本书是香山科学会议第133次学术讨论会论文集，重点围绕大地震临震和特大暴雨等特大自然灾害预测及其机理这些世界性科学难点，进行多学科交叉整体研究的交流，反映了由我国科学家得到的这方面创造性成果。特点是围绕特大自然灾害，介绍在其预测问题上获得的明显进展，而且触及了其间的物理机理，还涉及了当今理论物理的前沿-量子引力问题，真正体现了众多学科相互有机联系的大交叉，更为重要的是它适应国家经济建设的急需，将有可能在防灾减灾方面发挥巨大经济效益。

本书可供有关特大自然灾害预报研究的学者和有关政府管理部门的领导参考。

前言

关于加强特大自然灾害预测新途径和新方法研究的呼吁

第一篇 短临尤其临震的发生机理和预测

一、临震预测试验及有关预测机理

二、引潮力共振对大地震临震的触发机理和预测检验

三、国内外地震短临预报的现状与展望

四、地震预报的回顾与思考

五、地震临震三要素的预测

六、强震前超低频异常电磁辐射的临震信号和多台定位方法

七、地震预测的地磁学方法

八、台湾7.6级地震的前兆信息

九、地电流异常与唐山7.8级地震

十、张北地震的临震预测与地震能量积累速率

十一、卫星热红外异常与地震短临预测

十二、特异自然灾害发生的内因-地球排气作用

十三、天文测震的基本原理和方法

十四、日月引潮力变化与地震发生时间的相关研究

十五、用气象观测数据判定大地震临震信息方法和预测检验

十六、大地震的二倍关系及其预测效果

十七、翁文波的信息预测方法及其意

十八、预警地震

十九、磁暴二倍法与地震三要素预测

第二篇 特大暴雨的发生机理和预测

一、关于特大自然灾害的某些数学研究方法

二、特大暴雨的内外因糯合机理和预测检验

三、从"湿位涡不守恒"来研究突发性灾害性天气

四、灾害性天气预报警报业务现状评述与对策建议

五、武汉市1998年7月21~22日持续特大暴雨分析和服务

六、引潮力共振对长江流域暴雨环流系统的调制

七、天文天气预报方法在1999年三峡工程气象服务中的应用

八、特大洪水的成因及其月预测的"地气图"方法

九、地球磁场异常分布与气象灾害

第三篇 特大自然灾害的基础科学和方法论问题

一、引力理论和它在重大自然灾害预报中的可能效应

二、演化科学的溃变和结构预测概述及展望

三、自然灾害研究中的新途径与当代物理学

四、气象灾害预测研究的新思维和非常规方法

五、特大自然灾害预测研究的科学方法论

第四篇 附录

一、中国科学家谈地震预报

二、国外暴雨预报文献检索结果

三、近10年我国台风和暴雨科研进展及业务应用

四、引力异常观测若干事例2100433B

为了减少由初始场误差和模式不完善而造成的预报误差，气候预测是采用多初值和多模式的集合预报方法，因而气候预测实际上是一种概率预报。

由于各国气候预报中心使用的模式并不完全相同，而是各具特点，因而也可以采用数学方法对各种模式的预报结果进行集合，这叫做超级集合方法。但有一个前提，就是参加模式超级集合的各气候模式一般要有较好的预报性能。通过集合，一方面可使模式的随机误差或噪音相互抵消以及系统偏差减小；另一方面可突显出由耦合强迫与外强迫在模式中产生的有用气候信号，以提高集合预报的信噪比。

为了给公众和用户一个确定性的预报结果，是对各个预报成员简单地用算术平均得到预报结果，也可根据各成员过去的预报能力和表现，采用不同的权重进行加权平均得到的预报结果。这在某种程度上是解决作为混沌现象的气候变化的一个很好的途径。

在考虑惯性效应的I型裂纹两参数疲劳裂纹扩展方程的理论基础上，将钢桥受随机载荷谱块作用下的疲劳裂纹扩展问题通过傅里叶变换、积分中值定理等转化为一个等效的“三参数”等幅载荷作用下的疲劳裂纹扩展方程，从而提出了一个简单实用的钢桥疲劳寿命预测新方法，利用该方法有效地解决了实际钢桥的疲劳剩余寿命问题，具有极为重要的工程应用价值。本项目的研究工作主要有以下几个方面： 1、作为本项目的理论基础，深入研究了考虑惯性效应的疲劳裂纹扩展力学模型及裂纹扩展机理等新概念，对I型裂纹两参数疲劳裂纹扩展方程和速率方程表达式进行了详细的推导和论证，以及对影响疲劳裂纹扩展速率各种因素进行了分析。 2、对于随机载荷作用下疲劳寿命的计算，本项目从随机载荷谱分解入手，将随机载荷谱块作用下的疲劳裂纹扩展问题转化为一个等效的“三参数”等幅载荷作用下的疲劳裂纹扩展问题，从而提出了随机载荷下“三参数”疲劳裂纹扩展方程。并且通过国内外CCT试件试验数据验证了“三参数”疲劳裂纹扩展方程的有效性。 3、把本项目提出的随机载荷作用下疲劳裂纹扩展预测新方法与《随机载荷谱裂纹扩展寿命模型》其它各种寿命模型理论进行了对比分析，结果表明研究中提出的方法无论是计算的简便性还是与试验结果的吻合程度都优越于其它各种模型理论。 4、首次提出了一个简单实用的钢桥疲劳寿命预测新方法，重点分析了随机载荷作用下的疲劳裂纹扩展方程“三参数”的物理意义。详细叙述了应用该方法对钢桥进行寿命评估的三个基本前提条件和计算步骤。归纳了一些常见桥梁结构的应力强度因子及相应的裂纹扩展方程。 5、本课题设计钢箱梁结构试验模型验证本申请项目提出的钢桥疲劳寿命预测新方法。通过监测钢结构的裂纹长度随时间的变化关系，准确地计算出其后裂纹长度随时间变化的曲线，从而预测其剩余疲劳寿命，并与最终试验结果进行比对，结果发现本课题提出的钢桥疲劳寿命预测新方法与最终试验结果吻合程度较高，证明本项目提出的钢桥疲劳寿命预测新方法是可靠的。 2100433B

预测就是对事物未来发展有根据地推断和估计。现代科学的预测是建立在广泛的知识基础上进行推理和判断，然后提出未来发展方向和水平的定性和定量的估计。因影响发展的因素异常复杂，预测只能说是提出对未来发展的一种较大可能性的估计。

预测方法就是应用数学、分析、逻辑和推理、多数专家的倾向等科学的方法论，来推断未来可能性的各种方法的集合。据初步估计，已提出的预测方法有百余种之多，比较常用的有十余种，包括定量的、半定量的和定性的方法，例如时间序列外推预测、相关分析预测、类比分析预测、专家评议等。此外，在每一大类方法之下又可以再分为较小的若干个子方法，下面还可以再细分。在方法论中，由此组成的体系称为方法树。

预测涉及的关键问题首先是怎样运用科学的原理，在如此众多的方法中选定一两种最适合的方法去进行实际的预测计算和操作；其次是对所得到的预测结果该如何判断其正确性；接着是如何对结果进行必要的修正；最后是如何合理使用预测结果。归纳起来，这就是属于科学的决策问题。科学决策包括实行科学的决策程序、利用科学的决策技术、用科学的思维方法做决断等。掌握科学决策方法的关键是需要每个人尽可能多地参与预测实践活动中，不断总结和积累经验，才能逐步掌握相关的方法和技术。

例如，在通信规划中需要预测的内容有很多，包括业务预测、市场预测、话务量增长预测、数据流量增长预测、收入预测等。针对这些预测内容，使用的方法有可能不同或近似，这些预测之间可能蕴涵着密切的关系或相互影响。预测是规划的基础，预测的水平直接影响到规划的水平。