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地震前兆异常的自然判据
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应该根据地震前兆（一般称作地震前兆异常）的自然属性来对人们提出的“异常”进行检验。这也是人们经常会使用的方法。但是以往对这种方法的使用往往处于无意识状态，既不全面也不系统，因而不能给出严格的判断。
顾名思义，地震前兆异常有三个自然属性。第一个是与地震相关，第二个是发生在地震之前，第三个是异常。我们可以依据这些属性来判断某个现象是否地震前兆异常。通常，人们提出某个现象是某个地震的前兆异常，都是发生在该地震之前的。因此，第二个属性自然得到满足。需要我们判断的，是该现象是否符合另外两个属性。第三个属性产生第一个判据：有正常背景。第一个属性需要从正反两个方面来考察。从反面考察产生第二个判据：非干扰影响。从正面考察产生第三个判据：与地震相关。
判据1：有正常背景
所谓异常，是相对正常而言的。经常发生的事情，有规律可循，我们称为正常。与此相反，非常罕见的事情，真相不明，我们称作异常。
人们提出的“地震前兆异常”现象，我们如何判断它是否真的异常呢？只能通过和正常的比较。当有人提出某个现象是某个地震的前兆异常时，必须说明正常的情况是怎样的，以便我们比较。异常应该与正常明显不同。这里要说明两个方面的情况：
1）要说明这种观测已经开展了多长时间。时间越长，越能看出正常的背景。因为很多变化都有季节性，所以一种观测应该至少积累一年以上的资料，才可能看出季节性的变化规律。这种规律性的变化是一种重要的正常背景。观测时间太短，是不能说明可靠的异常情况的。这方面的教训是非常多的。
2）还要说明这种观测开展的普遍程度如何。观测点越多，观测范围越大，越能看出正常的背景。只有一个观测点的资料，缺乏多个其它观测点资料说明正常背景，这样提出的“异常”，即使观测时间长达几年，也是不够充分可靠的。
判据2：非干扰影响
确定了一种现象是异常，这还不够。异常现象不一定都是地震产生的。还应该说明是否与地震无关的干扰影响，包括：
1）仪器故障：观测系统的各个环节都可能出现某种故障。是否故障可以从台站相关人员和仪器专家那里得到说明。
2）环境变化：这是比较复杂的，包括人为和天气两种。人为影响可以是台站人员检查和调试仪器、周围施工、抽水浇地，等等；天气变化可以是气温变化、气压变化、刮风、降雨，等等。一方面，台站人员的高度的责任心，是识别环境变化的重要保障；另一方面，对一种重要物理量变化的观测，必须配置对相关干扰影响的辅助观测，以便检验和排除这些环境变化的影响。
当所有可能的干扰影响都被排除在外时，这样的异常就可能与构造运动有关。
但是，严格说来，我们只能排除已知的可能干扰。对于未知的影响，因为没有证据，更缺乏相关的观测，所以无法讨论，留有悬念。
判据3：与地震相关
至今，我们并无充分理由断定一旦出现异常构造运动变化就会发生地震。因此，即使排除各种干扰认定了一个异常构造运动变化，也不一定是地震前兆异常。只有当这种异常变化与地震密切相关时，才可能是地震前兆。
在时间上，同其它事物一样，地震也必然有孕育、发生和消亡的过程。大量震例表明，与地震的发生（主震）和消亡（余震）相比，地震的孕育表现得最不显著。因此，如果某观测点的某种仪器能观测到地震前兆，那么它也应该能观测到地震的发生和消亡。这就是说，我们可以从震前、震时和震后的变化情况来看某种异常与地震是否密切相关。这个密切相关要求三方面的约束：
1）观测异常越趋近地震发生越强烈或出现在临近地震发生的时候；
2）震时变化显著大于地震前的异常变化。一般地，观测不到震时变化的仪器，不可能观测到前兆变化；
3）观测异常震后衰减或消失。
在空间上，与地震的密切相关，要求异常区域大致以震中区为中心，或者显著的异常出现在震中区及其附近，在边远的外围地区则异常不那么显著。
在特征上，在地震孕育、发生和消亡的整个过程中，某种相关物理量的变化应该有其一致性、连贯性。如果能说明某个观测异常在整个过程中的变化具有一致性、连贯性，那么这种异常与地震的相关性就能得到进一步的肯定。
自然判据的应用
在实际的检验中，我们的主要工作是排除那些不可靠的“异常”。数十年的经验表明，正是众多不可靠的“异常”浪费了我们大量宝贵的资源和时间，干扰了地震预报研究的方向和决策。
我们归纳出来的三个自然判据，犹如三个筛子，可以将不可靠的“异常”排除出去。例如，在“有正常背景”的判据面前，那些资料太短的“异常”就无法大肆招摇；在“非干扰影响”的判据面前，那些只有一条曲线的“异常”就会显得缺少份量；在“与地震相关”的判据面前，那些观测粗糙的“异常”更难以打扮得光鲜亮丽。
通常情况，在识别一个“地震前兆异常”的时候，应该同时考虑所有三个自然判据。当所有三个判据都得到满足时，就可以认为这个地震前兆异常是相当可靠的。IASPAI对地震前兆的检验表明，并没有一种演绎推理的方法，可以最终证明地震前的某种变化是地震前兆。研究人员只能使用归纳推理的方法来进行这种讨论。如果所有摆在面前的事实都指向可能，而不可能已经变成小概率事件，那么就有说服力了。
地震前兆的三个自然判据的重要性是有区别的。其中具有核心意义的，是与地震相关。实际上，完全可以用“地震前兆”来替代“地震前兆异常”。因为地震本身是一种异常现象，所以与之联系的前兆也应该是异常现象。某种现象必须是异常，才可能与地震相关。
与地震相关的核心意义意味着，如果我们能令人信服地直接表明，地震前出现的某种现象与地震有密切的相关性，那么这种现象就很可能是地震前兆。这里的关键因素是观测的精确性，而通常的观测都不具有足够的精确性。在无法有的放矢地开展观测的条件下，这不仅需要高分辨率、高采样率的观测系统，还需要好运气：正好位于震中地区，并且一直工作正常。
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