对地震预报的科学思考(二)——前兆观测研究及加强地震综合预报研究的方向和重点

根据浅源地震发生的物理实质和孕震物理过程的主要特征,把地震前兆观测的努力方向概括为"把握实质,优选项目;靠近震源,合理布局",并把地震前兆分为两类:第一类为"直接前兆",主要包括地震活动、地壳形变和地下流体等;第二类为"次生前兆",主要包括地电阻率、地磁和动物习性行为等。文中认为,为推进地震预报研究的深入和预报水平的提高,必须牢牢把握浅源地震发生的物理实质,推进地震预报理论、方法的创新;必须推进地震和前兆观测技术,尤其传感技术的创新,并调整、优化地震监测台网;必须正确认识预报经验的科学性与局限性,重视地震预报经验正确的继承与发展。     

形变标定格值计算软件

为提高地壳形变观测仪器格值标定的真实性、准确性和可靠性,根据《地震前兆台网运行管理办法》和《地震前兆台网形变观测与运行工作细则》,针对不同测项、不同仪器标定的规范要求及特点,应用Visual Basic语言编制了格值计算软件。本文主要介绍了软件的使用、格值计算、误差检查方法,结果以全国形变台网中心推荐的Word格式保存。对水管仪、水平摆、垂直摆仪直接从原始文件读取数据,提高了标定精度,实现了格值标定的半自动化。本软件已应用于河北省地震前兆数字化台站工作。     

前兆台网中异常本底的分析

前兆观测中的噪声问题,不仅存在于单点单手段的前兆观测中,而且还存在于有多点多手段的前兆台网中。在一个前兆台网里,一般都会有百分之几的观测点项出现异常而其后并无地震发生,这即为前兆台网中的异常本底问题。而这些异常并不是由于观测仪器和外界干扰等原因所造成的。 前兆台网中的异常本底,可能是由于地壳中局部介质的应力积累、调整和释放这样一个无震过程所引起的。     

定点形变前兆预报地震的观测技术与分析方法

本文对中国近年来在上述领域中的发展进行了系统总结,即:建立全国性的有效监测台网;提高观测资料质量方法的研究;发展自动记录的量测仪器及观测技术;以定点形变前兆进行地震预报的实用化研究。     

我国地震预报的战略建议与思考

讨论了我国地震预报面对的问题和困难。认为只有加强以形变为主地的前兆观测,才能作出地震的短临预报。目前前光观测的主要总理２在于可信度差,应把重点放在仪器探头上,只有探头提供的信息“源”可靠了,后续的采集、舆预报的“流”才会有坚实的基础。我国现在建立以形变为主的前兆台网的技术条件已经成熟,建议建立全国高精度的高、中、低频衔接的前兆物理信息观测网络。     

地震前兆台网产出与服务进展

回顾与总结了近年来我国地震前兆台网在观测数据产品质量监控、专业产品产出、产品管理与服务平台建设等方面取得的进展。介绍了当前地震前兆台网产出的主要产品、产品管理与服务平台和近年来的产出与服务情况,并对前兆台网产出产品的应用服务问题进行分析和讨论。     

同源前兆波预测地震初探

将当前地震预测面临的主要问题归结为:银弹战略乏策、回溯研究存疑、数学处理失实和前兆观测无据。为避开其中的问题,提出依据同源前兆波预测大地震的思路,并对大震同源前兆波的发生进行了定义。所指的同源前兆波主要为声发射波、地震波、电磁波及形变波4类。以芦山地震为例进行了分析。依据同源前兆波预测大地震的关键技术是:观测、分析研究以及预测目标区域积累应力的快速释放进程。      

地震短临跟踪与前兆异常核实

邢台地震后,经过现场调查研究,发现了一些前兆异常现象,开展了地震监测台网和群众业余骨干测报点的建设.海城和唐山地震后,提出了专群结合、土洋结合的预报方针,进一步推动了地震前兆观测的发展.后来发展到在有发生地震危险的地方进行短临跟踪,即临时布设一些台网进行前兆学科的短期观测,以期能预测忖可能会发生的地震.     

新疆历史地震前兆模拟资料转入数字化平台的实现

近年来随着数字化技术的不断发展、成熟和稳定,我国的地震前兆观测技术也逐步实现由模拟观测向数字观测转变,地震前兆数字化观测技术日趋成热、稳定,地震前兆数字化观测普及程度越来越高,产出的数字化观测资料已得到越来越广泛的应用。通过介绍新疆数字地震前兆台网中心模拟资料和数字化资料的管理,分析了历史模拟数据转入数字化平台的实现方法,阐述了地震前兆资料进入数字化统一平台的实际应用。     

中国大陆倾斜固体潮汐测量结果及评价方法研究

定点连续固体潮汐形变资料在我国已有40多年的观测历史,这些资料在地震前兆监测及地震预报中发挥了无可替代的作用.同时,这种长期的连续观测资料也是研究大地形变规律及地球内部结构的宝贵资料.     

华北GPS地形变监测网的建立

全球定位系统GPS是利用监测地壳运动进行地震预测的新手段。华北是一个重要的地震监视区。应用GPS技术在华北布设了一个四维地形变监测网。由于采取了一系列先进的方法和措施,首次观测获得了高精度的成果,为今后大震预测和地球动力学的研究奠定了基础。     

Elimination of effects of earthquake in monitoring crustal movement

Monitoring crustal movements is important in understanding the earth surface and in developing theories about plate tectonics. Plate tectonics describes earth crust which consists of a number of plates moving relative to one another. Global plate models suggest that plate movements are constant due to the fact that relative movements of plates were represented by averaged plate motion. However, if an earthquake occurs, the uniform movement of related plates does not follow the regular trend. In analysis by Kalman Filter, the effects of an earthquake occured within crustal movement monitoring period by geodetic method have been eliminated by a proposed approach, Fading Memory Filter. The proposed method was tested using a real/simulated data. The results of the test showed that the effect of a strong earthquake (M_w = 7.1) which had occurred in the Gulf of Eilat/Aqaba was eliminated. Consequently, the proposed method is capable of removing or eliminating a suddan effect in monitoring crustal movements in the analysis by using the Kalman Filter.     

水电站库区地壳形变流动监测网络布设探索与实践

针对金沙江下游梯级水电站地壳形变流动监测网络建设项目,分析了地壳形变流动监测在水库地震监测中的设计思路与布设原则,并就金沙江水电站溪洛渡和向家坝水库介绍了3类监测网布设情况,对两水库蓄水前监测资料进行了初步分析,旨在对大型水库建设及水库地震的综合监测起到参考与借鉴作用。     

顺义4.0级地震前兆异常特征与京区前兆监测网监测能力探讨

通过对北京地区现有定点地震前兆监测网进行清理,分析了现有定点专业前兆监测台站、观测点、群测点的数量及分布密度的现状。对１９９６年１２月１６日北京顺义ＭＳ４．０地震的短临异常特征进行了探讨,表明顺义ＭＳ４．０地震前在震中周围出现一个直径约３５ｋｍ的短临异常密集区域。从异常形态看,该区域中的异常大部分可能带有来自震源的信息。结合顺义地震短临异常点位分布特征,对北京地区前兆台网的密度问题进行了探讨。     

经验正交函数分解在地壳垂直形变场分析中的应用

论述了应用经验正交函数分解方法分析地壳垂直形变场,处理分析了甘肃河西地区的实测资料,结果显示,地壳垂直形变场的第一典型场对中强以上地震发震地点的判定有重要意义;而地壳垂直形变场的时间权系数能够表示区域地壳运动的相对强弱,它可以作为区域地震危险性判定的时间判据。     

北京市地震局GPS形变监测工作系统的建设

GPS技术在监测地震与地壳运动中已经得到应用，北京市地震局在北京市2002年启动建设的全球卫星定位综合应用服务系统基础上，于2003年开始GPS形变监测工作系统的建设，这是一个小区域连续的高密度GPS形变监测工作系统，获取高精度的北京市GPS基准站地心三维坐标，为地震监测和地壳运动的科学研究提供良好的GPS数据素材。     

光纤传感技术未来地震监测的发展方向

利用光纤传感器进行地震前兆观测是一种独具优势的地震监测新手段。 光纤传感器具有高精度、 抗电磁干扰、 不存在零漂、 易于组网以及适于长距离传输等一系列独特优势, 可以解决地震前兆观测中电学测量仪器存在的固有问题。 介绍了几类常用光纤传感器的工作原理及特点, 综述了光纤传感器在地壳形变观测和地震波探测两个应用领域国内外的研究进展, 并指出了目前需要解决的问题。 研制了一套基于光纤传感器的钻孔应变、 地震波和地温同时测量的多参量钻孔综合地震观测设备, 现场实验表明, 该光纤综合钻孔地震观测设备适应地震前兆观测中对抗环境干扰能力、 测量精度、 稳定性等方面的性能要求, 具有较好的应用前景。     

张北6.2级地震地形变前兆演化特征

分析了张北6.2级地震前后华北地区水准、GPS、重力、定点形变、流动形变、地应变观测资料及前兆的演化过程。结果表明,深大构造对背景场起着控制及传递的作用;震中区位于经历了剧烈地壳运动后近年处于相对平静的地区;背景场与前兆异常动态过程的密切配合,是作出正确震情判定的关键;前兆异常在震后的新发展,在震后趋势预测中有重要作用。     

中国地震预报发展规划应突出探索性和实验性

作者提出中国地震预报发展规划在指导思想上应突出探索性和实验性,探索内容应包括：地壳运动状态(方向、速率、范围及机理);地壳应力集中点(应力集中点数量、各点应力积累速度、范围、持续时间及其与震级的相关关系,应力集中点的演化与区内地震活动、前兆异常的相关关系);震源应力演化产生的应力扰动所能影响的范围及其量级;前兆观测仪器和预报判据等。探索的技术路线作者提出：短临预报要抓大放小,主要抓7级左右大震的监测预报,对5～6级地震采取抗震技术措施进行预防;对地壳运动状态及应力集中点的研究采取GPS大地形变、绝对应力测量等方法进行长时间短周期的综合观测。抓住预报实验区、重点危险区及余震区等现场不放,进行以上述内容为主的实验观测。     

地壳垂直形变速率梯度,断层形变速率变化与强震危险区研究

应用最新的全国垂直变形速率图和各地区不同年代的形变图。编绘相应的形变速率梯度图，计算了若干跨断层测量台、点资料的低通滤波残差及其一阶和二阶差分。结合在相应空间和时间域内所发 生的强震，讨论了地壳形变与强震的关系，得到了一些有意的结果。