天然地震的预测预报

报告题目：天然地震的预测预报研究地震的目的，主要在于掌握地震活动的规律，以便解决地震预报、控制和利用问题。

目前主要是企图解决地震预报的问题。

地震预报，又称地震预测，其科学前提是认识地震孕育和发生的物理过程，包括地球介质物理、力学性质的异常变化。

但目前人们对地震成因及其发生规律还知道的很少，主要是因为地震是宏观自然界中大规模的地下深层变化过程，不同于在实验室可控条件下单纯进行的样品试验过程，其影响因素不仅过于复杂，而且还可能有人类未知的因素存在。

人们目前还不能深入地球内部直接或间接观测其介质的物化状态及其变化过程，而只能做到在地面上进行某些物理量的观测，有时这种观测是不完全或不完善的，甚至也不能确知这种观测的物理量异常变化是否与地震发生真正相关。

这就是地震预测研究工作进展缓慢的原因。

目前地震预测研究包括三个方向，即由于地震大部分是发生在地壳中、上层，少数是发生在深入地幔的部位，故认定地震的孕育和发生是属于地质过程，研究地震预测应着重研究地震发生的地质构造特点，这个方向可以称为地震地质方向。

另外一个方向是着重地震统计，即运用数理统计方法，设法得出地震发生的规律，特别是地震发生时间序列的规律，这种根据过去以推测未来的方法，可称为地震统计方向。

还有一个方向是搞地震前兆，认为地震过程属于物理过程，观测地球物理场各种参量及其异常变化，可以找到地震发生的征兆。

这个方向称为地震物理方向。

但上述三个方向或三个方法，都有其片面性，不可能孤立地从某一个方面来求得地震预测的方法，而必须采取综合观测的方法，才可探索出可以利用的规律。

地震预报的内容包括三个方面，即地震发生的地点、时间和强度（震级）。

地震预报可分为长期预报（预报10年或更长期的地震活动情况）、中期预报（预报数年内的地震活动情况）、短期预报（预报几天到半个月内将要发生的地震）和临震警报（预报24小时或几小时内即将发生的地震）。

中长期预报是一种地震形势的估计，可以及早做好战略准备，对于一切工、交、水利设计和建设采取防患于未然的必要措施；而短期预报和临震警报则可及时采取战术上的措施，及早做好防震、抗震工作。

现将与地震预报有关的问题简述如下：一、地震烈度区划在一定地区、一定时间内（通常指百年左右）在一般场地条件下可能遭受地震的最大烈度，称为地震基本烈度。

（一）地震地质构造分析1.强震多发生于活动性断裂构造上搞清地质构造，特别是断裂构造是进行地震烈度区划的重要基础。

日本神户于1995年1月17日发生7.2级大地震，据考察认为是由淡路岛北部的野岛断层和须磨断层发生活动造成的。

因此，地震地质工作主要着眼于活动断裂构造，特别要注意活动断裂的一定部位。

我国自古迄今已记录到17次8级以上的大地震，均发生在延伸规模为数百千米的强烈活动的深断裂带上。

我国大陆地区6级以上地震也大都发生在新生代特别是第四纪活动断裂构造上。

断裂构造的下述部位和地震的关系尤为密切。

（1）活动断裂带曲折最突出的部位（简称拐点）在拐点外侧，地应力最易集中，引起地震。

如云南通海、建水、石屏一带，正好位于弧形断裂拐弯处，地震非常密集。

（2）活动断裂带的两端（简称端点）端点是应力比较集中和促使断裂继续发展的最有利部位，容易发生地震。

例如，甘孜-康定鲜水河断裂带，全长30 0km，强烈地震往返“跳动”于从西北到东南两端之间。

（3）两条活动断裂带会而不交的地方（简称交叉点）在这样部位，应力最易集中，常发生大地震。

1668年山东莒县-郯城8.5级地震，1679年北京平谷马坊8级地震，以及河北唐山地震等，都与这种交叉部位有关。

（4）活动断裂带的中断部位（简称闭锁段）这里也是应力容易集中和发生地震的地方。

2.强震常发生在新生代形成的或有继承性活动的断陷盆地内这种盆地的一侧或两侧常为活动性断裂所控制，在盆地深、陡的一侧活动性断裂的断距最大的部位，特别容易发生地震。

这样的地段往往是第四纪或现代沉降中心，沉积厚度也最大。

从地貌看往往表现为最低洼的或河流通过的地段。

1556年陕西华县大地震、1966年河北邢台地震等就是发生在这样的部位上。

（二）历史地震分析利用历史地震资料，并结合具体地质构造进行分析，可以推断震中的分布地点、总结地震的时间分布规律、预测未来地震的震级等。

在分析过程中常注意以下几个问题：1.地震带内强震的重复性我国大陆上有记载的6级以上的地震共400多次。

其中有些地震是在同一地震带内重复发生的，但相隔年数有长有短。

地震带内强震的重复经常与一定的构造条件有关。

例如，四川炉霍-康定一带曾发生16次6级以上的地震，均集中于鲜水河断裂上。

2.强震的填空与填满在活动性构造带内，有时在一段时间内发生许多小震，并围绕成一个地震相对平静的地区——空白区，后来就在这空白区内某一部位上发生大震，这种现象叫填空。

1695年山西临汾地震的填空现象，在大震前50年内在周围地区发生许多小震，中间形成一个空白区，后来在空白区内大震发生。

有时与此相反，在某些强震发生之前，在其未来震中附近，发生许多次小震，这种现象称为地震的填满现象。

如1556年陕西华县8级大地震前1484—1555年的72年间，在其附近发生过多次较小地震，于1556年大震发生。

总之，历史地震分析结合地质构造分析，并参照地震活动期、震级和频度等，是确定地震的危险地段，区划出不同震级及地震范围的重要方法。

二、地震短期预报目前研究地震预报的主攻方向是寻找和抓住地震前兆。

地震的发生，一般是地壳或更深处的岩石长期受力逐渐变形直至破裂的结果。

这个过程是一个长期演变过程，当其濒临破裂之前，常产生许多相关现象，预示地震将要发生，这些现象称为地震前兆。

它又可分为微观前兆和宏观前兆。

（一）微观前兆地震前人们不能感觉到的而必须用仪器长期监测才能发现的自然现象变化，称微观前兆。

1.地应力变化地震的孕育、发展和发生过程，也是地应力的逐渐集中和骤然释放过程。

因此，可以根据地应力的集中加强活动的变化来预报地震。

地应力变化必须用专门仪器测量。

2.地形变化地震前，震源区岩层发生剧烈变形，可使地面出现大面积升降、水平位移或倾斜现象。

一般用大地水准测量、断层位移测量、地面倾斜测量等方法（或用伸缩仪、电阻丝应变仪、激光测距仪、测潮仪等）进行长期监测。

3.地磁异常地震前，在地应力作用下，常导致磁场强度的变化，引起磁场的局部异常现象。

华东有一个地震台，曾利用震前磁偏角的变化，成功地预报了1972年1月25日发生在台湾的8级地震。

4.地电流变化一般是用地电流测量方法观测大地的自然电流数值或任意两点间的电位差值。

通常在地面选择两个点，分别埋上电极，将电极用金属导线连接起来，并串连一个微安表（或毫伏表），就可以测量出两点的自然电流数值，或自然电位差数值。

这些数值若发生异常变化，应考虑地震发生的可能性。

此外，还有一些其他变化，如海平面的升降、地震波传播速度的变化、地温变化、重力变化、地下水化学成分的变化等，都必须用仪器或一定手段进行长期、连续的观测，才能看出结果，并据以分析得出应有的结论。

（二）宏观前兆指地震前人的感觉器官能够直接察觉到的一些震前征兆。

1.地下水异常包括地下水位的突然升高或下降，水质变苦、变甜、变色、变浑或变清，以及翻花、冒泡等；有时还有微观的变化，如地下水温、放射性物质（氡、铀等同位素含量等）变化。

由于气候、用水情况等因素，也可引起地下水的变化，必须全面分析考虑。

2.动物反应异常地震前的各种变化，往往为动物的某些器官敏锐地感觉到，引起异常反应。

如1969年7月18日上午，天津人民公园的动物忽然出现异常现象，水中泥鳅、蚂蝗上下翻腾不停、大熊猫痴呆不动、牛突然打滚不吃草，等等。

人们认为可能是地震前兆，并向有关部门作了反映。

不久果然在渤海地区发生了7.4级地震。

1995年1月17日日本神户大地震前一天，突然从海底掀起泥沙混浊了整个海域，有大量小鱼浮沉于海面上。

在淡路岛上的一家牧场，有一个饲料和种子仓库，平日老鼠为患。

但地震前数日却“鼠迹杳然”。

但必须注意，其他原因如生病、发情、饥饿等以及气候和生活环境的变化，也可造成动物异常反应。

3.地声地震时或临震前往往在地下发出声响，常如闷雷声、载重车通过声、风声、金属碰撞声等，自远而近传来；若在震中区，则一听到地声，地震随即发生。

地声的出现，可能和岩石破裂有关。

根据实验表明，在应力达到岩石破裂强度一半时，声发射信号显著增加；当微破裂进一步发展时，声发频率由高频向低频变化，因而有可能被仪器和人耳接收。

根据地声的特点还能够判断地震的大小和远近。

有人总结其规律：声调沉闷如闷雷，地震较大；声发尖，地震较小；声音长，在远方；声音短，离不远。

4.地光在临近强烈地震发生时出现发光现象，称为地光。

有的呈大面积笼罩地面，有的呈条带状闪光，有的如火炬或火球成串升起；有时一闪而过，有时可以持续几十秒。

其颜色以白中发蓝似电焊火光者居多，间有红色、黄色及其他颜色。

关于地光的成因，尚无定论。

一种说法，认为震前低空大气发光是一种气体放电现象；另一种说法认为岩石中石英颗粒产生压电效应，并形成强电场；还有的认为与地下水流动产生的高电压有关；有人认为火球式地光是从地下逸出的天然气在地表处的爆发式点燃现象。

除上所述，地震前兆还常表现为天气骤冷或骤热，大风、暴雨、大雪等异常现象。

从理论上讲，地震是可知的和可以预防的，我国古代就注意观察和研究地震现象，并且注意到地震前兆和预防。

建国后，我国制定和贯彻了“地震工作以预防为主，专群结合，土洋结合，依靠广大群众，做好预测预防工作”的方针，地震工作取得一定的进展。

如1975年2月4日海城-营口地震，1976年5月29日云南潞西-龙陵地震，同年8月16日四川松潘-平武地震等，都在震前做了较准确的预报。

但是，地震科学是一门年轻的科学，地震的成因、机制和观测方法都处于探索之中。

目前我国的地震预测预报水平还不高，还需要坚持不断实践，认真总结经验。

从世界角度看，地震预报问题也是有待解决的问题。

不过，无论是预测理论或应用手段，地震工作者都在积极开拓新领域。

如美国正在探求在断层带氢释放和地震的关系，认为富含铁镁的岩浆和水发生反应，可以产生氢并通过断层上升到地表；同时，形成蛇纹岩一类物质，挤入断层，就象涂上润滑油一样，导致断层猛然滑动，从而形成地震。

美国地质调查局用15个传感器组成的网络，探测活动断裂带氢释放情况，然后通过卫星把数据传输给在华盛顿的一个观测所。

许多科学家认为，氢是准确预报地震的关键。

日本东京大学和京都大学的地壳变动研究小组，以及欧美一些国家都在试验利用通用地球测位系统，即在地球上的两个点利用专门接收机捕捉从人造卫星上发出的电波，测定这两个点的距离，其误差只有百万分之一到千万分之一。

这样可以十分准确的测定地壳变动情况，根据这种变动来达到预测地震的目的。