基于动态重力信息的地震前兆与强震短临预报

地震预报是当今世界尚未破解的重大科技难题,短临地震预报是地震预报的难点,有效的前兆信息则是短临预报的关键。笔者围绕短临地震预报难题,研制了高精度动态固体潮汐重力仪和大气潮汐重力仪,成功捕获到2010～2023年间的玉树7.1级地震、土耳其7.8级地震等震前几十个小时的动态重力场变化信息。这些信息再现了强震孕育–发生的过程,初步揭示短临阶段“基本稳定→闭锁蓄能→震前平静→能量释放”的强震物理机制,可作为短临地震预报的前兆信息。为实现对短临地震“时−空−强”的准确预报,提出通过动态重力场变化组网观测和分布式前兆信息数据库建设,进一步揭示不同类型地震的动态重力信号响应规律,建立强震发生概率、时间、震中位置及震级预报模型的可行性路径,渴望破解强震短临预报的世界难题。     

芦山Ms7.0地震前龙门山断裂带西南段区域形变特征分析及发震模型探讨

利用2010年和2013年两期精密水准测量数据分析了芦山Ms7.0地震前龙门山断裂带西南段的区域形变特征。结果显示,芦山地震前龙门山断裂带西南段的天全-泸定区域垂直形变速率为6~8mm/a,远大于汶川地震前的形变速率,汶川地震对芦山地震前该区域库伦应力值的积累起加速作用;临近四川盆地的雅安至名山区域的垂直形变速率为-3~-6mm/a。从芦山地震和汶川地震的地震破裂带及余震分布区域来看,两次地震中间出现一段"地震空区",应力可能会在空区加速积累,应加强该区域地震监测和预报。     

汶川8.0级地震前BSQ型数字垂直摆倾斜仪观测到的地形变异常现象

地倾斜连续观测是地壳形变观测研究中重要内容。汶川8.0级地震前,布设在四川德阳金河测点的新型BSQ型数字垂直摆倾斜仪观测到了明显的地形变异常现象。分析其观测结果可知,汶川8.0级地震前约半月时间内德阳金河测点的地倾斜运动速度较过去的平均运动水平提高了数十倍,且震前地表快速倾斜的方向在N25°W左右。除此之外,德阳金河BSQ型数字垂直摆倾斜仪测点还观测到较为完整的,对应于可以反映地表应力集中、释放过程的震前地表破裂过程。上述现象为今后研究强震孕育机理提供了重要的信息。介绍与分析了布设在龙门山断裂带附近的其它类型地倾斜仪在震前的观测结果。事实证明,BSQ型数字垂直摆倾斜仪在强震前的浅表过程监测中具有重要意义,值得在今后的地震前兆台网工作中进行推广。     

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-波段(10.3-11.3μm)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、孤市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55d),就开始出现了热红外异常;②异常阶段多日复杂:汶川地震前的卫旱热红外异常,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13d;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≥Ms 5.0)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.     

四川汶川Ms 8.0级地震同震变形特征和分段性

汶川地震发育2条地表破裂带,一条沿中龙门山活动断裂带分布,另一条沿前龙门山活动断裂带分布,前者长超过200km,后者长约80km。同震变形在地表表现为逆冲膝折带,走向N45～60°E,形成公路路面隆起和农田陡坎。逆冲膝折带西北侧抬高,东南侧下降。在剖面上冲断带倾向北西,倾角50～60°。膝折带两侧相对高差沿映秀－北川断裂一般为2.5～3.0m,沿都江堰－汉旺断裂为1.5～1.1m。沿中龙门山活动断裂带,同震变形运动方式具有明显的分段性,映秀－擂鼓镇段,表现为逆冲,走滑现象不明显;北川－青川段既有逆冲又有右旋走滑分量。沿前龙门山活动断裂带,同震变形运动方式主要表现为逆冲,走滑位移和分段性不明显。