从天文观测提取地震前兆信息

天文时间和纬度观测的残差值在仪器周围地区发生中强地震前夕出现短期异常的现象已被初步证实．本文进一步讨论时纬残差异常与地震三要素的关系，并认为布设观测网点获得多架仪器的资料，将可为地震三要素，尤其对震中位置的判定提供有意义的信息．多架仪器的资料对垂线变化和垂线偏差研究也将是有价值的．建议在地震高发地区组建观测网，并研制主要用于地学研究的小型、高精度天文时纬观测仪器．      

建立华北及西北地区垂线变化试验监测网的意义和可行性

本文介绍了天文时间和纬度观测资料的残差值在天体测量仪器周围一定范围内的地震发生前夕出现短期异常波动的现象,及不同地区天体测量仪器的观测残差与地震关系的特征,认为地方铅垂线的震前异常变化是造成天文时纬观测资料的残差值出现异常波动的主要原因.相关的研究结果曾两次获得中国科学院科技进步奖.本文还论述了该现象发展成为有效的短期地震前兆的可能性和目前该研究面临的情况,及利用天体测量仪器监测垂线变化及对其开展深入研究的意义.讨论了利用一定数量的天体测量仪器组建试验观测网对认识什么构造区带上的什么类型的地震更容易使处于何种构造区带上的时纬仪器提前出现残差异常,异常特征和时间提前量出现差别的主要原因是什么,异常与地震三要素的定量或半定量的关系,以及优化观测和提取有效信息的方法的必要性.讨论了组建观测网所需观测仪器的性能,简要介绍了中国科学院国家天文台与山东科技大学测绘学院合作试制的新仪器的特征.再次提出了在多震的华北、西北地区组建试验观测网的建议,讨论了组网的意义、可行性和有关问题.     

一种震前超低频密度——应力波

地震发生前天文时纬残差观测数据出现异常,得到了不同天文台观测结果的证实。另外,两种与地震相关的物理量震前地下深部物质视电阻率变化和断层活动矩变化,其物理机制的解释以及与后续地震的关联方式和天文时纬残差有很多共性。而且,这3类观测现象与后续地震的关联方式与国外学者提出的热力学弹性回跳模型符合得很好。本文基于现有观测证据和理论模型的一致性,提出地震前在地层构造中存在一种来自孕震区域的超低频密度—应力波。     

天文测时测纬的一种短时间异常与台站附近强震的对应关系

本文具体处理了自1966年以来,周围曾经发生过强震的北京,天津,东京（日本）,水泽（日本）及贝尔格莱德（南斯拉夫）等五个台站的测时测纬数据的残差,发现大震前的三、五个月内测时残差均出现一对符号相反的异常,而测纬残差则是一个孤立的单峰.这种震前的异常特征在无震的年份和无强震台站的资料（为了对比,又选了世界上观测稳定、质量较好的六架照相天顶筒,三架天顶仪和两架等高仪的资料）中极为罕见.对比关系较为密切,难于用偶然误差和其它影响来解释.各地测时与测纬残差异常特征的差异可能系地质构造不同所致.上述结论对进一步探讨地球自转的不均匀性的原因,提高时纬观测精度,揭示地下物质的运动形式及震源机制的本质等方面提供了新的线索和依据.     

地震地电阻率法的统计预报研究

系统整理了全国台网地电阻率观测资料，经预处理排除一切可能的干扰影响后，研究了地电阻率变化与地震的对应情况。共提取了４３次震例异常。研究了这些异常与地震之间的关系，给出了预报地震３要素的统计结果，为地电阻率预报地震提供了较为实用的定量指标     

邢台5．4级地震前的流动重力和地磁异常初步研究

根据测值空间变化等值线和时序变化曲线,分析了2002年邢台5．4级地震前流动重力和流动地磁异常的动态演化。两种异常震前表现出如下特征：①流动重力、流动地磁观测资料均有较为明显的前兆异常反应;②地震发生在重力变化的“0”等值线附近;③流动地磁部分点位测值呈现趋势性异常,震前全部点位观测值整体上升,形成完整的高值异常区。     

组建云南天文时纬测震网的意义及可行性

本文简要地介绍了光学天文时纬残差在地震前夕出现短期异常波动的现象，认为光学天文时纬观测可为地震短期预报提供有价值的信息。作者认为在地震活动性较强的云南地区，组建一个天文时纬测震网是有意义的，本文讨论了其可行性及有关问题。     

基于概率密度分布的地电场地震前兆异常提取方法

随着地电场观测技术的不断提高, 高采样率的观测资料中蕴含着丰富的与地下构造活动有关的信息, 如何从高采样率的观测资料中提取有效的地震前兆异常, 是目前地震电磁学科分析人员最为关注的问题之一。 本文利用概率密度分布方法, 分析了2013年芦山M_S7.0地震和岷县漳县M_S6.6地震震中周围9个地电场台站的观测数据, 分析得到: 在芦山地震和岷县漳县地震前, 平凉台、 古丰台和松山台出现高频异常信息, 地电场干扰增强。 据此分析, 初步研究认为概率密度分布法是一种有效的地电场高频异常信息提取方法。     

A kind of information on short-term and imminent earthquake precursors—research on atmospheric electric field anomalies before earthquakes

The long-time practice of observational research on earthquake prediction has shown that the information on short-term and imminent earthquake precursors can hardly be detected, but it is very important for practical and effective earthquake prediction. The result of analysis and study in this paper has shown that the anomaly of quasi-static atmospheric electric field may be a kind of reliable information on short-term and imminent earthquake precursors. On such a basis, the 20 years’ continuous and reliable data of atmospheric electric field observed at the Baijiatuan seismic station are used to study the correlation between the anomalies in seismic activity and relative quiet periods bear on the occurrence of near earthquakes within 200 km range around Beijing after the Tangshan earthquake. The observational results recently reported before hand in written form and earthquakes that actually occurred in near field in corresponding time periods are compared and analyzed. The efficacy of these written prediction opinions about near earthquakes in the recent 10 years is tested. From the test results, the brilliant prospect that the anomaly of quasi-static atmospheric electric field may really become a reliable mark for making short-term and imminent earthquake predictions is discussed. Besides, as a preliminary step, some judgment indexes for predicting earthquakes by use of the observational data of atmospheric electric field before earthquakes are put forward. In the last part, it is pointed out that it would be possible to obtain more believable judgment indexes for determining the three elements of near earthquakes before greater earthquakes (M _S≥5) only if a relatively reasonable station network (2–4 stations every 10 000 km²) is deployed and further investigation is made. Contribution No. 97A0040, Institute of Geophysics, State Seismological Bureau, China. This subject is sponsored by Program No. 95-04-05-01-04, State Seismological Bureau, China.     

DEMETER卫星观测到的智利7.9级地震前的电离层电磁扰动

利用法国DEMETER卫星观测的电离层电磁数据,分析了2007年11月14日智利7.9级地震前10天内的电磁信号记录,结果发现在震前1周内,低频电磁扰动开始在比较宽的纬度范围内增强,震前3天异常信号幅度达到最大,并在低纬度地区尤其突出.以5天为间隔,比较分析了多参量的空间图像,发现在震前5天异常幅度和范围扩大,震中位于异常区域的边缘地带.分析认为,这次地震前的异常信号与孕震区电磁辐射信号增多及空间加热扰动有关.     

从二个地下流体典型震例论台网优化与升级

对1998年张北M_S6.2与2014年鲁甸M_S6.5二个地下流体的典型震例, 进行前兆异常的重新筛选与异常特征的系统剖析, 分析了异常与地震三要素关系, 指出了异常特征与地震三要素关系的不确定性及以此实现地震预测的困难性。 从场的动态监测与源的过程追踪的地震预测的科学思路出发, 提出了中国地震地下流体台网的优化与升级的方向与方案, 其主要内容有: ① 通过对现有观测井(泉)进行筛选并增建一批新观测井(泉), 重建以强化场的动态监测为目标的全国地下流体基本台网, 该网以地下水物理化学(水位、 水温、 氡、 汞)观测为主, 井(泉)间距在西部地区为约200 km, 东部地区为约100 km, 首都圈地区为约50 km; ② 在天山带、 南北带、 郯庐地震带等地震潜在危险区, 新建5~6个地下流体局部观测网, 开展以捕捉M6.0以上地震的源兆与追踪其变化过程为目标的断层气体(含溶解气与土壤气)成网观测, 井(泉, 点)间距为约50 km左右, 进行突破地震短临预测的科学技术探索; ③ 在建设上述二个层次观测网时, 抓三项关键技术: 进一步完善与提升现有的数字化观测技术, 优化与规范观测井的内在质量, 发展气体、 离子、 流量等测项。     

利用概率密度分布提取流体观测资料中的高频异常信息——以2008年汶川8.0级地震为例

随着地下流体观测技术的提高,尤其是地下流体观测数字化改造以后,观测资料的采样频率明显提高,这些高频采样的观测资料中蕴含着丰富的构造信息,如何从分钟值甚至更高频率采样的观测资料中提取有用的异常信息,是目前从事地震地下流体资料分析人员最为关注的科学问题之一.本文引入概率密度分布法,分析了2008年汶川8.0级地震前南北地震带及其附近区域72个测点的数字化水位和水温分钟值采样高频观测资料,结果显示:汶川8.0级地震前有16个测点水位和14个测点水温出现高频异常信息,出现高频信息异常的观测点多集中在滇西南构造带,异常出现的时间呈现出由南向北推移的特征.据此认为概率密度分布法在流体资料的高频异常信息提取方面具有一定的可靠性与适用性,可为数字化高频观测资料异常提取提供借鉴.     

华南地区电离层在汶川地震前VTEC异常的研究

基于华南地区GPS监测网数据．解算出华南地区电离层VTEC在汶川地震前出现的异常。从时间序列和空间等值线分布两方面分析了VTEC的变化．时间序列分析表明5月4日至5月12日电离层VTEC负异常扰动明显．5月4日至5月13日的空间分布也表明了同样的结论,并同时指出负异常有向低纬度区域漂移的趋势。并对异常判断依据和机理作了初步的讨论．     

中国大陆强震月季预测三步法和2010年实际预测检查

本文提出了强震成因的外核对流上升体顶托说,根据强震前时纬残差的大振幅摆动的观测结果,在一些假定之下,可估算得到外核上升流的速度可达到100 m/s,比板块运动要快8个量级,它可能是整个地球内部最快的一种运动,是震、旱、涝等天灾的肇因.强震三要素预测的先后顺序是:震级、震中、和发生月季.2010年两次强震预测的三要素有1～2项预测准确,看来此强震预测三步法可以继续试验.     

地震前兆信息量的研究：（二）地震前兆信息量的综合数学表达式

首先介绍了罗兰格研究员关于地震前兆信息量的研究思想,他在系统地分析了地震前铛信息量所应具备的一些基本特征基础上,将这些特征进行高度概括并加以抽象化,给出了地震前兆信息量综合数学表达式。经我们对实际地震观测资料进行计算,表明该表达式不仅可将各种地震观测资料的持续异常变化统一地转化为地震前兆信息量,而且还能定量地描述异常结束后期前兆信息的延续性、从而使地震异常所展示的前兆信息更加清晰化、直观化,完整化     

华东地区近期强震前地电阻率的前兆信息

讨论了自1976年唐山地震后,在华东地区地电阻观测台网范围内发生6级强震前ρ_s异常的时空分布特征。对观测值ρ_s的异常变化与地震活动性、岩石体积应变以及应力降等的关系作了对比。指出它们之间在空间上存在有一致性,且在时间上有同步性。研究结果表明:中强地震前,ρ_s的异常变化与地震活动性有关。这说明在某种程度上,ρ_s异常可视为异常信息。ρ_s异常持续时间较短,幅度较小,异常数目也相对较少,空间分布呈散射状,且异常形态的叠加小于唐山大震前的ρ_s异常叠加值。表明使用ρ_s观测方法预测中强地震比预测强震要困难得多,因此目前最根本的是要提高观测台网的监测能力,增大台网的密度,并通过深入研究震源区周围异常特征、改善观测台站条件来完善地震预报研究。     

Ionospheric electromagnetic perturbations observed on DEMETER satellite before Chile M7.9 earthquake

Based on the ionospheric electromagnetic data observed on DEMETER satellite of France, the ionospheric electromagnetic signals were analyzed within 10 days before Chile M7.9 earthquake on November 14, 2007. It is found that, low frequency electromagnetic disturbances began to increase in a large scale of latitude, and reached to a maximum one week prior to the earthquake, and at about three days before the quake, the peak values shifted to lower latitude. Taking three days as a group, spatial images of a few parameters were analyzed, from which it can be seen during the five days prior to this earthquake, the amplitude and scale of anomalies are enlarged, while the epicenter is located at the boundary of anomalous region. The anomalous tempo-spatial variation in electron density prior to the earthquake were also obtained in terms of tracing the data from revisited orbits in half a year prior to the quake.     

顺义4.0级地震前兆异常特征与京区前兆监测网监测能力探讨

通过对北京地区现有定点地震前兆监测网进行清理,分析了现有定点专业前兆监测台站、观测点、群测点的数量及分布密度的现状。对１９９６年１２月１６日北京顺义ＭＳ４．０地震的短临异常特征进行了探讨,表明顺义ＭＳ４．０地震前在震中周围出现一个直径约３５ｋｍ的短临异常密集区域。从异常形态看,该区域中的异常大部分可能带有来自震源的信息。结合顺义地震短临异常点位分布特征,对北京地区前兆台网的密度问题进行了探讨。     

纬度变化和地极运动

远在1687年,牛顿已说到地球自转轴的运动,欧拉在1790年指出:由于地球转动的主要动力矩的方向,并不和地球惯性椭球的短轴方向相重合,将使地球的自转轴发生沿着一个圆锥面的摆动.假定地球为一个刚体时,可以从地球惯性椭球的扁率（或称力学椭率,或动力学扁率）算出地球自转轴运动的周期.     

2009年7月9日云南姚安6.0级地震预测回顾

基于2009年7月9日姚安6.0级地震发生之前形变观测前兆异常,给出该地震三要素,总结其前兆异常特点,反思运用单台前兆观测资料预报地震过程中存在的问题,为今后的地震预测积累经验.