重力观测地震预测应用研究

通过强震震例阐述了重力观测在地震预测中的作用,分析了强震震间期与同震及震后重力场变化特征、区域重力场变化及其与强震活动的关系。强震前区域重力场出现大范围的有序性变化,震源区附近产生与地震孕育发生有关的局部重力异常区,并沿区域主要发震构造断裂带出现显著的重力变化梯度带;强震一般发生在重力变化高梯度带转弯附近或重力变化四象限分布特征中心附近;重力场动态变化图像能够较清晰地反映强震孕育、发展、调整过程的重力变化信息,并基于震例提出了强震震前重力变化的“场-源-带”基本模式。最后,提出我国重力监测预报发展中仍存在的问题,并对利用重力监测资料开展地震预测预报研究进行了展望。     

地震分析预报的重力变化异常指标分析

定义了描述地震前重力变化异常时变距和量级的参数S和G。根据收集到的89个4.0级以上地震震例,统计分析了震前重力变化异常范围和量级与震级的关系,得到了流动重力地震分析预报的量化参考指标。结果表明:5、6、7、8级地震震级判定的重力变化异常量级参考指标分别为50、70、90、120μGal,重力变化异常范围参考指标分别为140、220、350、660km。此外,由于流动重力观测周期等方面的局限性,根据流动重力观测资料尚难以获得震级与重力变化异常时间过程的关系。     

广西北流—广东化州5.2级地震前粤桂琼地区重力变化特征

收集了粤桂琼地区4个台站的连续重力观测资料和雷琼地区的流动重力观测资料,研究了广西北流—广东化州5.2级地震前粤桂琼地区重力变化特征。其中连续重力观测资料的分析从重力扰动和重力M2波潮汐因子变化两个方面进行;流动重力观测资料的分析从重力场差分动态和累积动态变化两个方面进行。连续重力观测资料的研究表明震前粤桂琼地区连续重力观测资料无异常现象;雷琼地区流动重力观测资料的研究结果表明,广西北流—广东化州5.2级地震前,震中附近地区存在重力场变化异常,异常持续时间约2年,异常范围约100 km,异常量级约50x10~(-8)m·s~(-2),地震发生于重力场变化的高梯度带上。     

陆地高精度重力观测数据的应用研究进展

陆地重力观测相较于航空和卫星重力观测,距离场源更近,观测精度相对较高,其静态异常和时变数据已广泛应用于研究多种地球动力学问题.21世纪以来,绝对重力观测技术发展迅速,陆地观测网络日益完善,高精度陆地重力观测数据产品逐渐丰富,基于这些产品的大地测量和地球物理研究不断取得新进展.本文总结了近十几年来高精度陆地重力观测数据在大地测量和地球物理领域的应用进展情况,包括基于重力异常数据构建重力场和大地水准面模型、建立地壳物性结构模型、反演Moho界面形态和估计岩石圈有效弹性厚度,以及利用时变重力数据构建时变重力场模型、探测微弱动力学信号、估计地壳构造变形速率和分析与火山、地震过程的可能关联,最后探讨分析了陆地重力测量的未来发展趋势,可为中国大陆重力观测系统建设与发展规划提供参考.     

文安5.1级地震前后不同时间尺度的重力变化分析

系统深入地分析了2005～2009年华北地区流动重力观测资料,提取2006年河北省文安县MS5.1地震前后0.5a、1a等不同时间尺度可靠的重力场动态变化信息,研究其与地震活动的关系。结果显示:文安地震孕育阶段,测区出现较大范围的区域性重力异常,并产生与地震孕育有关的局部重力异常区及重力变化高梯度带。重力场动态图像较清晰地反映了区域重力场的有序性演化与地震活动。     

宁夏几次中强地震与重力变化特征

对宁夏地震重力测网１９８７年以来的野外观测数据进行了统一平差处理和精度评定，给出了判断重力非潮汐异常的标准，并对各期重力平差资料进行了判别，结果表明：宁夏境内中强地震前１年内可观测到重力异常变化，异常特征是正异常，且地震发生在重力变化等值线密集带的一侧或重力变化腹地。     

2013年四川芦山Ms7.0地震前的重力变化

利用川西地区2010-2012年期间的流动重力观测资料,系统分析了区域重力场变化及其与2013年4月20日四川芦山7.0级地震发生的关系.结果主要表明:①区域重力场异常变化与北东向龙门山断裂带南段和北北西向马尔康断裂带在空间上关系密切,反映沿该两断裂带(段)在2010-2012年期间发生了引起地表重力变化效应的构造活动或变形.②芦山7.0级地震前,测区内出现了较大空间范围的区域性重力异常,而震源区附近产生了局部重力异常,沿龙门山断裂带南段形成了重力变化高梯度带,其中,宝兴、天全、康定、泸定、石棉一带重力差异变化达100×10^-8m·s^-2以上;这些可能反映芦山地震前,区域及震源区附近均产生与该地震孕育、发生有关的构造运动或应力增强作用.③重力场差分动态演化图像和重力场累积变化动态图像均反映芦山7.0级地震孕育过程的最后2~3年出现较显著的流动重力异常变化,可视为该地震的中期前兆信息;本文第一作者等也曾基于该流动重力异常变化在芦山7.0级地震前做过一定程度的中期预测,尤其是地点预测.本文的例子再次证明流动重力观测能较好地捕捉到强震孕育发生过程中,特别是该过程最后阶段的重力异常变化信息.因此,区域流动重力场观测对未来强震的中-长期预测,尤其是在发震地点的判定上具有优势.     

辽宁省重力异常指标体系研究

以辽宁省近年来流动重力观测数据为基础,统计监测区内主要地震事件(灯塔M5.1;朝阳M4.6;海城M4.4)与重力变化的对应关系,通过分析重力时变特征,提取重力异常判定指标,构建定量指标体系,提高重力学科在地震监测中的预报效能。研究结果从定性和定量两方面完整的给出了辽宁省M5.0±0.5震级档重力异常判定指标,同时对M6.0以上强震预判提供了科学参考。     

2021年漾濞MS6.4地震前后重力场动态特征分析

基于2015年以来南北地震带南段相对重力和绝对重力观测资料,系统分析了区域重力场动态变化及其与2021年5月21日漾濞M_S6.4地震的关系.结果表明:(1)区域重力场变化与维西—乔后断裂关系密切,反映了2015—2021年期间该断裂活动引起了地表重力场变化;(2)与漾濞地震孕育有关的重力场经历了“弱变化—区域性异常—局部异常—四象限分布异常—大范围的正异常—反向变化发震”的演化过程;(3)重力场累积变化和差分变化图像均反映出漾濞震前两年出现显著的重力异常变化,地震发生在重力变化梯度带、四象限中心和零等值线拐弯附近;(4)重力场动态演化图像较好地反映了漾濞M_S6.4地震孕育发生过程中出现的中期前兆现象,并基于该现象在漾濞M_S6.4地震前作过一定程度的中期预测,尤其是强震地点判定.     

量子绝对重力仪在地震预报中的应用

1 研究背景 地震产生机理及其孕育机制复杂,地震预报是一个世界性难题.根据前期重力测量数据以及地震历史资料可知,地震孕育过程中会出现具有前兆意义的重力异常,同时其所引起的地壳变动会导致区域性重力场发生短期变化.为此,需要构建高精度陆基重力网得到地球重力场及其变化规律,为地震监测和预报研究提供数据来源.     

鲜水河断裂带重力场随时间的变化及其与地震之间的联系

处理鲜水河断裂带上１９８７年至１９９５年间的八期高精度重力复测资料，并利用计算机辅助图形分析程序将所有相邻两期的重力变化速度值转换为速率等值线图，通过对资料的逐一分析及与地震对应关系的比较，我们看到，鲜水河断裂的重力变化与其我及的地震之间有一定的联系。存在震前重力发生较大异常变化，震后重力立即发生反向直至恢复的变化，并且震前的重力异常变化量     

从重力场变化看攀枝花6．1级地震与宁蒗、盐源交界5．7级地震的关系

本文利用攀枝花和西昌地区2002—2012年流动重力观测数据,作出重力场动态图像和部分重力点值时序变化图像。通过分析重力场变化,研究2008年攀枝花6．1级地震与2012年宁蒗、盐源交界5．7级地震之间的关系,得出攀枝花6．1级地震使攀西地区构造活动加强,较强的构造活动使2012年宁蒗、盐源交界5．7级地震孕育和发生以及地震孕震过程和临震前重力场变化与攀枝花6．1级地震前的变化具有相似性的结论。     

2014年康定M_S6.3级地震前后的重力变化特征

利用四川地区2010年8月至2015年3月的流动重力观测数据作出重力场等值线变化图像,研究分析2014年康定MS6.3级地震前后的重力变化特征,结果表明:(1)三岔口地区长期保持区域性重力正值变化异常及重力变化高梯度带;(2)在康定MS6.3级地震前后三岔口地区的区域性重力正值变化异常及重力变化高梯度带变化并不是特别显著;(3)在康定MS6.3级地震前震区重力变化等值线出现四象限区域或者类似于四象限区域的分布特征;(4)康定MS6.3级地震发震位置处于0值线附近且0值线在此处发生明显的转折、畸变;(5)康定MS6.3级地震发生在重力减小后回调增加的过程中,震后重力继续回调增加。     

大同—阳高地震前后重力变化分析

汇总了１９８９年１０月１８日大同—阳高６．１级地震前４个单位所观测到的重力异常变化资料，在叙述重力异常的基础上，讨论分析了此次地震的重力前兆特征。并结合形变资料、地震构造资料讨论了重力场的变化，得出这些变化可能与地震构造活动有关的结论。     

利用重力资料检测日本9.0级地震激发的地球自由振荡

利用格尔木基准地震台重力观测资料,检测到2011年3月11日日本东海岸9.0级特大地震激发0S0 ～0S40之间的球型自由振荡,其中有0S0、0S13、0S22、0S26、0S30共5个振型的观测频率值与理论频率值偏差近似为0.同时发现0S2、0S3振型有明显的谱线分裂现象,但是0S32、0S37振型未与周围噪音区分开,观测效果不明显.整体平均偏差约为0.10％,观测频率值与理论频率值有很好的相符,这不但说明了PREM模型理论的正确性,也说明了格尔木基准地震台重力资料质量的优良,研究结果对了解地球内部结构有一定的帮助.     

2012年宁蒗—盐源5.7级地震前的重力变化

利用2010年7月~2012年3月四川省和云南省的流动重力观测数据,对2012年6月24日宁蒗—盐源5.7级地震孕育和发生过程中的重力场动态演化情况进行分析。结果显示:地震孕育阶段震中区域重力场出现大面积的重力正值变化高值异常区域,并形成密集的正值变化梯度带;震前震中区域呈重力正变化低值状态,处于重力变化0值线附近且等值线稀疏;震前与发震有关的断裂带的跨断层重力测段段差值变化明显。     

2018年宁强MS5.3地震前重力场变化特征分析

利用陕甘川地区2016—2018年5期流动重力观测资料,分析了陕西宁强MS5.3地震前半年和1年尺度的重力场变化特征。同时采用小波多尺度分解方法,对宁强MS5.3地震震中区的布格重力异常进行1～4阶小波分解,并对1～4阶小波细节图像进行分析。研究结果表明:①宁强MS5.3地震重力场呈现“正向变化—正向减弱—负向变化—负向减弱”演化过程,震前重力场呈现四象限分布特征,震中位于鞍部位置,符合走滑型地震特征;②布格重力异常2～3阶小波细节对宁强MS5.3地震孕震特征有较好的反映,对应的场源深度为10～15km,与本次地震震源深度11km有较好的对应关系。     

景泰5．9级地震前后的重力变化研究

通过对河西地区重力复测资料进行系统分析,从动态的观点研究了2000年6月6日景泰5．9级地震孕育过程中的重力场演化特征。重力动态图像较清晰地反映了本区重力场的准均匀态→地震孕育的非均匀态→发震的演化过程,还分析研究了特征重力变化与强震活动原关系。     

Strong motion observations and recordings from the great Wenchuan Earthquake

The National Strong Motion Observation Network System （NSMONS） of China is briefly introduced in this paper. The NSMONS consists of permanent free-field stations, special observation arrays, mobile observatories and a network management system. During the Wenchuan Earthquake, over 1,400 components of acceleration records were obtained from 460 permanent free-field stations and three arrays for topographical effect and structural response observation in the network system from the main shock, and over 20,000 components of acceleration records from strong aftershocks occurred before August 1, 2008 were also obtained by permanent free-field stations of the NSMONS and 59 mobile instruments quickly deployed after the main shock. The strong motion recordings from the main shock and strong aftershocks are summarized in this paper. In the ground motion recordings, there are over 560 components with peak ground acceleration （PGA） over 10 Gal, the largest being 957.7 Gal. The largest PGA recorded during the aftershock exceeds 300 Gal.