地震是地殼運動導致的,預測地震有哪些方法 預測地震的方法


地震預測地震預測從時間尺度來說可分為長期預測和短期預測 。在我國的地震預測工作中又分為長期、中期、短期和臨震四個層次 。從強度來說,則可分為特大地震預測(8~8.5級)、大震預測(7~8級)、強震預測(6~7級)和中等地震預測(5~6級)四個層次 。就預測的方法、思路來分,有確定性地震預測和概率性地震預測 。前者認為按成因觀點去預測更具有物理意義,后者認為在成因不明情況下用概率預測更現實 。
圖13.3.3 中國地震帶分布(指發生7級以上地震的地震帶)
13.3.2.1 在工程抗震意義上的地震預測——長期預測
這個預測主要是指地震烈度區劃工作 。即把國土上今后某時段內可能遇到不同強度的地震區域劃分出來,以供建設單位參考進行設計抗震 。在大震后重建家園時也要考慮較長時間可能遇到的地震及強度,這也是長期地震預測 。關于中國的地震烈度區劃工作,建國以來曾進行過四次 。下面我們從科學思路上加以介紹 。1955~1957年,在蘇聯專家幫助下,由李善邦先生領導完成了中國第一代地震烈度區劃圖 。該圖的區劃原則是“重演類比原則”,即歷史上某地遭遇過多大地震,將來還會重演;已知在什么地質構造條件下發生了某種強度的地震,別處類似地質構造條件的地方將來可能也會發生類似強度的地震 。第二代中國地震烈度區劃圖是1977年編制出版的 。它的區劃原則沒有關鍵詞表達,我們按其實質稱其為“缺震找主原則”,即在一個地震帶和地震區內統計它們已經發生的不同震級地震的數目比例和活動水平,即所謂的b值曲線;然后按此曲線去外推未來一定時段內可能還會發生不同震級的地震多少次;再按地震活動的指標和發震構造的指標去找這個缺的地震可能在哪個具體地段發生,這就是“找主” 。一旦認定,即把該強度的地震安放在這個具體地段,然后按它們發生時的波及情況去區劃其影響范圍內的地震烈度 。以上兩代地震烈度區劃圖,都是具有一定成因背景來做未來地震烈度區劃的 。
第三代地震烈度區劃圖是1990年問世的 ??紤]到現時地震成因還不很清楚,因之把地震發生的事件當作隨機性事件來考慮,并借鑒美國學者Cornell提出的地震危險性概率方法加以改進和充實編制了中國第三代地震烈度區劃圖 。具體做法是通過區域地震活動性、地球物理場和地震地質條件的認識,劃分出能反映地震活動特征和地震活動水平的統計單元,即地震區和帶(共得出27個帶) 。再以地震帶為基礎,統計大小地震的震級-頻度關系,分析未來100年內該帶的地震活動趨勢,由此確定該地震帶的地震年平均發生率 。在地震帶中以強震發生的地質標志和地震活動圖像為依據,進一步劃分出具有不同震級上限的潛在震源區(共得733個潛在震源區) 。對于這些潛在震源區,考慮各種預測因素,按震級間隔分檔,分配地震年平均發生率于每個潛在震源區內 。以上是從發震的震源來講的 。對于某地點上遭遇的地震烈度來說,則當地發生的地震與外來地震的波及烈度都要考慮,這就涉及到等震線衰減的研究 。在進一步預測未來各潛在震源區地震發生時強調了地震發生的隨機性,此時如知道某種震級地震的年平均發生率,則可用分段的泊松過程來求未來一定時段內不同震級地震發生的概率 。對某一點上的地震烈度來說,凡影響到該點達6度破壞的地震,包括當地和周圍地震帶和潛在震源區發生的地震概率都要考慮 。這就要把各概率迭加起來,即所謂該點上的全概率 。在全國3萬個控制點上都求全概率,最后把超越概率達10%的那個烈度定為該點上今后50年內的烈度,并把同樣烈度的點連起來即得到全國地震烈度區劃圖 。這個圖上的烈度與第一代、第二代烈度區劃圖上的定義不同 。第一代和第二代為今后一定時段內的最高烈度,而第三代圖上的烈度是概率性的,其中還包含有10%的概率可能超過此烈度 。在地震烈度區劃中有用烈度表示的,還有用振動三參數(最大振動的加速度值,最大振動的持時,和最大震動的周期)表示的 。這兩個表示是有關聯性的,但也各有其優缺點 。烈度值的優點是綜合性的,它可包括振動、地裂、地陷、崩塌等,但物理意義含混 。三參數物理思路明確,但卻不能包括大量其他現象 。因之前者可稱為綜合烈度,后者可稱為物理烈度 。
第四代地震烈度區劃圖的編圖思路是與第三代相似的,但不再用烈度表示了,而是用加速度峰值A和地震反應譜特征周期Tg來表示 。這些值是與烈度有一定關系的 。概率的規定仍是采用50年超越概率為10%來考慮,即某地點所定的A和Tg在今后50年內超過它們的概率為10% 。由于不同的場地其地震波的反應譜不一樣,所以規定這個圖上所標的加速度峰值A和Tg是在平均場地上,即中硬場地上的數值 。另外,由于我國缺乏全國各地點上實際觀測到的A和Tg值,烈度值是有的;于是把美國的不同烈度下的A和Tg值經過轉換而成為中國不同烈度所相應的A和Tg值 。鑒于中國東部和西部同樣震級的地震其烈度衰減不同,所以又分別對中國東西部定出了不同A和Tg的衰減關系,以用于中國地震動參數區劃圖 。這個中國地震動參數區劃圖與以前三次區劃圖不同的地方是,它作為中華人民共和國國家標準,從2001年2月2日起強制執行 。這個圖公布后不久,2001年11月14日昆侖山口西發生的8.1級地震和2003年2月24日新疆巴楚伽師發生的6.8級地震都超過了該圖上的標準 。因此,我們認為,地震烈度區劃或地震動參數區劃工作還需進一步深入研究 。
我國海域也有強地震活動,有關人員也在1987年作了一個較概括的海域地震烈度區劃圖 。海域區劃圖與陸地區劃圖的最大不同處是海區內有的地方組成巖石圈上層的花崗巖層很薄或缺失,稱為海洋型地殼,那里不發生大震 。
13.3.2.2 監測、預測意義上的地震預測
這是指中期(數年尺度)、短期(數月尺度)和臨震(數天尺度)三個時間尺度的地震預測 。現在人們習慣于把這三個時間段的預測稱為地震預測 。下面我們分別作些討論 。
預測的物理基礎有以下幾個方面 。
a.大震前震源區有微裂縫出現 。這個現象是人們從巖石模擬實驗中得出的,即巖石加壓后快接近巖石大破壞時,巖石中先有小破裂發生,并伴有聲發射現象 。這相當于地殼中完整巖石破裂錯動發生大地震前,震源地方先有小破裂發生 。這種小破裂包括剪切型小破裂,引張型小破裂和擴容型小破裂 。所謂擴容型小破裂是裂縫面走向平行于壓力方向的破裂 。以上幾種類型的小破裂發生則會伴有波速異常、前震、地聲以及電磁波前兆等 。另外,也可能伴有重力異常前兆 。
b.大震前的預滑(或稱預位移)出現 。在地質上老斷層因受構造力的正壓力分量作用粘住的情況下,當構造力的剪切應力促使斷層大錯動前,斷層面上就先有慢慢的小幅滑動,這就是預滑或稱預位移 。預位移的發育程度與作用在斷層面上的構造壓力大小有關,壓力太小了,預位移和大錯動就重合在一起同時發生了 。另外預位移大小也與后面主震震級大小有關 。震級大時預位移的幅度也越大 。根據實驗和天然地震可知,預位移的幅度約為后面大震時錯動幅度的2%~5% 。預位移的發生可引起地形變、地傾斜、地應力、地下水位變化以及長周期地震波等前兆 。
c.大震前的讓位運動 。大震發生前與震源相關聯的周圍構造環境要發生變動,特別是在大震斷層盤欲錯動的方向上構造運動產生的讓位更為重要,它使斷層盤體緩慢向前運動最后發生大錯動 。這種讓位運動也是大震發生的前兆基礎之一,它可在GPS測量、基線測量、地下流體逸出等方面表現出前兆 。一般讓位的范圍越大,后面的地震也就越大 。這就導致了前兆范圍越大,后面地震越大的關系 。它是震級預報的基礎之一 。1976年唐山大震前,在其震源斷層東南盤欲錯動的方向上有大范圍地裂縫發生,這可能就是構造讓位的表現 。
d.預測地震的外因條件 。在大量前兆現象出現的情況下,估計可能要發生地震了,但哪一天或哪幾天發生還是不知道的 。于是人們就參考可能觸發地震的外因(如引潮力大的初一和十五,易于發生氣象過程變化的節氣以及可能觸發地震的磁暴等)出現的時間,來預測這個地震可能出現的時間 。以上這種預測是把前兆和外因單獨考慮的 。如果認為臨震前震源地方已經很不穩定了,平時不起作用的微小外因此時可激勵震源過程從而表現出與外因同步的較明顯的前兆,則可認為大震快要發生了,并用外因再出現的時間預測大震發生的時間,這就是“調制模式”預測地震的思想 。
e.關于地震的地點預測 。地震預測必須是時間、地點和強度的三要素預測 。其中地點預測更難 。對于這個問題,一般認為地點可能會在地震帶交會區、以往震中遷移所至地區、能量未釋放的地震空區、前震發生地區和能圈定應力積累單元的震源孕育模式所代表的地區 。另外,大震平靜期中發生過6級地震的地方在下一個大震高潮來臨時該地方也是大震預測的選擇區之一 。
f.關于特大震和大震的預測 。這里談的是7級到8.5級大地震的預測問題 。我們認為對如此大的地震必須專門研究,其規律不宜與中小型地震預測指標和思路混在一起 。對于這種特大震和大震的預測首先要用歷史上的震例建立起預測模式,例如三性法,即周期性、倍周期性和黃金分割性組合的方法是可用的,它在預測實踐中曾取得了較好的效果 。
預測地震的戰略有以下幾個方面 。
a.塊、帶、源、兆、場、觸、報的預測思路 。即塊體與塊體之間有相對運動,遂成為地震帶,而帶中有積累應力的地段和調整應力的地段,因之就有若干個震源 。找到源后,再研究它孕育和發生時牽動的地區范圍多大,這就是場 。在震源地方有預滑或其附近有讓位時就會出現前兆,這就是兆,然后考慮外因的觸發,最后預測和預報地震 。
b.關于漸近式預測與跨越式預測 。所謂漸近式預測就是在中期預測有可能發震的地區,不斷加強監測和追蹤以實現地震預測 。所謂跨越式預測就是根據地震活動周期和外因調制觸發地震的周期跨越式地預測何時可能發生地震 。在這里要討論一下混沌問題 ?,F代物理學中發現了事物確定性演變過程中會出現混沌,有混沌就不易作早期預測了 。對于地震來說,混沌的原因是因為震源演變過程中出現了原來不知道的變化(漲落),它改變了以前按確定性演化所作的預測 。這就是早期不可預測的混沌 。漸近式預測是不斷追蹤的,如有原來不知道的變化就可監測到,從而在新的條件下作預測仍是可能的 。另外震源地方在臨震前有外因在震源區和其周圍大范圍作用,它可協同震源地方各個不穩定處共同進入劇烈不穩定而發震,這樣亦可用外因再出現的時間作跨越式地震預測 。
c.關于短臨地震預測的戰略 。這個戰略是:抓短期、捕臨震、以場求源、以源求源、源場結合求強度,因地制宜、不斷攔截、綜合分析 。所謂以源求源就是大震震源區的預測或前震都屬于源的前兆,研究它就可圈定震源所在地段 。所謂不斷攔截就是前兆可能幾起幾落,我們不知道哪一次發震,所以我們要每出現一次就作三要素的考慮 ??赡芴搱?,但一旦報準,就能減少損失 。
請問一下地震可以預測嗎?地震是不可以提前預測的 。
當前的科技水平尚無法預測地震的到來,未來相當長的一段時間內,地震也是無法預測的 。所謂成功預測地震的例子,基本都是巧合 。對于地震,更應該做的是提高建筑抗震等級、做好防御,而不是預測地震 。
地球上每年約發生500多萬次地震,即每天要發生上萬次的地震 。其中絕大多數太小或太遠,以至于人們感覺不到;真正能對人類造成嚴重危害的地震大約有十幾二十次;能造成特別嚴重災害的地震大約有一兩次 。人們感覺不到的地震,必須用地震儀才能記錄下來 。
地震提前預警
地震預警不是地震預測或預報 。地震預警是指在地震發生以后,根據縱波和橫波之間的時間差,和地震波“賽跑”,來贏取提前預警的時間 。
地震發生最初時,跑得快的是強度較小的縱波,速度約每秒7公里,而破壞性更大的橫波由于傳播速度相對較慢(約每秒4公里)則會延后數十秒到達地表 。深入地下的探測儀器檢測到縱波后傳給計算機,即刻計算出震級、烈度、震源等大致信息,有關部門可以搶在橫波到達地面前10余秒通過電視和廣播發出警報 。電視廣播依靠的是電磁波,它的速度比橫波速度要快得多 。
地震預測方法含羞草預測地震法:
原理:地震前震中周邊數十千米甚至數百千米的地下巖石巖層里面的電流會異常的活動【地球本身就是一個導體,地下會有電流,只不過這個電流非常微弱,人類幾乎感覺不到,目前來看只有動物和植物對地下電流有感應】 。
預測方法:正常的情況下含羞草是白天開放,晚上閉合;而地震前含羞草會出現白天閉合,晚上開放的現象;一般含羞草的異常出現在地震發生前2周至4周之間 。
地震要如何預測有哪些簡單預測的方法地震預測是根據對地震規律的認識,預測未來地震的時間、地點和強度 。那么,對于地震的預測有哪些方法呢?下面我就和大家分享下簡單地震預測方法,希望對各位有幫助!
簡單預測地震的目的
地震預測問題提出的目的在于避免或減輕地震災害 。為此,它應當具有高度的可靠性,預報不準會引起居民不必要的恐慌,給社會、經濟帶來損失 。但可靠的預測是非常困難的,因為人類至今對地震的成因和規律還認識得很不夠 。地震學家不能直接觀測地球內部,以致對地震的孕育過程和影響這一過程的種種因素缺乏觀測數據 。因此,盡管地震預測問題提出很久,但進展緩慢 。各國科學家為此作了很大努力,但至今仍不能準確預測地震,在最好的情況下也只能做出很粗略的估計 。
簡單預測地震的方法
地質方法
是以地震發生的地質構造條件為基礎,宏觀地估計地點和強度的一個途徑 ??捎眠@種方法在大面積上劃分未來地震的危險地帶,確定不同強度的危險地區 。這種工作叫做地震區域劃分 。由于地質的時間尺度太大,地震的時間預測不能依靠這一方法 。
統計方法
是從地震發生的記錄中去探索可能存在的統計規律,估計地震的危險性,求出發生某種強度的地震的概率 。統計方法的可靠程度決定于資料的多寡 。中國歷史悠久,在有些地區,地震資料豐富,運用統計方法可以提供有意義的結果 。
前兆方法
是根據前兆現象預測未來地震的時間、地點與強度的方法 。地質方法的著眼點是地震發生的地質條件和在比較大的空間、時間尺度內地震活動的變化 。統計方法所指出的只是地震發生的概率和地震活動的某種“平均”狀態 。若要明確地預測地震的發生地點、強度和時間,還是要靠地震的前兆 。所以尋找地震前兆是地震預測的核心問題 。為了取得可靠的地震前兆,必須開展長期、廣泛的觀測和研究 。
簡單預測地震的小貼士
動物對于地震更為敏感,許多動物的某些器官感覺特別靈敏,它能比人類提前知道一些災害事件的發生,例如海洋中水母能預報風暴,老鼠能事先躲避礦井崩塌或有害氣體等等 。至于在視覺、聽覺、觸覺、振動覺,平衡覺器官中,哪些起了主要作用,哪些又起了輔助判斷作用,對不同的動物可能有所不同 。伴隨地震而產生的物理、化學變化(振動、電、磁、氣象、水氡含量異常等),往往能使一些動物的某種感覺器官受到刺激而發生異常反應 。如一個地區的重力發生變異,某些動物可能能過它的平衡器官感覺到;一種振動異常,某些動物的聽覺器官也許能夠察覺出來 。地震前地下巖層早已在逐日緩慢活動,呈現出蠕動狀態,而斷層面之間又具有強大的磨擦力,于是有人認為在磨擦的斷層面上會產生一種每秒鐘僅幾次至十多次、低于人的聽覺所能感覺到的低頻聲波 。人要在每秒20次以上的聲波才能感覺到,而動物則不然 。那些感覺十分靈敏的動物,在感觸到這種聲波時,便會驚恐萬狀,以致出現冬蛇出洞,魚躍水面,豬牛跳圈,狗哭狼吼等異?,F象 。動物異常的種類很多,有大牲畜、家禽、穴居動物、冬眠動物、魚類等等 。動物反常的情形,人們也有幾句順口溜總結得好:
震前動物有預兆,群測群防很重要 。
牛羊騾馬不進廄,豬不吃食狗亂咬 。
鴨不下水岸上鬧,雞飛上樹高聲叫 。
冰天雪地蛇出洞,大鼠叼著小鼠跑 。
兔子豎耳蹦又撞,魚躍水面惶惶跳 。
蜜蜂群遷鬧轟轟,鴿子驚飛不回巢 。
家家戶戶都觀察,發現異常快報告 。
除此之外,有些植物在震前也有異常反應,如不適季節的發芽、開花、結果或大面積枯萎與異常繁茂等 。
看了“地震要如何預測”的人還看:
1. 減輕地震災害的方法
2. 地震安全教育教案
3. 如何減輕地震災害
4. 地震時怎樣逃生
地震是地殼運動導致的,預測地震有哪些方法?
地殼運動的原因與地球的結構有關 。地球從地表到地中心的原因是:地殼層、巖石層、軟流層、地幔層和地核 。我們知道,地球的核心溫度很高,大約是5000攝氏度 。如此高的溫度應該是液體,但別忘了,地球的內部壓力很大,導致地球的核心呈現出高溫固體,即核心 。由于地球內部溫度高,地幔層的壓力不如核心高,因此不形成固體,而是熔化流體,即火山剛剛噴發時的物體狀態 。
由于核心溫度高,熱量會將地幔的物質帶到巖石圈,而巖石圈相對較冷,因此冷卻后的物質會在重力作用下降到地幔層,從而形成熱對流 。因為地簾是一種熔融的流體,所以地簾可以流動 。當地簾在熱對流的作用下流動時,也會驅動地球上方的地殼移動,從而形成板塊運動 。
由于地震的巨大破壞性,人們一直在努力減少甚至避免地震災害 。世界各地的地震學家一直在研究地震的原因,希望在地震發生前找到科學預測報告的線索 。隨著研究的深入,地震前的跡象被分類,包括生物異常、天氣異常、地球物理化學異常,如蛇洞、狗名物理化學異常 。后來發現這些異常大多是其他原因造成的,不一定和地震有關 。
這么多年的實踐表明,通過捕捉地震前兆來預測地震似乎很困難 。地震的發生更多的是由斷層應力的聚集和調整引起的 。我們可能需要很長的路來找出地震的繁殖規律 。動物異常實際上是動物通過本能感知地震前地球電磁場變化后的反應 。然而,當動物遇到氣候和氣象變化、環境變化、生理周期等時,也會有異常反應 。到目前為止,人類還無法區分動物不同異常背后的變化,因此不能用來預測地震 。

如何測試地震即將來臨?
目前應用于地震監測的主要手段及方法有以下幾種:
1)測震:記錄一個區域內大小地震的時空分布和特征,從而預報大地震 。人們常說的“小震鬧,大震到”,就是以震報震的一種特例 。當然,需要注意的是“小震鬧”并不一定導致“大震到” 。
2)地殼形變觀測:許多地震在臨震前,震區的地殼形變增大,可以是平時的幾倍到幾十倍 。如測量斷層兩側的相對垂直升降或水平位移的參數,是地震預報重要的依據 。
3)地磁測量:地球基本磁場可以直接反映地球各種深度乃至地核的物理過程,地磁場及其變化是地球深部物理過程信息的重要來源之一 。震磁效益的研究有其理論依據和實驗基礎,更有震例的事實 。
4)地電觀測:地震孕育過程中,將伴隨有地下介質(主要是巖石)電阻率的變化及大地電流和自然電場的變化,由于這些變化與巖石受力變形及破裂過程有關,因此提取這一信息可以預測地震 。
5)重力觀測:地球重力場是一種比較穩定的地球物理場之一,它與觀測點的位置和地球內部介質密度有關 。因此,通過重力場變化可以了解到地殼的變形、巖石密度的變化,從而預測地震 。
6)地應力觀測:地震孕育不論機制如何,其實質是一個力學過程,是在一定構造背景條件下,地殼體中應力作用的結果 。觀測地殼應力的變化,可以捕捉地震前兆的信息 。

地下水物理和化學的動態觀測:地下水動態在震前異常現象,宏觀現象如水井水位上漲,水中翻花冒泡、井水變色變味等;微觀現象如水化學成分改變(如水中溶解氡氣量變化等),固體潮(天體引潮力引起的地下水位漲落現象——就象海水潮漲落一樣)的改變等 。通過地下水動態的觀測,可以直接地了解含水層受周圍的影響情況和受力的情況,從而進行地震預報 。

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