瞬时地壳运动与地震短临预报

本文在利用卫星红外扫描仪观测资料的基础上，探讨地震前低空大气的增温是地壳瞬时运动的表现，也是地球－大气耦合现象。通过分析，给出瞬时地壳运动引起增温的三种可能机制：岩石的辐射能量增加；岩层中ＣＨ＿４、ＣＯ＿２等气体溢出和太阳辐射导致增温；ＣＨ＿４、ＣＯ＿２含量增高和低空电场异常激发。并通过某些震例的增温展布形态及规律，恢复震前应力场和热增温演化特征：我国大陆东部ＮＮＥ方向为主压应力方向，大陆东南沿海主压应力方向ＳＮ向，而我国大陆西部地区主压应力方向为ＳＮ向，在青藏高原的东北部派生主压应力为ＮＥ向。最后，介绍了这几年试验性预报效果检验：４年多总共预报３２次，其中虚报２次，７次较准，１７次较好，６次较差，漏报强震８次。最后涉及到地震孕育、发生过程中的机理的初步研究结果。     

卫星热红外异常——四川汶川Ms8.0级大地震的短临震兆

利用我国FY-2C红外一波段（10.3~11.3 μm）的卫星遥感图像,通过解译和研究,发现在5.12汶川大地震之前,就出现了明显、孤立的卫星热红外异常现象。其异常现象的特征具体表现为：①、震兆出现早：即在2008年3月18日（震前55天）,就开始出现了热红外异常;②、异常阶段多且复杂：汶川地震前的卫星热红外异常,可分5个阶段,而且热红外异常的展演各有不同。这在众多的卫星热红外地震研究案例中,可能是迄今为止异常阶段最多的一次;③、单个阶段的持续时间长：最长达13天;④、如此沿龙门山地震断裂带分布的明显的地热增温异常现象,可能在卫星热红外地震研究案例中是首次发现。这对研究发震特点、余震走向具有重要指示和启示意义。 本项研究的结果再一次证明：作为地震短临震兆,在地震（特别是≥Ms5.0）前必然出现热红外异常现象的实践性和规律性。利用卫星热红外异常现象进行地震短临预测研究是最有效和最有可能突破地震预测科学问题的途径和方法之一。     

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.     

卫星云图在监视暴雨中的初步应用

自从六十年代发射气象卫星以来,我国气象部门于七十年代初开始应用卫星云图资料监视天气系统,例如根据3小时间隔的地球同步卫星云图照片,给出预报台风的方法,包括判别台风发生发展,确定中心位置,估计强度,从而作出台风强度、路径和台风天气的预报。近年来的业务实践表明,卫星云图和降雨分布有着一定的关系。由于图幅所限,故仅以1982年5月12日5时(图1α)、11时(图2α)地球同步卫星高分辨红外云图和我国相应的02—08(图1b)、08—14(图2b)时6小时雨量图为例,介绍卫星云图在监视暴雨中的初步应用。红外云图反映的是辐射面温度的高低,如辐射温度低,则地球同步卫星上辐射仪感应的辐射强度小,在红外云图上表现为一片温度低值区,亦即亮度的高值区。红外云图上的色调代表云顶的相对冷暖程度,亦即云顶的相对高度,色调愈白,温度愈低,云顶愈     

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。     

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。     

闽台地区2002年地震活动概况

根据福建数字遥测地震台网测定 ,2 0 0 2年 1月至 2 0 0 2年 12月 ,福建及其邻近地区共发生 2 0级以上地震 92次 ,其中 2 0～ 2 9级 86次 ,3 0～ 3 9级 6次 ,最大地震 3月12日晋江海域 3 8级 ;台湾海峡地区共发生 2 0级以上地震 6次 ,其中 2 0～ 2 9级 3次 ,3 0～ 3 9级 3次 ,最大地震为 3月 13日海峡南部 3 3级 ;台湾地区共发生 3 0级以上地震 396次 ,其中 3 0～ 3 9级 2 75次 ,4 0～ 4 9级 10 1次 ,Ms5 0～ 5 9级 17次 ,Ms6 0～6 9级 2次 ,Ms7 0～ 7 9级 1次 ,最大地震为 3月 31日花莲海外 7 5级。2 0 0 2年福建及其邻近地…     

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。     

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。     

2010年新西兰M7.1地震前的长波辐射变化特征

以2001—2011年美国NOAA长波辐射数据为背景数据,利用涡度背景场法研究2010年9月3日新西兰南岛M7.1级地震前后卫星长波辐射数据变化特征。结果表明,地震当月在震中西南侧出现显著的长波辐射异常变化,这种变化在全年各月及2001—2011年11年历年同月变化中都是最为显著的,认为其是本次地震的1次映震表现。用同样方法对区内2001—2011年11年间发生6次7.0级以上地震的长波辐射数据进行分析,结果在3次陆地地震发震前都检测到了长波辐射异常变化,而海域地震前则未发现这种现象。检索前人的相关研究结果,发现仅有2次海域地震(2004年12月26日印度尼西亚苏门答腊西北海域8.7级地震和2010年1月12日海地7.0级地震)前有长波辐射异常变化的报道,而根据全球云量分布资料显示,这2个地震所发生的区域是全球洋面云量分布最少的2个区域,而新西兰地震发生的区域位于全球洋面云量分布最多的区域。因此,认为由于水汽和云层对地表红外辐射的强吸收作用,长波辐射捕捉陆地地震红外辐射异常变化更加灵敏,对陆地地震的映震效能要强于海洋地震。     

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。     

Seismogenic Tectonics and Dynamics of the 2011 Ms5.9 Yingjiang Earthquake in Yunnan,China

In the southern South–North Seismic Zone, China, seismic activity in the Yingjiang area of western Yunnan increased from December 2010, and eventually a destructive earthquake of Ms5.9 occurred near Yingjiang town on 10 March 2011. The focal mechanism and hypocenter location of the mainshock suggest that the Dayingjiang Fault was the site of the mainshock rupture. However, most of foreshocks and all aftershocks recorded by a portable seismic array located close to the mainshock occurred along the N–S-striking Sudian Fault, indicating that this fault had an important influence on these shocks. Coulomb stress calculations show that three strong(magnitude ≥5.0) earthquakes that occurred in the study region in 2008 increased the coulomb stress along the plane parallel to the Dayingjiang Fault. This supports the Dayingjiang Fault, and not the Sudian Fault, as the seismogenic fault of the 2011 Ms5.9 Yingjiang earthquake. The strong earthquakes in 2008 also increased the Coulomb stress at depths of ≤5 km along the entire Sudian Fault, and by doing so increased the shallow seismic activity along the fault. This explains why the foreshocks and aftershocks of the 2011 Yingjiang earthquake were located mostly on the Sudian Fault where it cuts the shallow crust. The earthquakes at the intersection of the Sudian and Dayingjiang faults are distributed mainly along a belt that dips to the southeast at ~40°, suggesting that the Dayingjiang Fault in the mainshock area also dips to the southeast at ~40°.     

地壳放气动态监测与张北—尚义Ms6.2级地震预报

笔者从新的地球观出发,论述地壳放气与地震活动的关系,及其在张北－尚义Ｍｓ６．２级地震中短期,短临预报中应用,认为地震是可以预报的。因此,笔者提出地震预报探索中应加强地壳放气动态监测与研究,特别是加强断层带土壤气ＣＯ２、Ｈ２,Ｈｅ与Ｈｇ动态监测的观点。     

世界性科学难题——地震预报有可能首先在中国实现突破

采用多学科交叉的地震前兆观测方法 ,成功地做出了一些地震的临震预测及年度 (中期 )预测。可以预测几千km以外的 7级以上大地震。预测地震 3要素 (发震时间、震级及地点 )所达到的精度在地震史上也是罕见的。文中介绍了我们所用的主要地震前兆观测方法 :次声波、地应力、地电脉冲、大地微动、引潮力共振叠加等。文中还介绍了几次较好的临震预测及年度预测震例。从近几年的地震预测实践证明 ,对 7级以上大地震做出准确的预报是可能的。     

地震成因综述

本文从地质、地球物理、地球化学和能量等方面分析了地震的成因。源于地核地幔的流体携带大量热能,为岩浆起源、地震形成和地热田提供了充足的能量,然而岩石聚集的应变能不足以产生中等以上的地震。大地震(M≥6.0)绝大部分分布在海沟、火山岛弧和大陆裂谷带等拉张性构造带,如环太平洋海沟、东印度洋海沟、大洋中脊、非洲裂谷、地中海-黑海-里海-波斯湾、欧亚大陆中部的伊塞克湖-阿拉湖-乌布苏湖-库苏古尔湖-贝加尔湖裂谷。流体在地球深部物质运动、地壳运动、地震和火山活动中扮演着重要作用。全球到处发育的隐爆角砾岩表明隐爆作用的普遍性。深部流体向上运移、向地表逃逸的过程中发生爆炸,在地球内部产生了不同震级和震源深度的地震。因此,隐爆应该是产生地震的主要机制。地震成因的隐爆模型不仅能够更好地解释不连续、各向异性的非弹性介质中发生的各类地震,譬如中深源震、震群、慢地震和非双力偶性地震等,而且能够更好地诠释全球地震、火山和地热带在空间上的吻合以及隐爆角砾岩型矿藏的形成。     

青藏高原昆仑—汶川地震系列与巴颜喀喇断块的最新活动

青藏高原是中国最主要的地震活动区之一。最近十多年来,在青藏高原中部连续发生了1997年西藏玛尼Ms7.5级地震、2001年青海昆仑山Ms8.1级地震、2008年3月新疆于田Ms7.3级地震和5月四川汶川Ms8.0级地震及2010年青海玉树Ms7.1级地震,它们相继发生于青藏断块区巴颜喀喇断块四周边界活动断裂带上,是该断块最新活动的结果。发生于断块南北边界断裂上的3次地震都是走滑断裂错动的结果,发生在断块东南端的汶川地震则是挤压逆冲断裂的产物,而西北端的于田地震则呈现出张性特征,它们共同反映青藏断块区巴颜喀喇条状断块向东南方向滑动的最新活动。自1900年以来,青藏断块区和巴颜喀喇断块的强震活动表现出多期活动和区域性转移的特征,20世纪早期Ms7.0级以上强地震活动的主体地区在青藏断块区北部边界构造带,中期转移到高原南部喜马拉雅板块边界构造带和断块区南部断块,最近十多年来则在巴颜喀喇断块及周缘边界断裂上活动。青藏高原这种块体活动和地震活动与澳大利亚-印度板块对亚洲大陆的推挤作用相关,因而,青藏高原和巴颜喀喇断块的强震活动与澳-印板块边界苏门答腊强震活动相对应。目前苏门答腊地区强震活动仍在继续,因此,近期对巴颜喀喇断块及青藏高原南部地区的强震活动和强震危险性仍需加以注意。     

Chlorophyll concentration and surface temperature changes associated with earthquakes

The preparation process of an impending earthquake may leave fingerprints on the earth??s surface. Elastic strain in rocks, formation of micro-cracks, gas releases and other chemical or physical activities in the earth??s crust before and during earthquakes has been reported to cause rises in temperature, surface latent heat flux (SLHF), upwelling index and chlorophyll-a (Chl-a) concentration on the ground or sea surface. Changes in surface temperature can be monitored with thermal infrared sensors such as NOAA-AVHRR and microwave radiometers like AMSR-E/Aqua. SLHF data and upwelling indices are provided by National Centers for Environmental Prediction (NCEP) Reanalysis Project and Pacific Fisheries Environmental Laboratory, respectively. This study examines behaviors of the above four factors prior to the past three oceanic and coastal earthquakes occurred at the Pacific Ocean (Northern California of June 15, 2005, Central California of September 28, 2004, and December 22, 2003). We were successful in detecting pre-earthquake anomalies prior to all three earthquakes. Our detailed analysis revealed 1?C5?°C rises in surface temperature in epicentral areas. Considerable anomalies in Chl-a concentration, 1?C2?weeks before the day of the main earthquakes, were spotted, which are attributed to the rise in upwelling index. Time series of SLHF showed meaningful rises from 1?month to a fortnight before the earthquake events. One problem in our research was the low resolution of the data which makes the graphs that are generated from NCEP database affected by all sources of anomalies, other than seismic activities, within an about 1.8°?C2.5° (200?km) area.     

滇西南2014年景谷中-强震群的地质构造成因——茶房-普文断裂带贯通过程的构造响应

2014年10—12月期间,云南景谷接连发生了Ms6.6、Ms5.8、Ms5.9三次中-强地震。为确定地震的地质构造成因,在地表调查的基础上,综合该区的地质构造情况、烈度与余震分布、震源机制解等资料,确定此次震群活动的宏观震中位于永平盆地东南侧山地,发震断层为地质与地貌表现不显著的NW向右旋走滑断层。此次震群活动及余震迁移过程指示,由于断层斜接部位岩桥的临时阻碍,Ms6.6地震破裂在向南东扩展过程中发生短暂停滞,突破障碍后进一步引发了Ms5.8和Ms5.9地震,这符合震源破裂沿NW向发震断裂分段破裂的行为。区域活动断裂的遥感解译结果发现,发震断层位置恰好处于NW向右旋走滑的茶房断裂与普文断裂之间,区域上属于该断裂带的不连贯部位,指示此次中-强震群活动应该是茶房-普文断裂带贯通过程的构造活动表现。结合思茅地块的历史地震资料发现,思茅地块地震活动多以小于等于6.8级为主,发震构造多为NW向断裂。指示在现今构造应力场作用下,该区NW向断裂的活动性相对NE向断裂更加显著,属于该区主要控震构造,应在今后的地震地质工作中给予更多关注。     

日本大震与中国及邻区中强地震的遥相关

将日本从北至南划分为5个区, 分析1900—2011年3月共110 a期间发生的67个M_s＝6.9~9.0大震事件, 与其后4 a在中国及邻区发生的M_s≥6.0(极个别为M_s=5.5~5.8)共569个中强地震的对应比较.得出结论: (1)日本大震和中国及邻区中强震二者有很好的遥相关关系; (2)分析了日本各区与中国及邻区地震相对应的特点; (3)中国地区地震的滞后时间多为0.5~2.0 a, 最长4 a; (4)用"遥相关法"预测2011—2013年期间, 中国及邻区的中强地震危险区.年度预测与实际发生地震检验结果显示: 预测的34个次地震危险区中, "报对"28个次, 约占总预测个次的82%, "虚报"6个次, 约占18%, 显示"遥相关法"对年度地震预测有一定效果; (5)提出"蜘蛛网"逆反应模型解释中国及邻区对日本大震的响应现象.