测到一些有意义的变化。
①大多数地震前出现地震活动空区
近年来，我们对滇西实验场及邻区自1970年以来发生的M＞5.0级地震做了系统研究，发现震前出现地震活动空区较为普遍，其比例占70％。地震空区的形状并不规则，但长轴多与构造线 一致，其空区面积与震级并不是简单的线性关系。空区的勾画会因人而异，因此发展定量的检测方法是当务之急。
②震源附近出现多点重力异常
自1985年实施重力复测以来，在测网附近发生的5次M＞5.0地震前均观测到多个测点的重力异常变化。异常变化的形态多是缓慢上升，然后突降。1986年3月和1987年5月在鹤庆南相继发生了两次地震，震前有3个测点出现异常变化，它们都位于距震中20km范围内，其中最大异常幅值达39μGal，已超过阈值（20μGal）近两倍。同样，1988年、1991年、1992年在宁蒗、永胜南发生的三次地震前，设在永胜附近的8个测点也观测到不同程度的重力异常变化。这些测点距震中最大距离不超过80km，其中最大变化幅度超过40μGal。
地震前震中区的重力变化反映了震源附近介质性质发生变化，显然与介质的应力状态有关。近年来根据环境应力测定方法，我们利用地震波初动分别对1992年12月永胜南5.4级地震和1993年7月中甸5.6级地震进行研究，发现震源附近在震前均出现高应力值(τ0)的动态变化，其幅值是一般地区的2倍以上。因此，利用地震波测量环境应力值可能是一种有希望的探索前兆变化的方法。同时，也反映了重力变化与震源区高应力变化可能有某种联系。
③同一测点地球化学多参数同步变化
保山14号深井位于保山第三纪断陷盆地内，深148m。1991年7月，在其西南30km的施甸发生 5.0、 5.2级两次地震前，该井同时观测到硫酸根（SO2-4）、碳酸氢根（HCO-3）、镁离子（Mg2+）、钙离子（Ca2+）的同步异常变化.除了硫酸根比正常值较早上升外，其余均在1991年1月底同步开始升高，异常时间长达半年，异常幅度为正常值波动幅度的2～5倍。事实上，相同形态的变化在1987年中也曾出现过，只是那一次的变化幅度较小，时间较短。异常出现之后在同一地点发生了4.8级地震。该井地球化学参数对地震如此好的反映，可能是由于地震与井孔位于同一构造上的缘故。
④大地震前不同深度电阻率同步异常
1987年，为获取电阻率随深度变化的信息，在弥渡台架设了多极距电阻率观测线,其中1、2、4线为流动观测，3线连续观测。根据3线不同极距的观测资料，显示出1988年初电阻率值均是比较稳定的。但是6月下旬突然同步上升。7月20日全部达到最大值，然后阶梯式的一步一步持续下降.在10月底降到最低值，并出现明显的振荡现象。不久，在距测点250km外发生了澜沧一耿马7.6、7.2级地震，震后恢复到正常值。这个过程持续了5个月。其他测线也观测到类似的现象，只是由于流动观测资料不连续。同时可以看到随极距的增大，电阻率幅值似有增加，可能反映随深度岩石中的应力变化也较大。
⑤多测点多参数出现临震同步突跳
1982年12月18日永胜南发生的5.4级地震正好位于场区有较多前兆观测台环绕的部位。震前在鹤庆、洱源、弥渡台出现CO2、Hg、Rn等多种地球化学参数突跳异常。其突跳幅度十分惊人，最大值超过正常值的近百倍，异常时间最长2个月，最短4天，呈现出随观测距离增大异常时间变短的趋势。显然，这种前兆体临震突跳异常对地震的成功预报提供了很有希望的信息。
⑥场区多种前兆参数对远场大地震响应
1988年11月6日云南澜沧一耿马发生7.6级、7.2级地震，距滇西实验场区观测点大约250km至450km。这次大地震前，场区观测到几组明显的中短期前兆异常变化。
a.中期异常
形变：丽江台（△=440km）的短水准和永胜台（△=430km）的短基线发生不同程度的、异常变化。前者开始于震前2年，后者开始于震前半年。
CO2：对洱源台、下关台溶解在热泉中的CO2总含量分析，发现在震前一年半开始出现趋势性下降，然后恢复。下关台于震前8个月开始恢复，洱源台恢复时间较晚，仅比发震时间稍早几天。
此外，震前多极距观测的电阻率发生同步变化。
b.短期异常
澜沧地震前，滇西实验场新安装的深井石英水温计正好运行两年。该仪器以0.005℃的观测精度连续记录。弥渡台（△=250km）的水温观测在震前 21天出现 0.05℃的突降，距震中120km的景谷台在震前3天观测到 0. 233℃的突降。该点异常出现较晚，但异常幅度都大得多。水温突跳在场区的中等地震前也曾多次观测到.
综上所述，大震前远场的前兆变化可能是大区域应力增强过程所引起的。正确观测那些反映来自深部物质变化信息的参数，如多层电阻率、深井水温、CO2及其他地球化学参数等的动态变化可能对短临预报提供一些有希望的前兆检测方法。
(2)短期地震预报方案
被观测到的一些异常现象可能是一些有意义的前兆变化，但我们还不能得出哪一种异常变化与地震震源变化的物理、化学过程有必然的联系。在实际的实验性预报中，我们不得不借助于异常变化与地震发生时间的统计关系，确定出一些称之为异常指标的判别依据，再做综合判断以做出预报。下面简介滇西实验场的短期地震预报经验方案。
该方案是在对滇西地区近40年39次M＞5.0级地震前出现的101次观测异常变化进行清理，在从中选出的20项有较高预报效能的异常作为预报指标的基础上制定出来的。这些异常指标的成功预报率平均为70％。
该预报方案如图2.5.4所示。图中n是异常指标项次数；Pn代表对一次将发生的地震的成功预报率曲线，该曲线随异常指标项n的增加而增加；Ps代表预报后未发生地震的概率曲线，显然只随n值增大而降低；Tn是预报时间，由Pn与Ps的关系作出。图中的A、B、C代表预警级别，相当于在异常指标次数8、6、4出现时应做出的报警级别。 图2.5.4短期地震预报经验方案
(3) 实验场区构造活动的认识
区域性构造边界均有重力、地磁、电性和波速陡变等深部错动显示；强震震中分布主要受活动断裂控制，而震源深度分布与壳内低速层和低阻层结构密切相关；滇西新构造运动和地震活动西强东弱，温泉地热亦有由西向东衰减的趋势，但在实验场区它们均表现出活化现象；滇西现代构造运动力源主要起因于印度洋板块向北东推挤，而场区构造活动则与青藏地块物质侧压造成的滇西菱块向南东移动有更密切的关系。
用统一的科学思路，全面系统地总结滇西地震预报实验场及邻区十年来地震背景的研究进展。其总结和研究的内容主要涉及地震构造、活动断裂、地壳结构、新构造运动、地震活动、烈度分布、温泉地热以及水文地球化学等9个方面的基本场特征。地震基本场的研究结果表明：根据地震周期、应力强度、水文地球化学等资料分析，未来5年场区存在发生M＞6.5级地震的可能性，且主要危险区在滇西北剑川一洱源一带。
5.发展阶段
滇西地震预报实验场1980年中开始建立，15年来开展了大量基础的地震前兆观测与研究工作。这些工作大致划分为三个阶段：
(1)基础建设阶段（1980～1983年）
这一时期主要在大理洱海之滨建设了包含有实验室、工作间等4500m’的实验基地；完成了场区及外围16个有人值守地震台站的改造与扩建工作；在永胜、丽江、洱源、下关、弥渡等台修建地下山洞约2000m，为架设高精度的大地形变观测仪和其他观测手段提供了良好的观测条件。
(2)基础探测阶段（1984～1990年）
这个时期主要建成了无线遥测地震台和大理基地的遥测记录中心，使场区围绕大理 ‘核心区域的地震监控能力达到从－1.5级。同时，在场区布设了2000多km的1等水准、流动重力、流动地磁观测网和121条水平形变测网测边，并定期进行复测，完成了场区主要活动断裂的野外考察和运动速率与应力状态分析；以实验场为中心，对东至马龙、西至芒市、南至勐腊、北至中甸的近4000km的测线进行耗资巨大的地壳测深工作，为分析实验场区的地壳结构提供了宝贵的资料。
(3)总结与攻关
1991～1995年，主要进行滇西地震预报实验场前十年科学研究工作的总结和国家地震局关于“滇西实验场短临预报新方法实验研究”的“八五”攻关项目。同时1991年、1992年分别发生在场区的保山施甸地震和永胜地震进行了很好的监视和实验性预报，收到了良好的效果。
6.进展与成果
15年来，滇西地震预报实验场已积累了大量观测资料和大批研究成果，共发表论文400余篇，已出版专著、研究论文集各一册。文集主要汇集了1991～1995年实验场“八五”攻关项目的研究成果。内容有地震应力场、介质与地壳结构和地震前兆、实验性地震预报三大部分。在地震孕育过程中的动态应力场、介质性质变化以及一些短临预报新方法的探索方面均有可喜的进展。
（1）台网的改造与建设
①测震台网
滇西地区的地震活动特点是4一5级地震相当频繁，研究这些地震活动前兆，至少要取得该地区内1一2级地震的完整资料。因此，对台网的要求是其控制能力达到准确地测定≥1级的地震。按这一思想，在8万多平方公里的地区内拟设立40个台（点）的测震台网。永胜、丽江、鹤庆、剑川、保山、楚雄、云县等12个有线传输台，与滇东、滇南的其它11个有线传输台一起形成了国内有线传输台最多的昆明有线台网。此外，通过中美合作引进了PDR－2数字地震仪。改善台网控制能力的另一项措施是增建无线传输台站。
②形变台网
为了详细研究滇西地区地壳形变与滇西强震发生的关系，在滇西地区建设十多个高质量形变台站。在这些台站上将较全面地试验各类精密形变观测仪器，有些台站取得了高质量的观测记录。滇西形变台网建设成功，将把我国高精度定点形变观测研究工作推到一个新的阶段。
③水化学、水动态观测台网
滇西地区温泉较多，这些温泉的分布与该区内断层的活动密切相关，十分有利于开展水氡、水化学、气体组分、水运态的综合性观测与研究，为此选建十多个综合性观测站，并在团山建综合性水化观测实验室。这个水化、水动态网将在仪器的标准化、规格化、系列化、数字化等方面采用更为先进的技术，为实验场的地震前兆攻关创造良好的条件。
④地磁台站
目前迫切需要的仍然是强地震前的地磁强化观测资料，但目前场区的地磁台，既无绝对观测，也无基线值，台址也不甚合理。通过对地磁台站的改造和新建二类地磁台，强化了地磁观测。
（2）流动测量
①精密水准测量
完成上千公里一等精密水准网的改造，基本完成选点造标和水准环路测量。
②团山远程激光测距辐射网
团山远程激光测距辐射网由6条线路组成，观测精度比较高。
③短程测距
滇西的水平形变测距网由大、中、小三种网组成。在这些网的测量中使用了JGY－2型测距仪及HP3808测距仪。
④流动地磁台阵与激光测距台阵共点同步观测
实验场区除选建了51个流动地磁测点，每年开展复测周期为3个月的14多公里的常规流动磁测外，利用中美合作引进的质子旋进磁力仪和一套HP3808A型中程激光测距仪对邓川和炼铁两地10个测点的流动地磁和激光测距台阵进行了4期共点同步观测。另外，还扩大这种流动台陈观测。
⑤流动重力测量
每年进行一期50个单位的流动重力测量。
（3）野外地震地质考察和深部探测
为了取得实验场区地震地质构造背景资料，集中进行了红河断裂、剑川断裂、丽江断裂和程海断裂的野外现场考察与研究工作，查明本区活动断裂的现代活动强度、性质及运动方式，确定出断层的平均滑动速率等。
滇西地区地壳测深工作是了解场区基本构造、确定地壳波速结构及其横向变化、建立适合当地情况的走时表、提高地震台网的定位能力、研究场区主要活动断裂的深部构造与发震构造的关系、为研究场区强震震源区地壳结构以及震源区物理性质打下基础。
（4）模拟实验与水压致裂原地应力测量
模拟实验的研究工作首先从红河大断裂着手，以了解断层带破碎情况、活动程度和波的衰减情况，从而推断断层所受到的构造应力长期作用过程。最终目的要解决断层的地震危险性有多大。
采用水压致裂方法测定场区断裂带上地壳应力大小、方向及其随深度的变化，是探讨构造应力场与地震活动关系的一个重要途径。1983年在红河断裂带和程海断裂带的交汇部位黄草坝打了一口500米的井，利用中美双方的水压致裂原地应力测量仪器设备开展了实测工作，取得了双方满意的观测结果。而后又在剑川、永平进一步开展实验测量工作。
5.近场地面运动的观测与研究
地震近场地面运动的观测资料对于研究震源机制、地震波衰减特性和地震地面运动效应是十分宝贵的，滇西多地震特点为这一观测研究提供了很好的机会。中美双方利用DCS-302和PDR－2等类型数字地震仪，取得了丰富的近场地震资料，是我国大陆上首次取得的大批量近场数字化资料。这些资料引起了中美双方有关人士的很大兴趣和注意。
第三节 经验教训
由于这几个实验场在实验场规模、性质、目的、技术手段等差异性，其出现的问题与经验教训各不相同。因此，以新疆和滇西地震预报实验场为重点予以概述。
一、 明确科学思路和技术途径，开展有针对性的地震预报研究
滇西地震预报实验场自1980年建立以来，在震源附近的地震地质特征、应力变化、介质状态、地震活动背景、地形变、电阻率等方面以及对来自地壳深部的多种地球物理、化学参数的异常变化观测都取得了一些有意义的结果。但是，也发现不少异常变化重复性较差，甚至彼此矛盾的现象。这些正说明了地震的客观复杂性，地震预报研究的艰难。
地震预报实验场的优势是在一个中强以上地震频发的地区建立有较密集的观测台网和较详细的基础探测研究工作。在已取得进展的基础上，应发展在一定理论指导下，采用先进设备，有针对性地进行专题实验研究，我们以为下面几项内容是值得今后考虑的实验课题。
（l）进行地震活动图象的定量研究，地震前出现地震活动空区（平静）或条带对未来地震的预报地点有指示意义。发展定量检测技术是当务之急。
（2）在近震源区进行微小地震和重力的联合观测，研究震源区物质性质和应力状态的变化，尤其是应开展地震活动与应力变化的动态跟踪研究。
（3）在同一测点进行地球物理和地球化学多参数观测，以便较好地了解各参数的真实性、同步性及其相互关系。
（4）研究震源与观测点之间的构造联系与信息传递关系。
（5）发展检测来自深部物质性质变化信息的观测手段。
（6）对某些有预报前景的观测方法，开展滇西实验场与国外多震区的对比观测与合作研究。
（7）利用现代模式识别、人工神经网络等先进智能计算技术，研究新的短临预报方案。如果完成上述内容的实验课题，可能会使滇西实验场的地震预报实验向前推进一大步。
二、 实验场重点在于探索地震前兆监测方法和专题研究
新疆地震预报实验场的实践表明，在检验方法，探索规律，积累预报经验过程中，应将探索监测技术方法与地震前兆异常作为重点。
⑴在新疆实验场内各前兆手段出现的异常形态，基本上与内地许多震区出现的前兆异常相似。如地磁“红绿灯”，日变形态畸变；垂直地形变速率的增大（或减小）；地应力电感曲线的下降--回升一发震；地倾斜矢量图上的“打结”或“S”形；水氡曲线出现异常高值与低值异常；小震频度的陡增、陡减；地电阻率曲线的下降一回升一发震等等都是以往屡见不鲜的现象。这说明，尽管新疆与内地相隔数千公里，孕震、发震条件不同，但就地震成因而论，看来仍有共性存在。正是由于这个共性的存在，建立实验场才有实际意义。实验场的主要方向应该是揭示这些共性的具体内容，从共性中去探寻地震预报的有效途径。
另一方面，在前兆异常与地震三要素的关系上又表现出一些差异。新疆地区异常的持续时间一般比同等大小的内地地震要小。例如，地磁“红绿灯”法（70年代后期废止）用在内地，8天“红灯”只能对应一个5.2缓地震，而在实验场却对应6.2级地震。一个4级左右地震的地电阻率异常，在内地可达一，二个月，在新疆实验场一般不超过半个月。这些事实表明除了以上所说的共性外，还存在着一地区差异特性。如果只认识共性而不认识特性，地震预报也是做不好的。
⑵大、中、小地震的前兆异常具有共同特征。通过中、小地震前兆异常的观测，有希望找到预测大地震的途径。
通过各前兆手段观测资料的归纳总结，发现大、中、小地震的前兆异常大、小持续时间与震级的关系、与地质构造的关系显示出共性。这说明大、中、小地震在成因上，前兆机制
上存在着共性。这个共性的存在,为人类探寻稀少的大地震如何预测，提供了一个现实的途径。
⑶地震前兆异常与震级、震中距、地质构造、震源应力场间存在着复杂的关系
根据现有的认识，前兆手段反映的强弱一般与震级、震中距关系密切，且得出不少经验关系，用以预测地震三要素。然而经过实验场的实践表明，这种简单关系不能完全真实地反映客现实际。前兆反应强弱不仅与震级、震中距有关，而且与构造部位和构造运动的强弱有关，与应力场的状态有关。揭示这些复杂关系，并建立适当的模型是利用地震前兆异常进行正确预报必须研究的课题。
为了找到这些关系，建立相应模型，必须取得大量的观测资料，只有在实验场内才有可能。
⑷推进对地震前兆的深入研究是解决地震预报的关键
地震前兆的存在虽是肯定的，如何分辨地震异常？如何利用地震异常于地震三要素的预
报？均是没有解决的问题。前兆异常与地震三要素的关系是错综复杂的，即使没有仪器、环境、外空场等非地震干扰，问题也不简单。地震三要素与前兆异常的正确关系有待于下列几个问题的查清：
a.前兆异常与地质构造的关系；
b.前兆异常与介质特性的关系；
c.前兆异常与区域应力场及震源应力场的关系;
d.前兆异常与震级、震中距、台址条件的关系；
e.各前兆异常的相互关系及其与震源物理一力学过程的关系；
f.前兆异常与震后效应的区分标志。
新疆地震预报实验已结束多年，当初碰到的问题和取得的认识今天看来仍
有生命力，尤其经过全国范围内的清理攻关工作，以极其丰富的资料证实了当初提出的一些思想，如“捕捉大震”与“试验方法”的统一性；前兆异常与潜在危险区研究(长期预报与中、短期预报相结合)；从中等地震寻找出地震的预报线索；前兆的复杂性及其与地质构造、介质特性与区域应力场、震源应力场的关系；前兆手段效能的差异性与综合预报的必要性等.
所有这些，在今天仍在讨论,而在那70年代初期就看出了这些问题,应归功于实验场多地震的有利条件。令人惋惜的是，实验场工作未能坚持下去。由于种种条件限制，使当时取得的认识和提供的经验远不能适应地震预报工作的需要。
经过海城、唐山等大地震以后，人们再度认识到建立地震预报实验场的必要，并在京、津、唐地区与滇西地区建起了新的地震预报实验场，其观测项目与台网的密度、精度与现代化程度都远远高于新疆地震预报实验场。
三、强化实验场的建设管理、运作是搞好试验场的关键
滇西地震预报实验场自1980年建立以来，取得了一定的成绩。实验场总体设计方案和工程对策得到了较快实施并已基本实现，目前实验场已具备了相当规模的团山基地和较密集的观测网点，为地震预报实验研究创造了有利条件；实验场在注重地震全过程研究的思路下，系统地有目的地开展了某些大型项目与课题研究，并支持了某些新方法的实验；实验场注意吸引了一批较高水平的科技队伍参加实验场科研工作，支持并保证了一批中美滇西地震科技合作项目的顺利开展，吸收了部分国外先进技术装备，采用了国内先进仪器，积累了一批国内目前高水平的观测资料，取得了一些有价值的研究成果，为进一步组织力量开展滇西地震预报研究与实验工作创造了基本条件。在实验场建设、管理、运作等方面积累了许多宝贵的经验。
⑴加强一元化的统一管理规定
为切实加强滇西实验场工作，国家局就一些组织管理、计划任务、有关条例和规定进行了研究，并根据实验场的实际作出一系列的规定和制定了条例、办法。
①国家地震局确定实验场的方向任务，审定实验场规划计划，国家地震局学术委员会是实验场最高学术领导部门。必要时成立学术指导小组。
②国家地震局滇西地震预报实验场日常工作由国家地震局滇西实验场办公室根据国家地震局批准统一规划、计划具体主持。
③国家地震局滇西实验场办公室实行由国家地震局和云南省地震局双重领导，以云南省地震局领导为主的体制。
④实验场范围目前应集中在北纬25°—27°，东经99。5°一101°E范围内，在场区潜在震源研究基础上，要有重点地开展系统的、深入的，密集的、综合的观测研究和预报实验。
⑤《国家地震局滇西地震预报实验场暂行管理条例》的基本原则和条文内容是可取的，可以试行。
⑥加强对实验场各种观测资料、工作报告、研究成果、技术档案以及对实验场总体规划的实施和科研工作进展的管理是十分必要的。为此，实验场基地拟设立科技档案管理部门、数据处理系统，并配置复印设备和积极抓紧成果编辑出版工作。
⑦实验场必须保持一支高水平的相对稳定的科技队伍并坚持现场实验预报工作，云南省地震局应投入较多的力量。
⑧实验场应坚持开放政策，广泛吸引，并鼓励国内外地震学家来场区工作，以便吸取新思想、新观点、新技术、新方法。
⑨考虑到实验场地处边疆，生活比较艰苦，为保证野外科学实验工作，实验场对进场执行任务的人员实行地质五类工资补差待遇，并执行云南省有关的补贴规定。
⑩实验场党组织要加强进场人员的思想政治工作，保证实验场出成果、出人才和各项科学实验任务的完成。
努力把滇西地震预报实验场建成一个有统一科学思路、总体设计规划、密集综合台网、较高水平科技队伍和配套管理制度的地震预报科学实验基地，成为对国内外地震科学研究都有一定吸引力和影响的实验场，为把地震预报向科学化、实用化推进作出贡献。
⑵规范化制度化管理
为了全面组织力量开展地震预报的科学实验，进一步明确滇西实验场的主要任务，研究实验场建设发展的科学思路，制定规划方案，落实组织管理机构及有关政策等，国家地震局制定颁布有关实验场政策、制度等规定文件。
①国家地震局滇西地震预报实验场暂行工作条例
该条例对滇西实验场的性质、范围、主要任务、管理机构、工作安排、近期目标等做了系统的规定。具体阐述了工作委员会的性质、组成原则及其主要职能等。
工作条例规定，实验场在科技管理方式上，实行以计划为中心的任务合同制，各个项目计划，每年由工作委员会按方向、任务所建立的学科组向办公室提出，经工作委员会审定后，列入国家地震局重点项目或专题计划。凡列入计划的项目，均由承担任务的单位与办公室签定合同，经国家地震局审定后专款拨给承担任务的单位。条例规定：“合同一经签订即具有科学立法性质”、“项目和课题的负责人要根据合同要求向实验场报告工作进展情况、科技资料和科研成果”。
②国家地震局滇西地震预报实验场关于观测资料、研究成果管理的若干规定
主要精神是：凡纳入实验场工作计划的各个项目与课题，在场区内通过考察、仪器观测所获得的原始资料，原则上应由实验场资料库归档管理；即使对国家地震局已做了专项归挡规定的资料，也应保管原始资料复本，规定要求承担项目的人员，在资料取得一年内转化为成果，后将资料使用范围扩大，以利产生更多的成果。
③国家地震局滇西地震预报实验场地震台站管理暂行办法
明确规定，正式负责仪器管理的人员，必须通过相应技术考核，凡不具备管理仪器技术水平的，要通过培训或自修限期达到要求。台站的观测任务，除需承担全国基本台网与区域台网的观测任务外，还要承担科研课题或新技术、新方法的观测任务。对于后一种任务，规定采取委托单位和接受任务的台站，共同签订任务合同的形式，明确台站承担的观测项目（仪器）的类型（型号）、数量、观测周期、精度要求、资料质量标准、资料传递要求以及委托单位负责技术培训及支付合理报酬等内容，还规定了台站工作人员的奖惩标准及办法。
⑶实施统一的规划、计划
实验场在科技管理方式上，实行以计划为中心的任务合同制。各个项目计划，列为国家地震局重点项目或专题计划，项目经费专款拨给承担任务的单位。工作进展、科技资料、科研成果、原始资料统一由实验场资料库归档管理。
四、 建立地震预报实验场是地震预报可能取得突破性进展的重要途径
国内外几十年的众多地震预报实验场的实践表明，这些实验场的建立，都曾进行过充分的科学论证，在实际过程中，有些实验场或场区附近确实发生了预期的地震，例如，1994年美国旧金山附近地震，旧金山城遭到破坏，震中距帕场约200km；1996年中国云南丽江7.0级地震，震中在滇场北部边缘，1999年土耳其7.4级地震就发生在土耳其场核心部位依兹米特地区。说明地震预报实验场确实存在地震预报成功实验的机会。
贵在坚持，必有所获，美国帕克菲尔德和土耳其两个实验场均于1991年前后中止了研究计划，未能坚持到大地震的发生，使机会失之交臂。中国滇西实验场的情况也受到很大影响。1986年云南省地震局曾圈定云南2个十年M7地震危险区，其中1个位于滇西北地区，1987年滇西地震预报实验场办公室也确定未来十年场区存在M6.5～7级地震危险。但90年代初由于经费和国际影响因素，滇场的科研仅处于维持状态。对后来发生的1996年丽江7级地震的预测预报情况仅做到“有准确的中长期预报，年度有较好的预报，短期向政府打了招呼，临震地点判断失误”。因此，实验场应作为中国地震局长期发展战略，贵在坚持，必有所获。
地震预报是世界性科学难题，这主要起因于我们对孕震区域的地震构造和动力背景了解得不够全面，我们的观测系统难以观测到地下介质的应力、应变及物理状态，我们对地震发生孕育过程所知甚少。加之，地震是罕遇事件，预报实践与检验理论的机会较少。因此，选择强震危险区域按照科学思路，建立地震预报实验场，是地震预报可能取得突破性进展的途
