地震预报方法问题研究

来源:用户上传      作者: 邱善文

　　摘　要　地震灾害主要是地球内能释放所引起的，是一种不可避免的自然灾害。在众多自然灾害中，地震灾害具有发生时间短，破坏力强，预报困难，次生灾害严重等特点。我国地处环太平洋地震带和地中海-喜马拉雅地震带之间，是一个多地震的国家，地震灾害对我国国民经济建设与社会发展造成巨大影响。据统计，1949年—2005年止，中国地震灾害造成27.8万人死亡，民房毁坏约1100万间，直接经济损失超过420亿元。我国地震死亡人数约占全球地震死亡人数的一半，是世界上地震灾害最严重的国家之一。2008年5月12日，汶川8.0级地震造成了巨大人员伤亡和财产损失，2010年4月14日，青海省玉树藏族自治州玉树县的7.1级地震使得社会公众对地震这一严重的自然灾害给予了空前的关注，也对地震预报提出了更高的要求。
　　关键词　地震预报　地震前兆　热红外异常　地震云　磁暴二倍法　引潮力共振的异常叠加法
　　一、地震预报的现状
　　经过多年来的探索，越来越多的专家、公众和决策人认识与了解到地震预测远比原先知道的困难，“发现”了原先没有发现的地震现象的复杂性。与其他自然现象相比，地震预测的确有它独特的困难，这就是大地震复发时间的长期性、地震物理过程本身的复杂性和地球内部的“不可入性”，虽然人类已经登上月球、探测火星等遥远星系，但对地下几十、几百公里深处的地震的孕育、发展、发生规律仍然还不清楚，这使得地震预测、尤其是短临预测成为当代自然科学的一个世界性难题，地震预测难题的解决需要几代人坚持不懈的努力。到20世纪90年代初，在我国大陆已经建立了包括地震学、地磁、地电、重力、地壳形变、应力应变、地下流体、地热和电磁辐射等九大学科的地震检测台网；其中包括近400个测震台站，20个区域遥测台网和1700多项地震前兆观测项目，并取得了辽宁海城、云南盂连、新疆伽师和1999年11月29辽宁岫岩等中强以上地震成功预报的经验。
　　二、地震预报方式分类
　　目前，根据地震预报的时限长短，我们将地震预报分为长期预报、中期预报和短期预报。长期预报，一般是根据地震活动的时空变化特征如周期性、填空性、迁移性等的统计特性，区域地壳形变的研究活动构造研究，以及太阳活动、地球自转等环境因素与地震活动关系的分析等作出的。长期预报的地区和时间尺度都比较大必须通过中期预报逐步缩小。长期预报的时间在10年左右。中期预报，主要的预测依据包括：区域地震活动时空演变特征；地震活动的背景性因素，如地震围空区地、地震条带等异常图像；前兆观测资料长趋势异常；以及强震活动与环境因子相关分析等。中期预报一般是对未来1～2年左右时间内可能发生地震的地区和震级的预测。
　　短期预报，是指对未来3个月时间内将要发生地震的时间、地点和震级的预报。通过对有中期预报的重点危险区的跟踪监测，依据多种趋势异常的准同步回返或恢复、或加速变化，区域地震活动异常判据，以及多种前兆手段出现速率较快的新异常等。
　　三、目前地震预报的几种方法
　　地震预报方法是多学科、多方法的信息综合，目前地震预报的方法主要是使用传统的预测方法和现代通信、计算技术等来进行预报。
　　（一）利用地震前兆预报的传统方法
　　（1）地应力测量。由于地震发生前会引起地壳的应变异，因此，常利用钻孔变形应力计，或者体积式应变计探明地壳中各点应力状态，根据应力的变化预测震中位置。
　　（2）利用氡气前兆。1966年苏联地震专家首次证实，地震爆发之前地下会向地面散发一种稀有气体——氡。大震前调整单元或调整场上的快速变形引起地层变动进而使氡气含量发生变化从而形成氡气突跳，但是氡气变化是没有方向的，所以很难预测出地震的震中位置。
　　（3）自然电场。自然电场地震前兆是由于震源地方微裂和预滑产生的电场，或是调整单元流体位移产生的过滤电势。希腊学者利用自然电场预报地震在国际上曾掀起几次辩论高潮，评价者意见不一。
　　（4）次声波。用次声波传感器及记录仪组成的次声波观测系统，记录电压信号，次声波具有衰减小、传播远的优点，因而世界范围内7级以上地震在一般情况下震前能观测次声波信号异常。
　　（5）动物异常。震前许多动物会出现异常行为，利用许多动物的异常行为来预报地震。这种方法对地震发生的强度以及震中位置很难预测。
　　（二）利用现代技术进行地震预报的新方法
　　（1）卫星热红外遥感法。这种方法主要基于热红外异常与地震孕育过程之间的关系研究。由于地震孕育过程地壳内部结构变化会引起地表温度变化。根据国内外地震学家所做的地震热红外异常机理、岩石实验、热红外遥感技术的应用及典型震例分析，以及从卫星热红外遥感资料的实际应用等实践证明，强震发生前一个月左右，震源区地表温度会出现一次较为明显的增温过程。因此，这种方法利用卫星遥感技术探测地表和底层大气温度变化进行地震预测。但是，卫星热红外遥感资料在地震预测应用研究中还存在一些问题，所以利用这种方法预测地震仍然处于积累资料和实验预测的探索阶段。
　　（2）地震云。在某些中强地震发生前，其周围地区的天空中，一般在凌晨或傍晚会出现条带状的地震云。另外，也可能有一种辐射状的地震云，一般由数条带状云同时相交在一点，云的交点垂直于地面就是震中所在地。根据地震云判断震中较为复杂。
　　（3）磁暴二倍法。磁暴是由于太阳上的黑子群或耀斑等所产生的强大电磁辐射或微粒辐射引起了全球性的磁扰动。数据表明：通过几百次地震与磁暴组合分析结果，磁暴强度越大，对应地震越多，震级越大。张铁铮认为形成地震的原因是由于地球深部聚积的应变能，随着地球旋转沿着地壳底部深断裂向外扩散，沿途一环套一环形成震源点，经过短期聚积和收缩，使高磁性地壳受到机械振动产生地磁波转化为磁暴。这种方法已被用于多次地震预测，是一种有效地地震预报手段。
　　（4）引潮力共振的异常叠加法。这种方法认为多种地球物理因子和天文因子可能会促使地震突然发生。通过进一步研究发现只有月亮奇异位置时的引潮力共振的异常叠加方可以触发地震。
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