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。     

地震预测方法评论与建议

1地震是有前兆的,地震是可以预测的 1966年3月8日河北邢台发生了7.2级大地震,给人民带来了巨大的灾难.周恩来总理立刻亲临灾区,领导了抗震救灾工作.周总理是一个彻底的唯物主义者,他相信群众、相信科学.在听取了大量关于地震前兆的反映和一次小震预报成功的基础上,他得出结论:"地震是有前兆的,地震是可以预报的,必须加强地震预报的研究".并勉励中国科技大学的学生说,"希望你们这一代能解决地震预报问题".周总理当即指派时任地质部长的李四光教授主持攻破地震预报这个世界性科学难题.     

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。     

卫星热红外异常影象在地震短临预报中的应用

阐述了应用卫星热红外景象异常进行出地震短临预报的显著效果，并探讨了热红外异常发的机制，准确地地震预报，尤其是短临预报是减轻地震灾害的重要前提，地震的发生是有各种前兆的，但识别震兆一直是地震预报中的一个关键性的难题。     

论地震数值预报——关于我国地震预报研究发展战略的思考

随着中国工业化和社会现代化进程的加快 ,中国城市化进程必将进一步加速。如何减轻地震灾害的问题正变得日益严峻。尽管地震预测是一个举世公认的国际性科学难题 ,但在强化各种减轻地震灾害措施的同时 ,仍须大力推进地震预测研究。为此 ,需要打破长期徘徊在以地震前兆异常监测为基础的经验性预测局面 ,把注意力尽快转向研究以动力学为基础的数值预报。以GPS为代表的空间对地观测技术 ,岩石圈巨型高分辨率宽频带流动地震台阵观测技术以及数值模拟技术已经为地震数值预报研究提供了前所未有的技术基础。以地震数值预报为目标的GPS阵列地壳形变连续观测 ,高分辨率地壳上地幔结构探测 ,地壳动力学 ,地震孕育和破裂过程的理论、模拟试验和实际观测 ,数据同化和计算软件的开发应成为今后研究的重点。现在的问题是 ,需要积极借助数值天气预报的经验 ,强化多学科 ,多部门的组织协调 ,尽早在有条件的地区开展地震动力学数值预报的科学试验。地震数值预报研究必将极大地促进中国地震科学基础研究和地震预报的进一步发展。     

地震预报现状及相关问题综述

虽然对“地震能否预报”一直存在争论,但众多大地震的震例研究表明,前兆异常会或多或少地出现在地震孕育过程的不同阶段。国内外针对活动断裂的行为方式、大地震复发规律、活断层分段与大地震活动、大地震复发的概率预测和地震孕育过程与机理等,都提出了不同的理论模型,促进了地震预报的发展。中国的地震预报工作现状面临地质构造与地震地质工作基础仍明显不足、中长期地震预报工作程度亟需全面提高、中短期预报衔接不够和防大震意识还相对薄弱等诸多问题。基于这一现状与快速城镇化的国情,需在坚持地震预报研究的前提下,全面做好新构造、活动构造与地震地质方面的调查研究工作,夯实中长期地震预报的基础,并加强中短期预报的衔接,坚定防大震意识。同时切实加强防震减灾工作,有效提高强震活动区带上的建筑物与重大工程的抗震能力,并增强全社会的防震减灾意识,从而为地震预报研究提供持续发展的有利环境。     

从汶川“5·12”地震看地球物理预测地震

汶川"5·12"地震,破坏之大,死亡人数之多,让世界震惊,所以人们重新把眼光投向地震预报。地震预报的确是艰难的,中国的海城地震是一个成功的典范,但唐山、松潘和汶川地震依然让人们陷入迷茫。地震发生前有许多先兆(包括前震),通过仪器接收,表现为一些地球物理场异常。引起这些地球物理场的异常有诸多的原因,不可能在短时间内分辨出那些是因为即将地震而引起的。目前地球物理预测地震理论已经日趋完善,可进行多方位的数据分析,并在实践中验证,下逐渐走向相对科学地、精确地对地震进行预测。     

时间序列分析法在延吉市地下水动态预测的应用

根据延吉市地下水位周期性变化趋势明显的特点,提出了水位预报的时间序列分析模型。同时,通过模型分析可知该区地下水位变化存在两个主要周期年,即地下水位的季节性变化和多年变化规律,预报结果表明：该模型预测效果较好,运行合理,对规律性不强的地下水位动态预报具有一定的实用价值。     

地震预报路在八方

中国处于地震多发区,地震预报、预防工作显得尤为重要,通过建立《地震监测预报法》,提高全民防震防灾意识,检测现有房物抗震等级,地震局系统提升地震预报预测职能和工作力度;设置预防及减灾、救灾的机关或常设机构等10项措施,加大地震预防预报能力,减少地震带来的损失。     

依托科技 加强科研 努力做好地震分析预报工作

30年来 ,福建全体分析预报人员以高度的事业心、责任感为提高地震预测预报水平作出无私的奉献。面对现今严峻震情压力 ,我们要更加努力工作 ,依托科技、加强科研 ,为防震减灾事业做出新贡献。     

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。     

汶川地震触发陕西省境内地质灾害灾险情特征

在实地调查、汶川地震震后次生地质灾害隐患排查成果的基础上,结合县市地质灾害调查数据,从灾情和险情两个方面,对汶川地震触发地质灾害灾险情的致灾灾险情、灾种、类型等特征进行了较系统的分析对比.进一步比较了陕西在汶川地震触发地质灾害受灾省份中的情况,并对地质灾害趋势做了初步预测.研究表明,灾险情集中分布在龙门山构造带向陕西境...     

芦山地震：一个成功的中期预测案例

2013年4月20日MS 7.0级芦山地震是2008年汶川地震以后龙门山断裂带的又一个灾难性的地质事件。文中回顾了对芦山地震的成功中期预测并给出了预测的依据。2012年11月25日上午,中国地球物理学会天灾预测专业委员会讨论中国西南地区中期地震预测问题。专业委员会主任耿庆国回顾了2012年4月作出的中期预测,认为2012年5月至2013年5月期间,在我国西南地区可能存在MS 7~8级地震。参加会议的委员们同意这一时间预测和震级预测,但是在震中位置预测方面存在不同意见。文章第一作者在会上作了一个报告,并展示了确切的震中预测位置图,即位于四川省雅安与康定连线的中间位置。这一预测的依据主要有两个方面：一方面,雅安西侧与汶川两地,具有两个特征相同的独立的卫星重力局部高异常;二是汶川(5·12)大震只是释放了龙门山断裂带北东段的能量和应力,这导致能量和应力在龙门山断裂带南西段,特别是南西端与重力异常突变叠加区(即中上地壳密度突变区)的加速积累和集中。芦山地震震中位于雅安芦山,与预测震中位置仅相差80 km,发震时间在2013年5月前。芦山地震中期预测的成功给予我们很多启示。作为一种地质过程,地震应该有其自身的规律可循;成功的地震预测需要多方面观测信息的综合分析,正是基于此,目前迫切需要国家的或者国际的具有综合分析经验的专家组和有效的前兆信息平台;卫星重力异常数据的处理和更新将有助于缩小强震预测的包围圈。     

汶川地震成因及其大陆地震动力源探讨

发生在2008年5月12日的四川汶川里氏8．0级大地震,给人民的生命财产和国家建设造成了严重的损失。面对汶川大地震千百万受灾群众的苦难,以及未来亚洲地震灾害的研究和防治,作者通过多年研制的亚洲与邻海有关地学基础图件的基本信息,就汶川大地震发生的成因及其大陆地震动力源等问题作出客观解释。     

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。     

量子地震模型:对汶川地震的解释

从大量的地震参数分析可知,在由同一主震引发的所有的余震发生的位置都不同。在发生地震之前,地震的震中位置都是一些相互独立、互不连续且发生了弹性应变的单元个体,笔者称这些独立不连续的弹性应变单元称为应变量子。综合前人研究成果,笔者建立了一个地震模型。运用该模型对2008年5月12日发生在中国汶川地震作了解释:由于在龙门山断裂带周围形成了许多的应变量子,这些应变量子的形成阻碍了龙门山断裂的运动,产生滑移亏损,从而造成在地震前测量到的龙门山断裂带速度场变化很不显著。2008年5月12日14时28分时,在龙门山断裂周围已形成应变量子中的其中一应变量子最先达到它的最大储能,释放它所储存的应变能,引发了汶川Ms8.0地震。此次地震产生的地震波引发了龙门山断裂周围地壳应力的重分布,使得其他应变量子提前达到最大储能,释放出能量,于是触发成千上万次余震。此外,我们或许可以通过观测断裂滑移速率的变化情况来预测断裂周围应变量子的形成,从而来预测该断裂是否存在潜在地震的可能。     

芦山地震冶勒大坝强震监测资料分析

冶勒沥青混凝土心墙堆石坝最大坝高为124.5 m,坝址区地震烈度高,地质条件复杂,两岸坝基条件严重不对称。大坝上布设了9台强震仪组成的强震监测台阵,曾获得2008年汶川地震和攀枝花地震的大坝强震监测记录。2013年4月20日四川省雅安市芦山县发生里氏7.0级地震,冶勒大坝距震中约212.5 km,坝址区震感较为强烈,强震监测台阵获得了此次地震较为完整的有效记录。对芦山地震主震记录进行时域分析和频谱分析,总结冶勒大坝在芦山地震中的动力反应规律,并与汶川地震时坝体动力反应进行对比分析。研究表明,芦山地震主震时冶勒大坝最大加速度记录为47.043 cm/s2,最长持续时间为76.98 s,坝顶动力放大效应明显;芦山和汶川地震时大坝动力反应规律的差异与地震波频谱特性及大坝自振特性等密切相关。总体而言,冶勒大坝在震后运行安全稳定,芦山地震未对冶勒大坝造成明显不利影响。     

5.12汶川地震断层的同震位移构造意义与运动学模型

5.12汶川8.0级地震断层的同震位移方式、大小和空间变化为检验断层几何学、运动学与动力学分析理论与方法提供了一个现实范例。本文通过对汶川8.0级地震断层同震位移的几何学、运动学特征和可能的深部过程分析,并考虑到地震动力作用的影响,探讨了断层同震位移的地质意义和断层运动学模型问题,继而讨论了汶川8.0级地震过程中所呈现出的断层构造变形的现象对断裂构造分析的有关理论和方法的启示。提出了如下初步认识:(1)根据地震破裂面两侧地表高程差确定的断层垂直同震位移,并不完全是深部震源破裂的构造位移扩展到地表所致,而是包含了地震动力作用对断层破裂面两侧深部岩体的结构损伤破坏(膨胀)强烈程度差异所形成的非构造位移;(2)汶川地震的发震断层走滑-逆冲位移大小和方式的空间变化,可以用区域稳态构造应力和地震动力的联合作用给予合理解释,即断层的逆冲位移成分可以归因于为垂直断层的南东向的区域构造挤压应力作用之结果,而水平走滑位移则与震源体破坏过程形成的地震动力作用方向与不同区段断层的交角变化所致,即震源体上方映秀-北川断层南段和彭灌-江油断层,无论是区域构造应力,还是地震动力,都与断层走向近于直交,因此,断层以逆冲为主;而映秀-北川断...     

Numerical simulation of dynamic mechanisms of the 2008 Wenchuan Ms8.0 earthquake: implications for earthquake prediction

The sudden and unexpected Wenchuan earthquake (Ms = 8.0) occurred on the Longmen Shan Fault, causing a large number of casualties and huge property loss. Almost no definite precursors were reported prior to this event by Chinese scientists, who made a first successful prediction of the 1975 Haicheng earthquake (M = 7.3) in China. Does the unsuccessful prediction of the Wenchuan earthquake mean earthquake prediction is inherently impossible? In order to answer this question, the paper simulated inter- and co-seismic deformation, and recurrence of strong earthquakes associated with the Longmen Shan listric thrust fault by means of viscoelastic finite element method. The modeling results show that the computed interseismic strain accumulation in the lower crust beneath the Eastern Tibet is much faster than that in the other regions. In particular, the elastic strain energy density rate accumulates very rapid in and around the Longmen Shan fault in the depth above ~25 km that may explain why the great Wenchuan earthquake occurs in the region of such a slow surface deformation rate. The modeled coseismic displacements around the fault are consistent with surface rupture, aftershock distribution, and GPS measurement. Also, the model displays the slip history on the Longmen Shan fault, implying that the average earthquake recurrence interval on the Longmen Shan fault is very long, 3,300 years, which is in good agreement with the observed by paleoseismological investigations and estimates by other methods. Moreover, the model results indicate that the future earthquake could be evaluated based on numerical computation, rather than on precursors or on statistics. Numerical earthquake prediction (NEP) seems to be a promising avenue to a successful prediction, which will play an important part in natural hazard mitigation. NEP is difficult but possible, which needs well supporting.     

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。