汶川8.0级和仲巴6.8级地震中波红外热辐射异常

本文以静止卫星中波红外亮温为数据源,应用小波变换和计算功率谱方法对汶川8.0级地震和仲巴6.8级地震进行了分析研究。结果表明,这两次地震震前均出现了明显的短临热异常现象。这与长波辐射通量和热红外亮温资料的研究结果基本一致。在时间演化过程中热异常现象在震前存在一次明显的变化,这种变化有短临预测意义。地震前后热异常分布可能反映了区域应力集中和调整变化,根据异常的演化方向和异常消失区域可以估计发震的可能区域范围。     

卫星热红外地震短临预测方法研究

文章扼要介绍卫星热红外亮温异常的基本原理,分析建立地震短临预测遥感信息模型,通过11 a试验性预报实践和几个地震的案例,如南海东沙地震,台湾集集大地震,震例还有内蒙包头地震,美国华盛顿州奥林匹亚地震及印尼苏门答腊巨震等。从作为震兆的亮温异常提升到热应力场,对预测地震震中更加可靠和更有说服力,说明此项技术具有实际应用前景。     

尼泊尔8.1级地震卫星热红外异常解析

针对2015年4月25日尼泊尔8.1级地震前后在震中区附近出现的大范围热红外异常,以中国静止卫星FY-2C/E亮温资料为数据源,采用功率谱相对变化法进行数据处理和资料分析,结果表明:震前热异常具有显著的时空特征,异常范围呈不规则带状分布,且随时间推移逐渐扩大,至震时异常面积趋于峰值,震中始终位于异常区域的边缘部位,震后异常快速收缩减弱,直至完全消失。该次热异常变化表现为初步显现、加速发展至逐步衰减的过程,持续时间在45天以上,特征周期为16天,相对变化幅度达12倍多。通过相似震例对比研究发现,该次地震与汶川大地震的热红外时空演化特征存在一定共性,主要体现在热异常的演化过程、异常形态、发震时刻及震中位置与异常区域的关系上,仅特征周期和特征幅值有所不同,应与各区域应力变化、气候因素及特殊的地质环境相关。这些认识对热异常与地震三要素的关系判定有一定启示作用,对地震热红外监测预报工作具有重要意义。     

陆域强震及火山空天监测集成系统可行性研究

随着空间技术，空间对地预测技术和天测技术的发展，已经逐渐在陆域强震及火山灾害的监测预测领域发挥作用。近几年，有关部门进行了陆域强震及火山活动前兆异常的卫星热红外遥感（TIRS）、全球卫星定位系统（GPS）、合成孔径雷达差分干涉测量（D-INSAR）、天文时纬残差异常、引潮力触震机制和地理信息系统（GIS）等地震与火山短临期监测预测的实验与预研究，在基础理论和应用方法方面都有了相当的研究基础，实验和研究认为，这些空天观测技术是响应高频地壳运动的有效手段，如果将这些分散的科研力量和研究成果通过集成比较完整的空天监测预测体系，争取在我国主要强震火山省区建成强震火山灾害的空间、天测、地面、深部地质与宏观异常（简称空天地深宏）相结合的立体监测系统，将使我国的地震监测预报水平进入高技术发展阶段。     

地震活动性热红外异常提取方法研究

热红外遥感以其大视野、高精度和短周期等诸多优势以及对某些强震红外异常的良好反映，成为监测断裂活动性及地震短临前兆的很有前途的观测技术。热红外异常与地震关系的研究也受到国内外地震学者的广泛关注。但由于地表热红外辐射受云层、地形地貌、地物类型和气象等诸多非震因素的影响，因此，如何从复杂的红外遥感数据中提取出与地震活动有关的热异常一直是这项研究中的瓶颈问题。在对若干震例和地震活动区的热红外影像进行长期分析研究的基础上，对这一问题进行了探讨，同时提出了一些实用化的异常识别与提取方法，并对其可行性进行了分析。认为地震红外异常是地表亮温的相对变化，判别地震异常时，至少需利用两年以上的卫星资料，从不同的时空尺度上加以综合对比分析，仅靠震前震后一定时段的卫星资料不足以排除所有非震因素的影响。     

芦山地震的红外增温异常分析

地震三要素的短临预测对抗震减灾意义重大,但实现的难度很大,仍是个世界难题。笔者应用卫星红外异常增温时空演变规律对2013年4月20日芦山地震作了研究,并在2013年4月21日全国天灾预测委员会学术研讨会上作出了分析。文中简要剖析了芦山地震的构造背景和成因机理。芦山地震是我国西部地震构造区新发生的MS 7.0级大地震,其成因同汶川地震相似,主要受到印度板块NE向对青藏地块推挤,南北压缩挤出断块向SEE滑动,受到四川盆地以西龙门山断裂带强烈阻挡,积能释放后发震。文中重点介绍了红外增温时空演变规律进行短临地震预测的过程。震前红外增温异常的动态变化是地震构造活动的反应,时间上一般经历初始增温-加强增温-高峰增温-衰减到发震的4个阶段。     

使用MODIS和MOPITT卫星数据监测震前异常

地震前温度异常以及CH4、CO2等气体的含量增加已经被人们逐渐认识，目前较多的研究集中在使用卫星热红外数据研究震前的温度异常，震前CH4、 CO2等气体含量的增加却一直未能从卫星观测中实现。使用MODIS数据研究了2002年1月15日台湾5级地震前的海上温度异常，使用MOPITT数据研究了2002年3月31日台湾7.5级强震前的CO异常以及温度异常。研究发现温度异常区和CO高值区吻合，因此认为这种温度异常可能是由于地球排气作用而导致。     

卫星热红外遥感在地震预测和断层活动中的应用研究进展

近年来,利用卫星技术通过测量地—气系统的红外辐射来探测地表的热状况,使热红外遥感在地震预测方面取得了显著成就。本文回顾了红外遥感资料应用于地震预测的研究成果,阐述了地震热红外短临预测方法的研究进展及应用实效,介绍了利用热红外遥感信息研究断层活动变化的探索与发展,探讨了地震热红外异常发生的机理,并就该技术的应用与理想效果之间的差距提出了未来工作的研究重点。     

地震前卫星红外异常特征分析

通过对1999年以来发生在中国的几个强地震前的卫星热红外异常分析,得出认识:地震前增温异常具有时间上的突发性、形态上的孤立性、分布上的局限性、异常昼夜对比具有稳定性、异常位置具有迁移性和演变规律具有阶段性;不同构造区强地震前的卫星红外异常分布不同,沿海平原区表现为大范围的面状分布,而山区则以带状延伸为主;在强烈活动的断裂带,异常分布表现为与构造的密切相关性,断裂带内外亮温差分析法定量分析红外增温与活动断裂的时空关系,是提取震前增温异常的有效方法.活动断裂是红外异常反应的最敏感地带.在断裂变形的不同阶段,断裂带内外的卫星红外亮温关系是有差异的.在断裂活动的正常时期,断裂带内外亮温差在某一范围内波动,而在断裂活动的异常时期,断裂带内外亮温差变化到一个新的水平,断裂带内的增温将大于断裂带外的增温.2001年昆仑山8.1级地震和2000年云南姚安6.5级地震都是如此.利用发震断裂带内外亮温的相对变化提取异常信息,在大多数情况下可以消除地形和云层的影响.     

中国近海海域卫星热红外亮温增温异常探讨

在大量风云静止气象卫星热红外观测资料的基础上,对比总结了中国近海海域卫星热红外亮温增温异常的特征,分析了热红外亮温异常与海底常规油气及天然气水合物藏之间的关系,探讨了中国近海海域卫星热红外增温异常的机制,指出了中国近海海域天然气水合物的可能赋存区。根据地球排气理论及卫星热红外亮温增温异常与海底烃类聚集体、油气盆地或潜在天然气水合物藏、断裂构造、地震活动等之间的关系,中国近海临震前卫星热红外增温异常的原因可能与临震前地球排气作用导致的油气渗漏和（或）海底天然气水合物分解后扩散有关。中国近海海域的西沙海槽、东沙群岛岛坡、笔架南盆地、北吕宋海槽、南沙海槽、冲绳海槽中南部至西南部等是天然气水合物的可能赋存区。     

汶川地震和科学钻探

2008年5月12日,在我国四川省发生了震撼世界的汶川特大地震,给人民的生命财产造成了巨大的损失。在汶川特大地震发生及其余震尚在继续的特殊时期,快速实施汶川地震断裂带的科学钻探（WFSD）,是认识地震发生的机制、继续对余震进行有效监控以及提高地震监视和预警的能力的极佳机遇。2008年11月6日,汶川地震断裂带科学钻探工程开工典礼在四川省都江堰市虹口乡举行,标志着地震机制的研究跨上了新的台阶。通过对科学钻孔的直接取样,多学科观测和测试,揭示地震断裂带的深部组分、结构和构造属性,重塑地震断裂带的物理和化学过程,为提高未来地震的监测、预报或预警能力提供重要信息。     

浅谈地震灾害预报

本文阐述了地震预报与地震灾害预报的相互区别及其相互联系 ,并分析通过自然科学研究与社会科学研究两种途径进行地震灾害预报 ,以达到防震减灾的目的。建议 :加强地震预报与地震灾害预报的管理 ,地震灾害预报只能在具备一定条件的地区进行 ,而不应全面铺开。     

地震震源与灾害评估分析:中国四川2008年5月12日Ms 8.0汶川地震

汶川5月12日8.0级地震在构造上起因于印度板块与欧亚板块以每年约5 cm的速度聚敛,并因此而引起青藏高原的地壳物质向四川盆地及中国东南大陆运移.主震震源及余震活动集中于以龙门山为中轴的一条长约350 km、宽约100 km的地震活动带.震源深度一般分布丁地壳脆性-韧性转换边界以上约10～20 km区间的地壳震源层之中,属浅源构造地震.主要震源机制与龙门山构造运动方式密切相关,以其地壳厚度向西急剧加厚、重力梯度带、高波速比(Vp/Vs～2.2)等深部异常及逆冲断层兼具走滑性质的地质构造为特征.在震源辐射、路径传播和场地效应研究的基础上,分别计算并比较了岩石和土壤条件下的地震响应谱,特别强调了土壤条件下的场地放大效应;同时对与地震安全性有关的一些问题如地质灾害、地震频谱设计、地震早期预警系统及中、长期至短期地震预报等进行了探讨;特别提供了一个由加权平均计算、以岩石条件下震波衰减模式为基础的地震频谱设计参考实例.地震构造与动力学研究可融人工程地质与环境工程等学科发展.经历汶川地震考验的一些新近设计和建设的工程项目可为今后改进工程建筑规范与标准提供重要而有益的参考.地震预报是当今一大难题,但需探索研究,不可懈怠.地震减灾与预防足目前比较切合实际的安全举措.     

Abnormal Phenomena Recorded by Several Earthquake Precursor Observation Instruments Before the Ms 8.0 Wenchuan,Sichuan Earthquake

Abstract: The paper introduces the anomalies observed by digital tiltmeter, cross-fault deformation meter, 4-component borehole strainmeter and geothermometer before May 12, 2008, Ms8.0 Wenchuan earthquake, Sichuan. The digital tiltmeter installed in the epicentral region in Shifang County recorded the tilt anomalies 15 days before the earthquake with variation amplitude of 3.7 times larger than the annual deviation of 2007. The cross-fault deformation meter installed at Zimakua station on the Xianshuihe-Anninghe fault zone detected displacement anomaly occurring since 2006 with the variation amplitude exceeding the cumulative value of the last ten years. Five borehole strainmeter stations in the Chongqing section of Three Gorges Reservoir area observed unconventional strain changes occurring in the period from May 1 through 12, 2008. Among them, the strainmeter at Wanzhou station recorded the great compression strain rate on the EW component at 14:00 o'clock of May 10, and the anomaly amplitude was so large that the instrument output exceeded its dynamic range, corresponding to a level of ~104 nanostrains. The geothermometers installed in Xi’an, Chongqing and Xichang recorded the sudden temperature changes from November 2007 to January 2008 with the variation amplitudes several times larger than the ordinary deviation. The above phenomena and the criteria for distinguishing the anomalies from background fluctuations are discussed in this paper.     

Abnormal Phenomena Recorded by Several Earthquake Precursor Observation Instruments Before the Ms 8.0 Wenchuan, Sichuan Earthquake

The paper introduces the anomalies observed by digital tiltmeter, cross-fault deformation meter, 4-component borehole strainmeter and geothermometer before May 12, 2008, Ms8.0 Wenchuan earthquake, Sichuan. The digital tiltmeter installed in the epicentral region in Shifang County recorded the tilt anomalies 15 days before the earthquake with variation amplitude of 3.7 times larger than the annual deviation of 2007. The cross-fault deformation meter installed at Zimakua station on the Xianshuihe-Anninghe fault zone detected displacement anomaly occurring since 2006 with the variation amplitude exceeding the cumulative value of the last ten years. Five borehole strainmeter stations in the Chongqing section of Three Gorges Reservoir area observed unconventional strain changes occurring in the period from May 1 through 12, 2008. Among them, the strainmeter at Wanzhou station recorded the great compression strain rate on the EW component at 14:00 o'clock of May 10, and the anomaly amplitude was so large that the instrument output exceeded its dynamic range, corresponding to a level of ～104 nanostrains. The geothermometers installed in Xi'an, Chongqing and Xichang recorded the sudden temperature changes from November 2007 to January 2008 with the variation amplitudes several times larger than the ordinary deviation. The above phenomena and the criteria for distinguishing the anomalies from background fluctuations are discussed in this paper.     

地震预测:从芦山地震到大陆地震

自从1990年以来,通过对青藏高原的调查和研究,认识到下地壳流动同步形成盆地和造山带,并受控于相关洋盆地幔软流圈向大陆的顺层流动和底辟作用。下地壳不均匀流动通过韧脆性中地壳热能-应变能转换孕育地震,部分发震能量通过上地壳脆性断层释放。在地震孕育过程中通常会伴生跨年度干旱和异常降雨,构成热灾害链。近5年内青藏高原东部连续发生汶川、玉树、芦山大地震,形成于从亚东流经羊八井、安多、玉树并分支流向汶川和芦山—康定的下地壳"热河"的仰冲式和侧冲式撞击作用。从2008年9月以来连续发表5篇论文,根据地壳热构造和热灾害链的时空结构对芦山地震的三要素进行了长期和中期预测。2008年9月预测从2013年开始可能发生大地震,2012年9月将鲜水河—安宁河—小江异常热流构造带5年内将发生多个7级地震的首个大震锁定在芦山或西昌。芦山地震只释放了亚东—羊八井—安多—玉树—鲜水河—安宁河—小江"热河"剩余热能中的一小部分,在西昌—会理—昭通地区、道孚—康定地区、通海—石屏地区近5年内很可能发生4个7级左右的地震。此外,华北典型的热灾害链结构表明震情严峻,环渤海地区近3年内很可能发生大地震。从地震热流体撞击机理与地震异常之间的关联性出发,提出了动态立体监测及短临预测地震的思路和方法。     

地震与气象异常

本文介绍了地震前和地震后气象异常的一些研究成果。统计结果表明,强震前1～4年震中地区出现干旱的概率比较大。我国寒冷时期地震的频数远较温暖时期高,地震前震中地区有增温现象。海洋和周缘发生特大地震过后,北半球和中国气温下降明显,黄河和长江可能出现洪灾。地震前、地震时和地震后,地震与气象的关系,是一个值得探索研究的领域。     

汶川地震断裂带科学钻探项目WFSD-2孔钻探施工技术

介绍了WFSD-2孔钻探施工中采用的关键技术,包括：半合管取心技术、活动套管技术、螺杆马达取心技术和钻井液技术,以及发生的几次重大孔内事故的处理过程。     

地震滑坡编目图误差分析

地震滑坡编目是地震滑坡区域研究的基础。近年来,单次地震事件后的地震滑坡编目工作成果多有出现,然而,地震滑坡编目误差分析,尤其是滑坡的面积与体积误差分析研究却是一项空白。本文提出了一种基于遥感影像空间分辨率的地震滑坡编目误差分析方法,并分别对2010年4月14日玉树Mw69级地震触发的2036处滑坡、2010年1月12日海地Mw70级地震触发的30828处滑坡、2008年5月12日汶川Mw79级地震触发的197481处滑坡编目图进行误差分析。结果表明玉树地震滑坡面积为1191 km2,误差范围是1153 ~1229 km2（9681%~10319%）,体积为2012×106m3,误差范围是1947×106~2078×106m3（9677%~10328%）;海地地震滑坡面积为15743km2,误差范围是15118 ~16368 km2（9603%~10397%）,体积为29698×106m3,误差范围是28594×106~30821×106m3（9628%~10378%）;汶川地震滑坡面积为1160025km2,误差范围是1072258 ~1248424km2（9243%~10762%）,体积为4693159×106m3,误差范围是4372957×106~5033739×106m3（9318%~10726%）。遥感影像分辨率与滑坡编目误差的关系分析表明不同分辨率遥感影像对地震滑坡编目图误差有明显影响,地震滑坡强频分布与滑坡编目误差的关系分析表明滑坡规模对地震滑坡编目图误差也有明显影响。该地震滑坡编目图误差分析方法可以推广应用于更多的地震滑坡事件。     

地震石从何而来——青川东河口地震遗迹地质公园

汶川地震后,一块名为地震石的巨石伫立在青川东河口地震遗迹地质公园里。对其来由,大家众说纷纭。通过实地调研,对其进行了显微鉴定,认为该石(蚀变辉绿玢岩)形成于海西—印支构造运动时期,并经后期的蚀变作用。在此次地震中,该石借王家山高速远程滑坡—碎屑流之力,最终抵达现在所处的位置。