地震危險性研究是一項基礎研究和套用性很強的課題，是各國進行地震研究立項和編制地震災害防禦規劃的基礎內容。地震危險性估計的可靠性要靠對地震活動性、地震潛在震源(包括斷層探測)和地震動強度的預測資料，以及對地震震級、時間與位置的預測的詳細資訊。本文作者在查看和研究了大量相關資料的基礎上，綜述了世界各國在地震危險性研究方面的新近成果，概述了各國編繪用以表示地震危險性的地震烈度(地震動)區劃圖的情況，並介紹相應國家研究地震風險保險的動態及在地震預測試驗方面出現的新觀點與新結果。
1地震危險性研究
在聯合國減災十年有關政策和措施的支持下，多地震國家和部分少震國家都非常重視地震危險性的研究，均把此項研究納入國家安全戰略研究的範疇或納入經濟安全的內容來考慮，出現了諸如地震危險性和地震安全，地震危險性和地震預報戰略，地震危險性評估和風險性管理，地震危險性和國家減災戰略等等提法。從地震造成眾多人員傷亡和巨大經濟損失及強烈社會衝擊來看，減輕地震災害首先應當弄清楚地震危險的程度，據此開發安全面經濟的抗震方法是各級政府優先考慮的發展戰略。數十年來防禦地震的主要經驗完全證明了這種觀點和戰略的正確性。對地震危險的了解，就是對地震的自然性的了解，如潛在的震源分布、地震活動的時空變化、最大震級的上限，以及地面振動的強度及其表達形式：地震反應譜、地面加速度α、運動速度υ及地面位移S的峰值。在此基礎上再了解地震危害性，包括地震損失的評估，地震災害對社會經濟的衝擊，直接損失和間接損失等等。根據以上內容的觀測研究資料，編制出一個地區、一個城市、一個聯合企業的抗震防災規劃，投資實施各種減災措施，對保證經濟和社會的安全穩定至關重要。許多地震頻發的國家實施這套減災技術系統以後，明顯地減少了傷亡人數，保障了經濟運行的持續發展和社會的安全程度。全球地震的時空分布促使世界各國加強了地震危險的防禦研究。據我們進行的初步統計，得到了豐富的資料，現綜述和彙編如下。
(1)前蘇聯(現俄羅斯)有9個城市早已制訂了抗震規劃，包括阿拉木圖、塔什乾、費爾乾納、卡拉乾達、新西伯利亞、伊爾庫次克、下安加爾斯克、哈巴羅斯克、南薩哈林斯克等。另外，地震相對較少的濱海省份從共青城、哈巴羅斯克到海參崴一線三市1998年提出了防禦6級地震的抗震要求。莫斯科城很少發生地震，但在1998年編成的莫斯科市地震區劃中明確提到該市應做好防禦4級地震(里氏烈度5度)的準備。在遠東的堪察加半島有抗禦7級地震的任務。在遠東東北側，由於是阿拉斯加強震影響區，因而制訂了防災措施。
(2)美國共10多個州30餘個城市編制有抗震規劃，包括地震區劃和小區劃、小區劃與土地利用規劃、地震安全保障計畫及城鎮總體規劃等。具體的地震危害性圖件全部存儲在計算機圖庫中，包括基本地震危險性圖(地質構造活動的地震危害性，斷層活動的地震危害性，地形的地震危害性，滑坡的、堤壩的和海嘯的地震危害性圖)，綜合災害圖和單一災害圖(最大地震動強度圖、地震動破壞危險圖、液化潛勢圖、地震引起的滑坡靈敏度圖、降雨滑坡靈敏度圖、斷層地表破裂圖、堤壩破壞危害圖和海嘯危害圖)，環境評估和損失評定編圖(自然環境和社會環境評估圖、生命損失和財產損失評定、地震安全度和災害準備程度圖、房屋和生命線設施抗震設防圖等)以及地震損失保險圖(財產分布圖、地震保險費、再保險、國內與國外動態比較圖等)。截止到1996年12月底，編制有這些圖件的城市主要有，加州的洛杉磯、舊金山、范登堡、薩克拉門托、聖迭戈和聖克魯斯等，華盛頓州的西雅圖、塔科馬、奧林匹亞和阿伯丁等，內華達州的韋加斯和里諾，猶他州的鹽湖城和錫諾，科羅拉多州的丹佛、阿拉莫薩和克雷格，亞利桑那州的菲尼克斯、邁阿密和諾加利斯，密蘇里州的聖路易斯，田納西州的孟菲斯、諾克斯維爾、納什維爾和弗洛倫斯等，紐約州的布法羅、羅切斯特、特洛伊，以及紐約市和長島。此外還有新墨西哥州的錫爾沃城、阿爾布開克等州市。
(3)墨西哥合眾國完成抗震規劃和災害圖件的城市有：墨西哥城、阿卡普爾科、諾加萊斯、華雷斯城、瓜達拉哈拉、圖斯拉等。
(4)日本是地震最多的國家之一，也最重視地震危險性的研究。目前完成上述工作的主要市縣有：東京十天扳、京都、長崎、靜岡、新瀉、歧阜、和歌山、下關、千葉、青森、富山、山形、長野、宮崎、長岡、奈良、明石、大分、鳥取、旭川、圳路、名石屋、熊本等。
(5)土耳其的安卡拉、伊斯坦堡、伊茲密爾及其鄰國希臘的雅典、薩洛尼卡、拉米亞，南斯拉夫的薩格勒布，阿爾巴尼亞的他拉那，以及法國、比利時等歐洲其他各國都為加深對地震活動和地震危險的了解做出了緊迫的防範努力。地震沒有國界，重要的是要自由和快速地傳播知識和信息，並以地震動或烈度區劃的形式標出可能的震中位置。這樣，地震應急服務工作的反應就可以快得多。像歐洲一些地震發生率低的地區，即使是震級低的地震活動，也可能給核電站、核加工(歐洲德、法等國核電站分布相當廣泛)、碳氫化合物的加工廠、化工廠及橋樑、隧道、水壩(歐洲遍布這類設施)帶來災難性的後果。因此歐洲委員會目前實施著一項資助地震監測研究的跨國計畫，共同承擔對付地震危險、減少損失的中心任務。
(6)中美和南美洲各國如墨西哥、瓜地馬拉、薩爾瓦多、尼加拉瓜、哥倫比亞、委內瑞拉、厄瓜多、秘魯、巴拉圭、智利、烏拉圭等國的首都及重要的經濟城市都編繪了地震烈度區劃圖，為建築規範、土地利用和地震保險提供了基礎資料。
(7)亞洲其他國家如印度、巴基斯坦、尼泊爾、伊朗等國也都編繪了地震動或烈度區劃圖，為重要城市的地震防禦規劃提供了初級基礎資料，目前面臨著更新的局面。
(8)非洲阿爾及利亞的阿爾及爾、摩洛哥的拉巴特，埃及的開羅、亞斯文，以色列的特拉維夫，葉門的薩那，南非的比勒陀利亞、金伯利、開普敦及沙烏地阿拉伯的吉達、利雅得等國的城市地震危險性報告為基礎設施的建設和經濟發展提出了合理的實施方案。
(9)澳洲澳大利亞的坎培拉、悉尼、墨爾本、布里斯班，紐西蘭的惠靈頓、皮克頓、韋斯特波特、奧克蘭等都繪製了地震烈度區劃圖和地震動預測圖。西薩摩亞的阿批亞、琳魯島、湯加群島、索羅門群島、紐幾內亞等島嶼均建立了地震台站，對地震和地下核爆炸進行監測，並已編制出地震動強度圖。
(10)上述世界各大洲諸國的城市地區大部分均開展了斷層特別是隱伏斷層的探測工作，像對洛杉磯周邊隱伏斷層，台灣省中部隱伏斷層，日本北部當別、能代、高山-大原、長井斷層及中部有馬、山崎、福島、會津、屏風山等各斷層帶的詳查，以及對伊朗北部斷層的探測等均取得了很大進展，編制出了新的斷層危險活動預測圖，對斷層附近的土地利用、環境整治、設施建設、港口交通布局等提供了可供利用的充分的資料，進而對怎樣減少地震損失提出了可行的措施，為保障經濟建設和社會穩定作出了貢獻。
(11)北大西洋公約組織關於中亞哈薩克斯坦、吉爾吉斯斯坦、塔吉克斯坦、土庫曼斯坦及烏茲別克斯坦5國(總人口5440萬，總面積400萬平方公里，總GDP約3200億美元/年)地震危險性及其管理戰略的研究引起了地球科學界的注意。研究結果說明，5國的首府城市有普遍遭受MSKⅦ~Ⅷ度和Ⅸ度破壞的可能性；首府城市破壞性地震的發生機率是：發生Ⅷ度地震的機率為0.5%~0.65%，發生Ⅸ度地震的機率為5%~7%；發生人員重傷的機率是：Ⅷ度時為2%，Ⅸ度時為20%；發生人員死亡的機率為4%~5%。針對此結果，北約對這5國提出了加強執行嚴格建築規範、增強防震意識和為地震作好預防工作的建議和具體措施。遵從地震危險管理的基本規則，編制城市防災規劃的原則是：①災害防禦的統一指揮；②重教育意識重預防；③動態管理(通暢的信息傳遞，應急時及時到位，具體措施符合實際及有效操作等)；④實施嚴格規範，保證不倒或少倒建築物，達到減少傷亡為主減輕經濟損失為輔的目標；⑤減災的科學技術、資金準備和人民防災意識及準備程度各手段的結本口。
(12)世界30個大城市地震危險評估報告是由美洲和歐洲保險公司組織並在美、英科技部門支持下近期完成的。該報告敘述了：①大城市所在地震帶地震活動的背景和近10年來地震危險的變化特徵，並描述了發生破壞性地震的可能性；②根據破壞率的計算數據，預估了各個城市傷損、死亡率，資產與財產的美元損失值，應急救災美元儲備、恢復重建費用及籌款渠道，財產和資產保險損失及補償金準備額；③各國企業組織、保險公司、政府和私人管理部門之間的信息網路建設與信息傳遞的布局及協調；④向所屬城市所在國家提出的減災建議；⑤在原有基礎上開發地震災害保險保障系統的實施程式、財務管理和投資保證系統、救災與補償金支付系統、物質物資生產流通系統；⑥地震風險管理和危險處理的準備、時機、現場工作規則、培訓、監管等各種事務。
2地震預報研究
地震預報是地震學中一個長期沒有解決的問題，揭開地震學這個謎底將打開其光榮的一頁，具有純科學意義和重要的套用價值。現實的預報首先要監測一個地區的構造狀態。通過預報結構的快速分析預報地震，甚至已掌握領先技術的日本科學家都認為是行不通的。重要的出路可能是拒絕老的程式，在開放的非線性系統中預測地震事件，進行局部的、地方性的、高效的和短期的預報(包括單個預報概念)。這需要建立預報的儀器系統、區域台網和計算機台網，並建立與地球物理台網的密切聯繫，開發控制觸發作用的方法。預計在10~20年內在完善上述諸項工作的基礎上，實現單個地震事件的預報是有希望的。這種預報模式和程式是以區域地球物理介質對局部應力狀態變化的地震輻射回響為基礎而設計建立的。目前，日本北海道地區和東海地區按這一思路開展了新一輪地應力應變的觀測工作，將編繪局部尺度的應力變化圖，試圖在近幾年內發現1~2個單個地震的震兆，作出有依據的預測。
(1)根據俄日和俄美地震監測合作議定書，計畫在選定的雙邊感興趣的潛在震源區開展地震預測試驗工作，其中包括地震波場能量變化的監測、巴卡龍斯克地震震源區地球動力學過程的研究，以及破壞性地震孕震期間岩石塊體氨輻射動力學的分析等。
在卡夫明沃斯克和莫斯科試驗場布設了局域地震數字台網，進行不同強度的構造活動區內地震活動的觀測。對該台網觀測資料的分析發現，在遠震產生的交換波PS波場能量變化中有很明顯的介質動力學演變過程。根據資料分析的結果，地質介質具有突出的半年周期的變化。地震活動水平分量資料揭示，在兩個試驗場內交換波PS能量的變化呈穩定的周期性波形，其周期為180天，正好對應著某些宇宙或行星參數的變化。這種現象可能表明，波場能量幅度的變化值與觀測點的位置和深度是有關係的。在地殼淺層無水區內，這種變化衰減了。因此試驗結果完全證明了一個假說，即在構造地震孕震模型中，與定向裂縫有關的流體和各向異性起著很大的作用。這對尋找震源並判定孕震過程是很有意義的。
(2)在震源區地球動力學過程研究項目中，美國地質調查局和俄羅斯科學院北天山地球動力學考察工作隊聯合研究了該地區1969~1991年期間和1992~1997年期間的地震活動性和強震危險性，分析了離震中55~85km的6個台站的地震記錄，並建立了地震橫波和縱波的時間變化序列及其特徵參數的資料庫，填補了該地區地震活動過程資料的空缺。這為研究中亞整個地區的地震學提供了豐富的資源。1990年11月12日北天山貝柯隆地震的研究是一個典型的例子。該地震是一個中深地震，震級為6.9，破壞性較重。對塔佳地震台及鄰近台站資料的分析，充分揭示了震源的動力學過程。首先發現了尾波包絡線的時間變化在較短的一段時間內形狀相當穩定。這表明該效應與震源S波的方向變化無關，而與波的傳播介質構造變化密切相關。這種效應產生的原因是，在50~80km深處存在幾個斷裂帶，現今還在活動。在活動劇烈的時候，斷裂帶內的大量流體持續地流動遷移，顯著地影響著橫波的傳播，波動吸收場結構的變化造成尾波包絡線形狀的變化。根據這種效應的特徵參數曾對2個5級多和1個6.4級地震進行試驗預測，準確率達到70%。據此為北天山地區的強震預測研製了一組強震(5~7級)參量預測程式，現又擴到中亞地區強震的預測。從兩年的研究結果來看，北天山地區是構造地震活動區。該區震源，特別是現代的潛在震源區幾乎都有活動斷裂存在，有的就在城市下面發育，隱藏著直下型地震的危險。因此，研究北天山地區深部15~25km地震的空間分布有重要的科學意義。上述研究凸顯了一個重要結果，即一半以上5~6.2級地震均發生在貝柯隆地震餘震區周圍寬度為l5km的環狀帶內。同樣的結果在中亞其他局部地區也有發現，特別是直下型地震可能發生的城市地區，這就引起了有關方面的極大關注。根據天山地區地震活動性及地震波吸收場結構的變化圖象，把震源區地球動力學過程的詳細研究列為地區性地震區劃和社會發展規劃的重要組成是相當明智的決策。以地慢流體上涌動力學為基礎的孕震模型具有普遍意義。通過美俄和俄日及俄希等雙邊合作，在4國的相應地區和城市開展了斷層帶地震動力學監視和地震過程的GIS，GPS，遙感成像及孕震模型以及地震試驗預測等的研究。從1997年啟動的這些雙邊地震研究計畫，得到有關國家的航天、航海、地質調查、地球物理等機構及感興趣的基金會、地震專業協會和軍工企業部門的支持。除上述工作初步完成以外，還在希臘完成了1999年希臘雅典地震的動力學參數的編繪及GIS程式的設計，在美國洛杉磯初步完成隱伏斷裂帶的GPS和遙感成像以及部分深鑽資料的分析，在俄羅斯貝加爾地區編成了地震活動圖象和未來地震危險預測報告，在日本合作完成從北海道到四國的4個斷裂帶(當別斷層、能代斷層、三浦半島斷層及山崎斷層)的調查諸項工作。這些監測、調查、編圖、建模等基礎工作的直接目標是：①為地球科學研究提供新鮮的可靠資料，包括地質特別是構造地震地質資料，歷史和現代地震資料，廣泛的現代地球物理場和地球動力學資料，東亞和中亞地球物理與地震危險資料，西太平洋地球物理一地震資料，雙邊合作試驗區周邊資料以及許多高技術成圖的儲備數據資源，綜合的地區和局部圖表資料；②為專項研究開發提供參考背景，如選定城市的環境規劃，經濟擴展計畫，通訊和運輸工程設計，自然災害防禦，深層資源開發設計，地下空間利用等；③對未來選定地震危險預測試驗場準備成套圖件。這是對短期地震預報提出質疑(l995年)以來，轉向於加強地震預測基礎研究所選擇的重大研究項目(加強基礎研究選定的潛在震源動力學詳細研究雙邊合作項目)。在未來時間內可預見會出現地震預測試驗的新局面。在本世紀最後1個月曾舉行上述雙邊合作科研部門的初步總結討論會。會上東道主希臘科技部門說，諸國合作取得了令人滿意的結果，不僅僅是雙贏，它們還會對今後全球地球科學的發展起重要的作用。費津研討會的成果也證明了這一點。會議對研究項目的投資方和科研設備提供方表示了謝意，決定把資料和所得初步結果再作細緻的可靠性研究。
(3)地聲監測。強震孕育過程與地應力場的變化、地殼形變的慢速變化及蠕變有關係。這種過程伴有局部地殼地聲噪音的變化，其頻率範圍較寬，由幾赫茲到幾千赫茲。因此監測自然埋藏狀態下的岩石地震和聲發射已成為監測地殼活動並用於地震短期預測的一種基本方法。為了實現預測地震的需要，應當建立新的數位化地球物理技術系統，開發記錄地聲信號的專用預報系統。目前已在白俄羅斯、加利福尼亞州加洛克、堪察加地區、奧布寧斯克、日本等的斷層帶進行了觀測試驗。資料的計算分析表明，地震聲發射方法是有效的，主要表現在，①地震聲發射現象是物理性質的實際現象，在噪聲背景上顯露出的信號與地震活動過程的不同階段是有關的。建立信號發生的時間變化和幅度變化在統計上是完全可能的，但多是半定量性的。②記錄孕震區，特別是在局部潛在震源區內的地震聲發射噪聲是有條件的。因此選擇地點很重要，在斷層蠕動帶上最佳，在軟地基的城市地區最差。因此，編繪最佳觀測帶地圖是一個現實的任務。這種圖可用於地震活動的監測、地殼結構的研究、城市工程地基系統的規劃設計等方面。③地殼岩石物性研究發現，一個物性參數的變化可能激發另一參數的變化。因此建立岩石物性諸參數間變化的相關性關係，對地殼結構的非均勻性研究是一個重要課題，也對研製地震的物理預報方法打下了新的基礎。地殼非均勻性研究可以揭示地震波傳播途徑、特徵變化及動力學變化圖象的許多信息。這對地殼結構研究、工程設計及特殊通訊、能量傳遞的方案選擇等有非常重要的作用。通過這方面的研究，在美國西部洛杉磯地區老的斷層帶內新發現了多條斷裂帶，有的是已發震的(如1994年和1987年地震)，有的是末發震的(可能是未來地震的震源，目前正在監測預報試驗)，還有的具備許多發震的條件。這種現實已成為預測下一次地震到來的依據。美國地質調查局和俄羅斯莫斯科地球物理所已經開展了地震聲發射為主的多手段數字觀測研究的合作，為捕捉洛杉磯下次地震作了準備。
(4)地震預報的新變化。俄羅斯五十多年前就提出了地震預報問題。在1948年阿什哈巴德發生了破壞性地震之後，蘇聯科學院支持甘布爾采夫院士編制出第一個預報計畫，並組成了3人領導小組。經過與一些地震和物理學專家的討論，3人小組初步制訂了地震活動性及其強烈活動的預報研究計畫，其重點是尋找預報的物理基礎和建立地震活動區地殼研究的新方法。正是這個時期開始建立了地震測深、地殼深部電磁研究和地震剖面測量新方法。因此利用主動的地球物理勘探方法規劃了純粹的地震觀測方法，力求解決地震預報方法問題。但是在甘布爾采夫院士去逝後，地震預報課題的內容發生了很大變化，地殼深部構造的研究成為主要任務，實際上變成了地震區劃課題。在50年過程中鑑定了大量的可能是地震發生前的前兆。所有這些證明是沒有成效的。
康德拉濟夫(1999)通過檢驗和研究表明，以前的思路方法是沒有前景的。他認為，尋找地震前兆的選定方法已經走進了死胡同。他呼籲地震預報應回到原來的以物理為基礎的觀點上來，即回到甘布爾采夫院士原初的計畫上來。作者認為，預報應當提供：
①震中位置，其精度為幾十公里；
②地震發生的時間，其精度為幾晝夜；
③地震強度(震級)，其精度為±0.5級。在這種狀況下，利用直接遙感測量和監視潛在震源區介質的應力狀態的方法才能解決地震預報問題。反射波方法為測定介質應力狀態提供了極大的可能性。應當在已發生過強震的震中地區進行有效的重要地震測量。應當研究地應力積累過程監測的方法，而首先是開發直接測量介質應力狀況的地球物理測量方法。
