汶川8．0级地震HRT波地震短临波动前兆及HRT波地震短临预测方法——关于实现强震短临预测可能性的讨论

2004年初开始在川滇地区布设的4个地电台,使用所研制的抗干扰性能极强的PS-100地电测量系统和技术,捕捉地震短临前兆．至2008汶川8．0级地震前,唯一仍在工作的红格台记录到了汶川地震的HRT波短临前兆．根据潮汐力谐振共振波（简称为HRT波）短临地震预测模型,在汶川8．0级地震前5月11日夜至12日凌晨5时分析得到了大震即将来临的结果．所记前兆同以前各台对其他强震所记的HRT波震例的规律有很强的一致性．所测物理量（地电阻率与地电流）仅在强震前才出现潮汐力的周期,而其振幅在震前数月至几天明显增大．通过研究所记的实例表明,它们通常与几天后所发生的地震有因果关系,这种波的到时与台站的震中距成正比;由这种波动所测的断层固有周期％与断层长度（震级）有关,对6-9级地震,死的范围为1-6h．有证据表明,它们是来自即将发生地震的震源区．这种波动周期较长,在地壳中,可传播数百乃至数千公里．对发生在地壳中的浅源大震,地壳固体在其孔、裂隙中通常含有易于流动的（导电的）流体（溶液）,这种流体在地震孕育过程中因受力（孔隙压力）先于断层位移（地震）产生的（微小）扰动（波动）,对所观测的HRT波提供了一种可能的解释．从2004年在川滇地区增设4个PS-100HRT波台站,试图捕捉强震短临前兆,到2008年发生汶川8．0级地震（距离新增的MN台△=288km;距离记录到HRT波短临异常的HG台△=465km;距离青川640km）前,HG台捕捉到汶川8．0级地震的HRT短临前兆的全过程,表明地震是有前兆的,地震是可以预测、预报的,在可预见的将来实现地震的短临预报是可行的．     

宽频带数字资料低频波在大震前的短临前兆信息研究

通过对高台、兰州、成都、安西地震台宽频带数字资料在2001年昆仑山口西8.1级地震,2008年汶川8.0级地震以及2003年山丹、民乐6.1级地震前低频波频谱变化的研究,总结了数字资料在频率域上的短临前兆异常特征,发现0.1~0.14 Hz频幅在震前几天成逐渐增强的趋势。并结合震源区构造特征对前兆机理进行了探讨。认为低频波的产生与静地震和慢地震有关。     

HRT地震前兆波及其机制

PS-100仪器是我们研制的抗干扰性能极强的、新一代高精密度地电测量系统.设在川滇地区的一个PS100台网于苏门答腊海啸大地震前记录到HRT前兆波动.本文将主要分析报道来自震源区的这种前兆波,特别是其传播特性.潮汐力驱动的谐和振荡波（HT波）具有与潮汐力相同的周期（如MS_f,K₁,M₂等）,但其振幅却仅在震前（约3个月）才出现异常增大;潮汐力驱动的共振振荡波（RT波）,出现主震前2天（北京时2004-12-24的10时）,RT波分为纵波与横波.初步确定其纵波波速V_l约为307 km/h,横波波速V_s约为126 km/h.它们可能是在地壳多孔岩石孔隙流体中以声模式传播的一类波.对RT波,苏门答腊主震断层系统的固有周期T₀约为5~6 h,其幅度可达2.9%（超出观测标准偏差17倍）,成为极其显著的异常.RT波通常以突然急剧变化的方式达到其峰值.震源区多孔介质的固体基质骨架与其间孔隙流体的耦合振动满足共振条件时,即从震中区同时发射出（纵、横）RT波.苏门答腊M_w9.0级地震前首次记录到RT波,此后已在20余次强震前记录到HRT波.诸强震前所记的HRT波彼此可以很好地对比,表现出一定的重复性、一致性和规律性.汶川M_s8.0级地震前,当时唯一仍在工作的红格台（距震中465 km）,也记录到HRT波.我们还在震前发现红格台于2008年5月12日凌晨（0~5时）记录到与汶川地震有成因联系的、显著临震信息.（从2004年在川滇地区增设PS100台网捕捉地方强震的短临前兆开始,到汶川地震前发现红格台记录到临震信息的）这些事实有力地证明：HRT前兆波是客观存在的;地震,特别是强震是有前兆的;是可以预测、预报的,在不太远的将来,实现强震的短临预报是可行的.如果有一布设合理的PS-100台网,根据震前所记RT波,提前1~3天定量地预测强震的三要素是可能的.     

青海地震前驱波的短临前兆特征分析

查阅了约100个5级以上地震前青海省各台站各类仪器记录的资料,经排除"疑似前驱波"对确认真实的地震前驱波分析其短临前兆特征,进而探讨了利用前驱波进行地震短临预报的相关问题。     

2010年玉树7.1级地震趋势预测研究回顾

本文整理了自2008年5月12日汶川8.0级地震至2010年4月14日玉树7.1级地震前, 年度地震趋势预测和日常会商中提出的地震活动和前兆异常及其分析意见。 结果表明, 玉树7.1级地震前存在一些较为明确的有关地震活动水平和危险区域判定的预测依据, 但由于玉树地区地震监测能力较弱, 缺乏较为可靠的中短期前兆异常, 因此未将该区划定为年度地震重点危险区, 仅在我国大陆地震形势预测和强震主体活动地区估计上有所涉及。 2010年青藏块体中东部地区强震危险性增强, 但由于玉树地区震前地震活动性异常以平静为主, 地震前兆数量也较少, 因此未能在玉树7.1级地震前形成短临预测意见。     

汶川M_S 8.0地震的地下流体与宏观异常及地震预测问题的思考

在汶川MS8.0地震地下流体异常资料的收集整理与宏观前兆异常的现场调查基础上,认真分析目前地震预测的困难与能力之后,认为汶川MS8.0地震的预测失败并不意味着地震不能预测;认为汶川MS8.0地震前前兆异常的数量偏少,但仍有一定规模的地下流体异常与明显的宏观临震异常;还认为震前作出预测可能困难,但震前有所觉察应是可能的。为提高中国地震预测能力,提出了要改革目前的"监测、预测、研究三分离"的管理机制和"专业与地方两条线"的管理体制,要改变地震日常分析预报中"电脑代替人脑"的工作现状和过早地"程式化与规范化"的工作模式,要提倡创新性的科学探索,要重视前兆异常的震前调查与落实,要重视宏观异常的监测与研究等的工作建议     

地电潮汐力谐振共振波研究回顾与展望

传统地电阻率观测对地震长趋势预测有一定的效果,但短临信息的提取研究仍需加强,而地电潮汐力谐振共振波(the harmonic resonance waves of geo-electricity driven by tidal forces,简称"HRT波")方法,则是利用地电前兆的波动特征,进行地震短临信息提取的一种新尝试.本文首先对HRT波进行了的简单介绍;其次,从唐山地震前地电阻率观测出现异常开始,通过异常现象与起潮汐力的相关性研究,地电临震前兆起潮力模式的建立,以及印尼9.0级等地震的分析研究,对HRT波的发展历程进行了回顾;最后,借鉴汶川地震的一些实际工作,介绍了如何使用HRT波对震中距和震级进行预测的方法.此外,结合学习研究HRT波过程中,对潮汐力谐振波(Harmonic waves driven by tidal forces,简称HT波)的提取方法问题、建议使用数字信号处理技术进行,对潮汐力共振波(the resonance waves driven by tidal forces,简称RT波)不容易辨识的问题,仍需进一步探索研究.参考该方法在一些具体工作中的表现,指出该方法在短临信息的提取上有一定的创新性,可以对未来地震提出较为准确的短临预测意见,如果将常规地电阻率观测与PS100地电观测相结合,将是非常好的研究方向.     

汶川地震与松潘地震前异常现象分析比较

分析了1976年松潘7.2级地震和2008年汶川8.0级地震前异常现象。汶川8.0级地震为地震活跃期的首发大地震,震前区域性中小地震相对平静,区域地震活动b值为0.77;松潘7.2级地震是活跃期间发生的地震,震中附近地区地震活动密集,曾发生松潘黄龙6.5级地震,震前区域地震活动b值为0.62;汶川地震前区域主压应力方位与错动类型总体上与8.0级地震给出的解大体一致,这与松潘7.2级地震前的情况有显著差异,震前地震与余震震型有差异。根据观测数据的分析和异常判定结果认为,松潘地震与汶川地震前的观测异常没有一个台项是重复出现的,短临异常数前者显著多于后者。松潘地震与汶川地震前的宏观异常现象差异极大,更未出现火球、地光临震异常现象。这说明,已有的短临前兆观测异常的出现仅有个案特征,而无普适意义。     

四川汶川8.0级地震地下流体异常分析

汶川8.0级地震引起了社会广泛地关注,产生了地震能否预测的疑问以及汶川地震前是否出现了异常的讨论,震后一些学者对前兆资料进行了研究总结,本文在前人研究的基础上仅对地下流体异常进行了分析,认为汶川地震前存在着一些地下流体异常,本文从中期异常、短临异常、同震及震后调整这几个方面对水氡、水位、水温、流量资料进行了分析研究。通过对中期异常的识别及提取,认为采用从属函数方法定量提取异常效果较为理想。     

汶川8.0级地震前兆异常对比研究

汶川8.0级地震前兆异常对比研究结果表明,中短临异常台站和台项数与孟连地震相比少近一半。短临阶段汶川地震异常台项增多时间出现在短临阶段早期,孟连、丽江地震出现在晚期。汶川中期异常多数开始于震前2~3年,异常台项数为11,50%以上测值出现巨大变化,孟连中期异常开始于震前1~2年,异常台项数多达20,约30%台项于震前0.5~1年测值出现巨大变化。汶川震中及附近地下水宏观异常始于震前3年并断续延至震前1个月,2%的面积内宏观异常占全省总数的30~50%,绝对数少、相对数多。邢台、唐山、海城及松潘等地震宏观异常出现在震前2~3个月至发震当天,且数量多、强度大,汶川与其他强震前兆共同点是,中短期阶段均有一定数量测值呈现巨大变化的异常出现。     

腾冲地区潜热通量与周围地区地震活动的相关性

以2000年以来6.4级以上地震为例,研究了腾冲地区潜热通量（SLHF）在这些震例发生前后的变化特征。结果表明：腾冲地区的SLHF动态,不但在其附近发生强地震前常出现异常,而且对周边较远的强地震前也会发生异常反应;异常出现时间大都在震前1个半月以内,汶川地震前异常出现较早,发生在震前2个月之前,这可能与汶川地震震级高影响范围大有关;异常幅值与震级有关,震级越大,异常表现越强。 比如芦山7.0级地震、缅甸7.0级地震和汶川M_S 8.0地震前,腾冲地区SLHF异常幅度很大,远远超过最大参考值,而姚安6.5级地震和宁洱6.4级地震前异常幅度就相对小一些。腾冲地区SLHF异常与周围强地震的发生有较好的相关性,一方面与腾冲地区的活动断裂发育、现今构造变形强烈有关,另一方面可能是由于腾冲地区火山活动强烈,温泉广泛发育,水热交换迅速,对周边构造活动感应灵敏所致。     

中强地震前周至台地电阻率的异常变化

通过对三个震例的分析,笔者得到了周至台地电阻率观测在地震发生前出现的一些异常变化。其具体表现为:1在汶川地震发生前,周至台地电阻率观测在三个测向的日均值都呈缓慢下降,幅度为1.0%—3.9%,从异常变化出现至发震的时间间隔为1月左右。2在芦山地震和岷县漳县地震发生前,从2011年9月开始,周至台地电阻率观测在三个测向的日均值都呈显著下降且幅度较大。其中,芦山地震发生在异常变化恢复(上升)的过程中,从出现异常到发震的间隔为16个月;而岷县漳县地震也发生在异常恢复(上升)的过程中,但从异常出现到发震的间隔为19个月。表明周至台地电阻率观测能较好地反映出地震的前兆信息,具有一定的映震能力,这对陕西及相邻地区的地震监测和预报可以起到一定的作用。     

大震前水氡同步异常变化及其预测意义探讨

分析了1990年4月26日青海共和7.0级地震、2000年9月12日青海兴海6.6级地震、2001年11月14日昆仑山口西8.0级地震和2008年5月12日四川汶川8.0级地震前青海、甘肃以及四川北部地区部分水氡观测点的资料变化情况,发现这些测点的观测资料存在同步或准同步的变化,而且变化时间早,持续时间长。共和地震前,距震中越近的测点,出现的趋势性异常所占的比例越高,异常时间越早。昆仑山口西地震的异常持续时间更长,多数异常点距震中更远。随着时间的推移,异常点从西北向东南迁移。兴海地震个别测点出现异常。汶川地震的异常的同步性更好,而且多数测点的同震效应非常明显。这些地震的异常的恢复时间均无明显的规律,有些是在地震前恢复,有些是在地震后恢复。     

汶川8.0级地震前地震趋势分析意见的回顾

该文在系统整理自2001年昆仑山口西8.1级地震到汶川8.0级地震前年度地震趋势预测中提出的地震活动异常和分析意见的基础上, 研究汶川地震未能做出中长期预测的原因。 结果表明: 2001年昆仑山口西8.1级地震发生后, 判定中国大陆处于强震连发阶段, 仍有发生8级大震危险, 但此后的2002—2007年中国大陆周边接连发生大震, 而内部连续6年的7级地震平静, 以及中国大陆5、 6级地震相继出现的显著平静, 是导致2006年以后对中国大陆地震活动水平预测明显偏低的原因。 南北地震带中段一直是作为近几年可能发生强震的危险地区, 但2007年云南宁洱6.4级地震后, 对西南地区强震危险的紧迫性估计不足。 而汶川地震所在的龙门山地震带历史上没有7级以上地震记录, 也是该地震带未作为近几年地震重点危险区的原因之一。     

基于大地形变监测的大震预测问题思考

本文以中国西部大地形变监测与地震预测实践为基础, 简要总结回顾了利用大地形变进行强震预测研究的工作思路、方法和一些进展; 进而结合2001年昆仑山口西8.1级、 2008年四川汶川8.0级特大地震前区域地壳运动变形背景和已有的研究结果, 分析和探讨了基于大地形变监测、 并考虑地震构造的差异性来进一步提高大震预测的有效性...     

中强地震平静是汶川8.0级地震前最显著的地震活动异常

本文对四川地区1923年以来5.0级以上地震资料进行了分析研究。 结果表明, 研究区中强地震经历了4个较为完整的周期活动, 中强地震具有16年的准周期活动特征, 平静期持续5年左右, 从2008年汶川8.0级地震开始, 研究区将进入第5个活动周期, 其可能的持续时间为2024年前后。 2008年汶川8.0级地震前, 5.0～5.9级、 6.0～6.9级、 7.0～8.0级三个档次的地震事件的平静间隔均达到统计时段的历史之最, 三个档次地震的平静均被汶川8.0级地震直接打破, 中强地震超长平静是汶川8.0级地震前最为显著的异常现象。     

Relationship between Earth’s Rotation and Several Strong Earthquakes and Moderate-small Earthquakes Occurring around the Epicenter Regions Prior to Strong Earthquakes

The relationships between Earth’s rotation and the 1975 Haicheng, Liaoning MS7.3 earthquake, 2008 Wenchuan, Sichuan MS8.0 earthquake and the 2004 Sumatra MS9.0 earthquake, as well as moderate-small earthquakes occurring around the epicenter regions prior to them are investigated in this study. The obtained results could benefit the further understanding of the relationship between the Earth’s rotation and earthquakes.     

Relation between the characteristics of strong earthquake activities in Chinese mainland and the Wenchuan earthquake

This paper studies the relations between the great Wenchuan earthquake and the active-quiet periodic characteristics of strong earthquakes, the rhythmic feature of great earthquakes, and the grouped spatial distribution of M_S8.0 earthquakes in Chinese mainland. We also studied the relation between the Wenchuan earthquake and the stepwise migration characteristics of M_S?≥7.0 earthquakes on the North-South seismic belt, the features of the energy releasing acceleration in the active crustal blocks related to the Wenchuan earthquake and the relation between the Wenchuan earthquake and the so called second-arc fault zone. The results can be summarized as follows: ① the occurrence of the Wenchuan earthquake was consistent with the activequiet periodic characteristics of strong earthquakes; ② its occurrence is consistent with the features of grouped occurrence of M_S8.0 earthquakes and follows the 25 years rhythm (each circulation experiences the same time) of great earthquakes; ③ the Wenchuan M_S8.0 earthquake follows the well known stepwise migration feature of strong earthquakes on the North-South seismic belt; ④ the location where the Wenchuan M_S8.0 earthquake took place has an obvious consistency with the temporal and spatial characteristic of grouped activity of M_S≥?7.0 strong earthquakes on the second-arc fault zone; ⑤ the second-arc fault zone is not only the lower boundary for earthquakes with more than 30 km focal depth, but also looks like a lower boundary for deep substance movement; and ⑥ there are obvious seismic accelerations nearby the Qaidam and Qiangtang active crustal blocks (the northern and southern neighbors of the Bayan Har active block, respectively), which agrees with the GPS observation data.