2001年1月强震的前兆次声波测量及机理探讨

频谱分析结果表明 :(1) 2 0 0 1年 1月 (含两次 8级地震 )的测量结果与 1999年 1月～ 7月、 2 0 0 0年 4月～ 2 0 0 1年 4月观测结果具有相同的规律 ,强地震前约 10天内常能测到振幅很强、方向可测的地震前兆次声波。其三维动态频谱的典型特点是振幅由弱 (10Pa～ 2 0Pa)变强 (80Pa以上 ) ;最后的周期范围很宽 (2分～ 6 5分 ) ;波形明显不同于流星雨次声和大风次声。 (2 )强震前兆次声三维动态频谱的最大振幅不仅受震级大小影响 ,而且与震源距离及深度等其它因素都有关。 (3)强震前长周期波的产生机理 ,主要有断层预滑理论、断裂预扩展理论和流体撞击假说 ,而前兆次声波很可能是由地壳中的长周期波耦合到空气中形成。 (4 )岩石破裂实验证实主破裂前在岩石表面和空气中均收到较强的低频波。 (5 )若在北京和昆明各建足够大的三点阵测准波向 ,两直线相交 ,即可预测国内的震中位置 ,这就可能为临震预报提供一种较有效的新方法     

2000年7～9月强地震的前兆次声波测量研究

介绍强地震前兆观测的一种新方法－－次声波法。在北京昌平安装次声三点阵，江测量到2000年7－9月强地震的前兆次声波P－t曲线及波速波向图，经过快速傅立叶变换得到其三维动态频谱。频谱分析结果表明：（1）强震前约10天内常能测到振幅很强、方向可测的地震前兆次声。其三维动态频谱的特点是：振幅由弱（10－20Pa）到逐渐加强（40－80Pa）或更大；周期先分散在2－19分钟或20－65分钟，最后连成一片（2－65分钟）；波形明显不同于流星雨次声、大风次声和雷雨次声；（2）强震前兆次声三维动态频谱的最大振幅不仅受震级大小影响，而且与震源距离及深度都有关；（3）初步解释了强震前兆次声的产生机理和传播机制；（4）若两地的三点阵波向相交，可预测震中位置。故地震前兆次声波的测量研究，有可能发展成为临震预报中一种较有效的新方法。     

2001年2～4月强地震的前兆次声波测量研究

介绍强地震前兆观测的一种新方法一次声波法。在北京昌平安装次声三点阵，并测量到2001年2～4月强地震的前兆次声波P-t曲线，波向和水平波速图及其三维动态频谱，连续一年多的测量结果表明：（1）强震前约10天内常能测到振幅很强、方向可测的地震前兆次声，其三维动态频谱的特点是：振幅由弱（10～20Pa）逐渐加强到（40～80Pa）或更大；最后的周期范围很宽（2～65分）；波形明显不同于流星雨次声、大风次声和雷次声。（2）该三维动态频谱的最大振幅不仅受震级大小影响，而且与震源距离、深度及其它因素都有关。（3）初步解释了强震前兆次声的产生机理和传播机制。（4）若两个相距足够远的三点阵所测波向相交，可预测震中位置，故进一步测量研究会地震前兆次声波，有可能发展成为临震预报中一种较有效的新方法。     

2003年日本北海道8.0级地震次声波特征研究

利用在北京昌平安装的次声三点阵, 记录了2003年9月26日日本北海道地震的前兆次声波和震后次声波。 实际记录的P-t曲线及波速波向图, 经快速傅立叶变换得到其三维动态频谱。 结果表明: ① 强震前2～7天能测到振幅很强、 方向可测的地震前兆次声波。 其频谱特点是: 振幅由弱(10～15 Pa)逐渐加强到(50～80 Pa)或更大; 先为短周期波(10～30 min), 紧跟着长周期波(30～50 min), 然后又出现更长的周期波, 最后长短周期的波一起出现连成一片(2～62 min); ② 地震前兆次声波的产生和记录较容易, 而当地次声波和震中次声波记录和识别比较困难; ③ 若两地的三点阵波向相交, 可预测震中位置。 故地震前兆次声波的测量研究, 有可能发展成为临震预报中一种有效的新方法     

强地震前兆低频波的实验研究

声波透射实验表明，对于板状材料，声音的一部分能量可以透射到空气中。另一部分能量在板中产生简正波，使板产生较大的振幅，在空气中产生能被话筒接收到的声音信号，而信号的简正频率与板的尺寸有关。另外，破裂过程中的声发射实验证实：随着微破裂的集结和裂纹的扩展，所辐射波的频谱会逐渐向低频移动，而且当频率很低时，可以透射出岩石，被话筒接收到。根据尺度相似性原理，推广到野外，强地展前破裂集结可能会辐射出超低频波，这种超低频波不能被常规的地震仪记录到，但可以被超低频传感器或次声接收器记录到。在地震前，产生前兆的源非常复杂，大多数情况下可能并非脆性破裂，而是塑性蠕滑或者有流体的参与。而后两种情况产生的波的周期会更长，而且缺乏脆性破裂所固有的高频成分，这可能就是多数地震前缺乏前震的原因。     

武定6.5级地震孕震过程测震学特征

研究了1995年10月24日云南省武定6．5级强震前的地震活动性参数、空间分布图象、距震中135km的巧家台振幅比、波速比演化特征，结果表明武定6．5级地震孕育发生有明显的阶段性变化，经历了早期（1988年4月－1992年7月），中期（1992年8月－1995年3月），晚期（1995年4月－1995年10月）阶段的发展，最终发生了强震。最后应用岩石破裂实验结果，分析了武定6．5级地震孕震过程。     

长周期形变波及其所反应的短期和临震地震前兆

本文应用断裂力学和流变介质中波的传播理论来研究震前长周期形变波的波动源以及这类波传播的一些主要特征,在理论研究结果的基础上,对我国多次较大地震前观测到的短临地震前兆进行了剖析,并从中识别出一些可能与长周期形变波有关的短临地震前兆.首先,从粘滑与破裂这两类主要地震机制出发,提出了粘滑前的预滑与破裂前断裂的预扩展(亚稳态扩展)可能是产生震前长周期波的两类波动源的看法,并着重从理论上讨论了后一类波动源.其次,以地壳流变介质模型为基础,对长周期形变波的传播特性进行了理论研究.选用地壳的广义流变介质模型,求解了所述的两类波动源在这种流变地壳介质中引起的长周期形变波传播的动力学问题,从理论上得出了长周期形变波在地壳内传播的某些一般特征.然后,专门分析了我国多次大地震前实际观测到的短期和临震地震前兆资料,并着重讨论了唐山地震的短临前兆.在这些不同类型的短临地震前兆中,我们得出地下水位、地倾斜及潮位自动记录曲线等的某些振动式及阶跃式短临地震前兆与长周期形变波的理论探讨结果基本相符,因而可以认为它们属于由长周期形变波所反映的地震前兆.在理论研究与实际资料分析的基础上,本文归纳了由长周期形变波所引起的短临地震前兆的一些基本特征,包括传播速度、衰      

前驱地震波的试验研究及波谱分析

研究了含预置裂纹的有机玻璃试样在加载实验过程中，大破裂之前出现的长周期、小振幅低频事件，并与大地震前可能出现的同类现象（即前驱地震波）进行了对比研究，根据波形记录和频谱分析得出：前驱地震波是地壳介质的长周期波动，是一种客观存在的前兆特征，具有短临前兆意义。     

慢地震慢前兆的机制研究

通过岩石高温高压破裂实验与有机玻璃破裂试验的应力—应变曲线对比、地震波形记录(观测资料)与试样破裂波形(实验资料)对比、地震前后定点应变与主破裂前后应变形态变化的对比，认为慢地震是临界或亚临界破裂或预先滑动所致，是低频应变波动。它是材料屈服、弱化或塑性变化的必然结果。而慢前兆则是临近大地震(大破裂)前出现的诸如形变、低频地震波(破裂弹性波)等的短期及临震前兆现象，它比较可靠。但由于许多岩石主破裂前并无明显的临界破裂或预滑动现象，也并非所有岩石都一定出现明显屈服，所以也并非每个地震前都有慢地震，因此，也就不一定都出现低频波动。从而，也并不一定都出现相同的短期、临震前兆现象。     

在2004年12月26日印尼9级地震前收到特大临震信息

2004年12月26日印尼发生9级大地震.震前于2004年12月19日3点22分,中国北京工业大学地震研究所收到声压为16.8Pa的特大次声异常信号.为了预测将发生地震的震级,对比2001年11月14日在中国青海Ms8.1级地震前收到声压为12.88Pa的次声波异常信号.为此做出临震预测:2004年12月19日至28日在全球范围内将发生大于Ms8.1级地震甚至会发生大于Ms8.5级地震.     

大震前井水位长周期波生成机理的实验证据

根据一些学者的岩石力学实验结果证实岩石在大破裂前能够产生一种长周期、小振幅的低频事件,并依此来解释大震前井水位长周期事件的物理机制.研究结果表明,大震前井水位长周期事件反映了震源的内部信息,是大震前断裂失稳扩展前预扩展所产生的一种波,是震源成核过程的反映.     

预位移终止相与突跳型前兆类型

本文从理论上讨论了两种预位移终止相。一种是预位移在震源断层面上局部地区发生,简称为局域预位移;另一种是预位移在整个断层面上展开,称为全域预位移。这两种预位移的终止条件有重大差异,这种差异导致预位移终止相的差异,从而使预位移引起的长周期波,以及由长周期波产生的突跳型前兆也产生差异。得到的初步研究结果如下: 1.大多数大地震发生前的预位移属局域预位移,而中强震大多属全域预位移。2.局域预位移的震源过程为有限源传播,全域预位移为有限源与瞬时面源。前者仅有一个长周期P波,后者产生两个不同到时的长周期P波。3.局域预位移和全域预位移所引起的长周期波与它们各自的源时间函数相近。前者产生单峰型突跳前兆,后者产生双峰型突跳前兆。由这两种前兆异常类型可粗略判断未来地震的强度。4.由于大震局域预位移区的尺度与中强地震全域预位移区尺度相当,因而它们的预位移幅度相近,从而大震和中强震前大多数前兆异常幅度相近。这样从理论上解释了前兆异常幅度与震级无关这一观测事实。     

低频前驱波传播机理的研究现状

本文从低频前驱波传播的理论与实验等方面对其传播机理的研究现状进行了简要概述。断裂预扩展、过热液体暴沸、粘滑地震前的预滑等均可能产生低频前驱波;微破裂集结、均匀和非均匀断层滑动失稳成核、声透射等实验均证实了岩石在大破裂前确实能够产生一种长周期、小振幅的低频事件;低速断层、壳内低速层、承压含水层、水体大连通性好的灰岩含水层、大气中的声波导层有利于低频前驱波传播。     

腾冲火山区地震事件(LP,VT,VE)的识别研究

利用腾冲流动数字台网资料，用多种方法对腾冲火山区的地震事件进行识别研究，认为腾冲火山区记录到的地震事件按波形主要分为两类：P波最大振幅明显大于S波及Lg波最大振幅的事件；P波最大振幅小于S波及Lg波最大振幅的事件。其中P波最大振幅明显大于S波及Lg波最大振幅的事件是火山地震的可能性较大。根据多个事件频谱随时间变化扫描图中的频谱特征，认为目前这个地区未记录到长周期事件；但流动台网记录到几组振幅较小，频率较高，振动持续时间双腾冲地震事件的持续时间（一般为6－7s)明显长，达20余秒的颤动事件，波形与Tremor事件曲型图有相似之外，这几个事件是否是Tremor事件，值得深入研究。     

地震危险区电磁多参数的综合观测与研究

本文研究了地震危险区电磁多参数综合观测资料，主要结果有（１）测区周围２９０ｋｍ范围内的５级以上地震前都出现电磁前兆；（２）地震前地壳中出现电磁前兆的时间要比空中出现的早许多；（３）岩石和土层的变形、破裂和摩擦是电磁前兆的可能原因之一。     

井水位长周期事件记录及其机理的讨论

选择了几口具有代表性的观测井, 并对这些井孔在强震前记录到长周期波现象的特征进行了分析。从理论上对地震前的长周期事件给出了较为合理的解释, 认为地震前一些敏感井水位长周期事件可能反映了断层蠕动、静地震与慢地震、断裂的预扩展和地震成核等。井— 含水层系统像一个长周期地震仪, 它为记录到有价值的前兆低频波提供了最佳的频率响应范围。     

试论岩石破裂和破坏的差异对地震模拟及前兆研究的影响

本文分析讨论了实验地震学研究中很少论及的岩石破裂和破坏的很大差异,指出仅以岩石破坏实验模拟地震特别是前兆研究存在诸多不足.建议以岩石破裂来模拟地震特别是前兆研究,由此可给出较为完整的地震活动图像.岩石破坏前兆已研究的相当多,但大破裂前则未必出现如破坏那样的前兆.大破裂前兆特征比破坏前兆更能反映地震前兆的复杂性,其识别更难,更符合实际.同时议及以岩样的整体黏滑模拟地震研究特别是前兆研究的不足.建议加强对局部现象——大破裂（或黏滑）的前兆特征、预测方法的深入仔细研究.     

岩石红外辐射温度随岩石应力变化的规律和特征以及与声发射率的关系

在实验室对不同岩性不同结构的岩石试件进行单轴加载至试件破裂试验，得出了如下主要结果：（１）岩石试件的红外辐射温度随应力增加而变化，温度变化的范围在０．２℃－０．８℃。（２）岩石试件临破裂前出现明显的岩石破裂温度前兆。（３）有一部分岩石试件临破裂前出现高温条带、高温区或低温条带、低温区。不久，试件沿高温条带、区或低温条带、区发生主破裂。（４）有一部分岩石试件在临破裂前出现温度脉冲，正脉冲达到２．８℃，负脉冲达到－１．０℃。（５）当应力增加时，岩石试件的辐射温度增加与声发射率增加呈互补关系。     

远场和超远场前兆的模拟实验研究

在岩石试件、传压块体（包括岩石和钢块）和压机架上布设应变观测点，观测研究它们在岩石试样破裂孕育过程中的变化特征。结果发现，岩样临破坏前除岩样上各个测点都出现异常变化外，同时较远处的测力元件、传压块体和压机架上的应变也出现了突变或扰动前兆异常。岩石试样外部测点的应变特征变化在极临近主破裂时才有反映。而岩样上的测点除极临近主破裂时有突变和扰动外在离主破裂较早时已有反映。岩石试样外的测点距岩样约25－90cm，约为破裂尺度的3－10（多）倍。这表明在孕震区以外很远的地方都可能出现前兆异常。并初步探讨了形成远场前兆的原因。     

应重视大地震预测物理基础的研究

正1以前的地震预测物理基础的研究结果已"过期"了1973年美国肖尔兹(Scholz C H)等人在Science上发表了"地震预测的物理基础"一文,他们根据前人关于岩石膨胀的实验结果,提出了地震孕育的膨胀—扩散模式,由此预言地震前在地震的初始破裂区会出现P/S波速比、电阻率、水氡等多种前兆变化。但是,世界上多年来并未获得根据前兆变化成功预测强地震的实例,说明小岩样破裂实验的结果不能作为地震预测的物