Study on the Criterion of the Correlation between Deformation Precursors and Earthquakes

The relationship between pre-seismic anomalous changes and earthquakes is one of the most basic information to comprehend the process of earthquake preparation and conduct earthquake prediction research. However, few researchers have carried out relevant investigations for a long time. In this paper, the distribution characteristics of deformation anomalies before the Wenchuan earthquake are analyzed, and the widespread distribution area is discussed. Based on previous studies, we improve the relationship between anomaly duration t and magnitude M by introducing distance D. The new model is characterized by lower magnitude fitting error, making it possible to establish the correlation between deformation precursors and earthquakes. The correlation standard between precursors and earthquakes here is defined as Niu''s criterion, which is applied to analyze and interpret the relationship between the short-term anomalies of Hongliuxia fault leveling and the Wenchuan and Jiuzhaigou earthquakes.     

于田M_s7.3地震震前重力扰动信号研究

2008年3月21日和2014年2月12日,新疆和田地区于田县先后发生两次M_s7.3地震.为分析两次地震前是否存在重力短临异常信号,应用Tsoft软件对原始数据进行理论固体潮改正和气压改正,并基于小波分解去除其低频趋势,有效提取了两次地震前国家连续重力观测网多台g-Phone重力仪的高频扰动信息.结果表明两次地震前都记录到高频扰动信号.2008年地震前牡丹江、沈阳台和漳州台三个台站记录到的高频扰动信号,主频分布在0.2~0.4 Hz.2014年地震前8个台站记录到两组不同频段的扰动信号.第一组信号集中在震前6天的东北台站,第二组扰动信号出现在震前3天的东南台站.两组扰动信号振幅呈现从北到南、从东到西逐步衰减的时空分布规律·同时期的气象资料显示局部强降雨与第二组扰动异常存在良好的相关性.对高频重力信号的时频分析结果表明震前第一组扰动信号存在异常频段0·13~0.18 Hz.应用扰动源扫描算法对2014年两组扰动信号进行空间定.位,结果显示第一组信号扰动源位置与于田震中相距约1935 km,不在于田地震的孕震区内;第二组信号扰动源来自海上.2008年和2014年于田地震第二组震前扰动信号与强降雨以及海浪影响相关.2014年第一组信号与于田地震的关系仍待进一步研究.     

岩石流变模型在孕震过程和前兆研究中的应用

本文用岩石流变模型讨论了地震孕育过程,以定常应变速率为地震孕育过程的基本条件.在解析解的基础上,计算了孕震过程中应力、应变、应变速率和能量等各种特征量随时间的变化曲线.在此基础上,分析了地震孕育过程的阶段性.本文还着重讨论了孕震过程中的各种前兆现象,探讨了多种前兆异常的综合机制,并初步给出了前兆现象和孕震过程之间的可能联系.      

2018年永清MS 4.3地震前易县地震台形变异常分析

2018年2月12日18：31：36河北省廊坊市永清县M_S 4.3地震发生前,易县地震台SS-Y型铟瓦棒伸缩仪和DSQ型水管倾斜仪记录出现不同程度的异常,从异常形态起始及持续时间、异常幅度和发震时刻进行分析,发现二者相对应,认为此次异常应为永清地震震前异常。     

应力扰动对地震周期和地震矩影响的数值模拟

利用二维有限元数值模型,结合断层滑移弱化摩擦准则对断层滑动规律以及应力扰动对其影响进行了研究．数值计算结果表明,在均匀应力分布情况下, 平面断层滑动显示出典型的特征地震规律,断层面上的应力扰动对断层滑动规律产生影响,压应力增加明显延迟地震的发生时间,并增加地震释放的能量．应力扰动发生在地震破裂临界区时的影响比在震前滑移区时的影响显著．当发生在地震滑移区时,若应力扰动足够大,则压应力增大会造成地震发生时部分动力断层被暂时锁住,使得地震释放的能量变小,但可增加后续地震的能量; 而压应力减小则可导致地震规律产生更加复杂的变化,会即时触发地震．如果应力扰动发生在一个地震周期的早期,则触发的地震较小,但可导致随后的地震提前发生; 如果应力扰动发生在一个地震周期的后期,则会触发大地震．当应力扰动位于震前滑移区或破裂临界区时,小的扰动也可能产生类似的效果．应力扰动产生越晚,这种影响也越明显．应力扰动发生在破裂临界区的影响最明显．应力扰动的影响一般主要集中在应力发生扰动后的1—2个地震周期内．后续地震基本恢复无应力扰动时的特征地震规律．      

昆仑山口西地震和汶川地震前中源地震活动特征研究

研究2001年昆仑山口西地震和2008年汶川地震前的中源地震活动特征,与唐山地震前的特征进行比较,发现:3次大地震前曾发生6或7次h≥60 km的中源地震,且"大震前中源地震活跃的时间跨度T"约5年或5年多。这是大震前中源地震活动最主要的两个特征,包含了孕育大地震的一些重要信息。其他特征还有:中源地震的活动—平静交替、临近大地震前的地震平静、呈条带分布和(或)地震空区等特征,这与大震前壳内地震活动性的一些特征类似。     

永清MS 4.3地震前永清井水温异常分析

2017年12月永清井观测温度急剧下降,采用该井水温、水位多年观测数据,从仪器测量原理及精细温度梯度测量出发,结合井孔资料,认为该变化为永清M_S 4.3地震（井震距<30 km）发生前的异常信息。利用正弦累加模型计算温度异常持续时间和幅度,发现该异常变化存在2个周期：①周期42天,温度变化幅度为0.042 12℃;②周期16.77天,温度变化幅度为0.018 62℃。分析认为,区域应力状态发生变化,使含水层渗透性受到影响,从而间接影响到井下温度传感器安放处水温。地震发生后近距离观测到水温异常变化尚属首次,利用模型对变化时间与幅度进行量化提取,可为经验预报、统计预报提供经典震例。     

超导重力仪检测2011年日本东北Mw9.0级地震前的重力扰动信号

对大地震前的扰动现象的研究有助于认识地震孕育的动力学过程,震前重力扰动已成为关注的热点之一. 对大地震前的扰动现象的研究有助于认识地震孕育的动力学过程,震前重力扰动已成为关注的热点之一. 为检验日本M_w9.0级地震是否存在震前扰动现象,本研究利用全球超导重力仪记录到的地震前后7天内20组秒采样数据进行分析. 经潮汐、大气改正等处理去除仪器的漂移及残余潮汐效应,得到非潮汐重力变化曲线.结果表明大部分振幅大于30×10^-8 m·s^-2的曲线反映了全球M_w≥6级地震引起的高频波动信号,其中11组数据在3月9日M_w7.3级前震之前出现了扰动现象.震前扰动可分解为三个频段,其中,低于0.1 Hz和高于0.18 Hz的分量分别反映了地震波动信号及非构造信息,中间频段(0.118~0.18 Hz)信号能够较大程度地压制地震波动信号、并同时保留异常扰动信息.它的振幅在3月7日10时之前基本保持约1×10^-8 m·s^-2,之后开始逐渐增大,到3月9日7.3级前震前后达到最大,此后振荡衰减,振幅保持约(5~10)×10^-8 m·s^-2,直至主震发生.中间频段信号的变化特征与主震前的应力迁移过程以及实验记录到的地震成核过程有许多相似之处;不过,震前重力异常是否与主震前的应力加速积累有关,仍待进一步研究.     

强震前的地磁异常现象

震前地磁Z分量的日变化异常主要表现在幅度和相位上的变化, 文中利用我国50多个地磁台多年的资料, 重点研究了1997年11月8日玛尼7.5级地震和2005年11月26日江西九江5.7级地震。 发现玛尼地震和九江地震以及大多数中强地震前, 全国地磁台站地磁Z分量日变化幅度的极小值出现时间(低点时间)在空间分布上异常特征, 即低点位移现象。 这种少见的异常现象与强震发生有较好的相关性。 发震日期为异常日后的第27天或第41天的前后4天, 强震发生地区在低点位移突变分界线附近。 结果显示, 在玛尼7.5级地震和江西九江5.7级临震前, 震中周围出现区域性Z分量日变化幅度异常现象。     

Simultaneous infrasonic,seismic, magnetic and ionospheric observations in an earthquake epicentre

Various pre-seismic and co-seismic effects have been reported in the literature in the solid Earth, hydrosphere, atmosphere, electric/magnetic field and in the ionosphere. Some of the effects observed above the surface, particularly some of the pre-seismic effects, are still a matter of debate. Here we analyze the co-seismic effects of a relatively weak earthquake of 28 October 2008, which was a part of an earthquake swarm in the westernmost region of the Czech Republic. Special attention is paid to unique measurements of infrasonic phenomena. As far as we know, these have been the first infrasonic measurements during earthquake in the epicentre zone. Infrasonic oscillations (～1–12 Hz) in the epicentre region appear to be excited essentially by the vertical seismic oscillations. The observed oscillations are real epicentral infrasound not caused by seismic shaking of the instruments or by meteorological phenomena. Seismo-infrasonic oscillations observed 155 km apart from the epicentre were excited in situ by seismic waves. No earthquake-related infrasonic effects have been observed in the ionosphere. Necessity to make vibration tests of instruments is pointed out in order to be sure that observed effects are not effects of mechanical shaking of the instrument.     

Surface Deformation and Seismic Rebound: Implications and Applications

An earthquake process includes pre-seismic stress accumulation, co-seismic rock rupture and post-seismic elastic and/or viscoelastic rebound. Although co-seismic and post-seismic deformations have been readily observed using the global positioning system (GPS), detecting pre-seismic stress accumulation hidden in time-series data remains challenging. This study applies the Hilbert–Huang transform to extract non-linear and non-stationary pre-earthquake deformation data from GPS records for central Taiwan. By converting the derived surface deformation into horizontal azimuths, the randomly oriented GPS-azimuths are reoriented in a similar direction several days before and after earthquakes due to loading and rebound stress, respectively. Analytical results demonstrate that the stress accumulation and release along the entire course of an earthquake process provide significant evidence supporting the seismic rebound theory. This finding would be applicable to areas with dense GPS networks and active plate interactions. Surface deformations detected by the proposed analytical technique have encouraging potential for mitigating future seismic hazards.     

云南垂直摆映震能力研究

利用震例分析方法,通过对云龙、云县、永胜、通海等10个观测点垂直摆监测数据在云南省内及周边最近10年发生的51次中强地震中的同震响应、震前情况的研究,总结出了云南垂直摆的映震能力特征,可为未来地震前兆监测仪器选型、地震预测提供参考。      

Earthquake effects along paths of VLF radio noise and impulsive signals as observed at Yakutsk

An analysis of amplitude variations in the noise and storm-induced impulsive VLF electromagnetic signals recorded at Yakutsk along paths above earthquakes is reported. It is shown that amplitude characteristics of storm-induced VLF signals can usefully supplement signals of radio stations as used in the radio monitoring of regions above earthquakes. The effect on these signals due to earthquakes of magnitude greater than 5 is observed as an amplitude increase within the three days following an earthquake. The pre-seismic variations in the storm-induced signal amplitude which can be regarded as precursors are generally observed as increased amplitudes (within 10 days before the earthquake) with a subsequent minimum.     

芦山MS7.0级地震前的形变空区特征研究

上世纪70年代以来,国内外基本形成了以监测震中附近断层预滑动进行地震预测的研究思路,但近些年来,一些大地震前近震源区域的形变变化却引起了巨大的争议.本文应用芦山地震震中附近跨断层及连续形变观测资料,分析了震前不同阶段地形变变化的特点,讨论了震中附近区域异常时空演化过程.分析结果表明,沿鲜水河断裂带一些跨断层基线、安宁河及则木河断裂带个别场地的跨断层水准基线出现的显著异常变化,这些异常出现在远离芦山地震震中的区域上;在近震源区域,在龙门山断裂带南段的一些断层水准变化量极小,在鲜水河、龙门山和安宁河3条主要断裂围成的三叉口地区,倾斜、应变、重力及断层水准和蠕变观测临震前未有显著的异常变化,该区是形变变化或形变异常分布的“空区”.本文也与汶川地震前形变异常分布进行了对比,认为震前形变“空区”现象可能是强震前的一种共性特征.     

地磁转换函数与汶川大地震关系的初步研究

地磁场转换函数在强震前会发生变化,这已被广泛公认。利用汶川周围9个“十五”建设的地磁台站分钟值数字记录数据,分析和研究了汶川地震前的地磁转换函数变化特征,结果表明：汶川地震的发生与周边台站地磁转换函数异常的关系是明显的,地磁短周期转换函数方法是一种物理意义明确、并有一定预报效能的好方法。     

1992兰德斯地震震源处应力量值的研究

给出了根据地震前后应力轴偏转、地震应力降和地震前后相对主应力大小,计算震源处应力量值的方法.并将该方法运用于兰德斯地震的霍姆斯特德谷断层段,获得了该子断层10 km深度处震前最大、中间和最小主应力的量值分别为271,266 MPa和259 MPa;震前断层面上的正应力和剪切应力分别为265MPa和6.2 MPa;震后断...     

1303年洪洞8级地震震源过程研究

运用霍山断裂滑动速率和１３０３年洪洞８级地震错距的资料，将霍山断裂面取作位错面，使用粘弹介质中位错模型的有限单元公式￣［１］，计算震前断层蠕滑动和震时断层错动对应的临汾盆地应力和应变能密度年速率分布，由此得出：（１）１３０３年洪洞地震前，在临汾盆地以霍山断裂中段和南段应力和应变能密度年速率正值最高，为积累过程，而震时（含震后），年速率负值最高，为释放过程；（２）１３０３年洪洞地震加速了１６９５年临汾地震应力和应变能积累；（３）用有限单元分析方法中的劈节点技术离散位错面，可以符合位错概念     

A review of rock mechanics studies in the United States pertinent to earthquake prediction

Premonitory phenomena such as dilatancy, creep, acoustic emission, and changes in seismic velocity and attenuation, electrical resistivity, magnetic moment, and gas emission, which occur before fracture of initially intact rock and before stick-slip on faults or between finely ground surfaces of rock, have been reviewed and discussed in relation to earthquake prediction. This review is restricted to the results of laboratory experiments that have been carried out in the United States of America.     

印尼8.7级大震前后GPS观测站的地壳水平与垂直位移时间序列结果

利用IGS及中国地壳运动观测网络GPS连续观测站6年多时间的观测结果, 以中国大陆东部的稳定点组作为水平位移与垂直位移解的参考基准, 得到了2004年12月26日印尼苏门答腊8.7级与2005年3月28日8.5级大震前后GPS观测站的地壳水平及垂直位移时间序列的结果。 尽管所采用的GPS站点少, 且分布范围大, 但仍可看到在如此大的地震震前、 同震与震后地壳运动的特征, 为今后观测研究提供了十分有意义的结果。 文中所采用稳定点组基准有效消除水平位移场的平移与旋转, 而局部椭球面的不平性对计算区域地壳运动结果, 特别是对垂直位移的影响很小, 说明了位移解所描述的大范围区域位移场是合理的。 这两次地震的同震水平位移及震后的垂直位移影响量级达数厘米, 范围达远离8.7级地震震中4500 km之外, 甚至更远。