地质灾害研究生课程论文(地震预报).doc

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1、摘 要人口、资源、环境、减灾是人类面临的四大问题。地震灾害是众灾之首, 它具有瞬间发生、破坏剧烈、监测预报困难、次生灾害严重、社会影响深远等特点。目前人类还不能进人地球内部去安装仪器直接观测震源的孕育发展过程及其前兆现象。当前地震科学家只能在地球表面及地表浅层利用数量有限、分布相当稀疏的台网进行地震活动和前兆观测。利用这些在地表获取的很不完善、很不充足、有时还是很不精确的资料去探测和反演地壳深部的震源过程显然困难重重。在目前情况下，无论是资料、方法、技术还是理论都还极不成熟。所以深入系统的研究地震活动机理，开辟地震预报的新思路，做好地震预测预报工作。这是一项极具理论价值和现实意义的重要研究课题

2、。地震预报一般是根据地震发生前的一些前兆信息所作出的预测，常见的预报方法有：小地震活动，地震波速度变化，地壳变形，地下水异常变化，地下水中氡气含量或其它化学成分的变化，地应力变化，地电，地磁，重力，动物异常反应，地声，地光等。近年随着卫星遥感的蓬勃发展，在地震预报研究中，遥感应用的可能性受到广泛关注，开发出一些预报地震的新方法、新途径，已取得一定成效，如热红外异常、地震云等。地质力学是运用力学原理研究地壳构造和地壳运动规律及其起因的学科。地质力学在中国是由李四光创立的。既研究地壳运动产生的各种形变现象的规律，也研究由地壳运动产生的物质的变化规律，以及两者的相互联系。反映地壳运动的一切现象都是它

3、考察研究的对象，包括构造体系的规律、海洋运动的遗迹、岩浆活动的现象、变质岩带的发生和矿产的形成等。从研究各种构造形迹的特点、组合规律和成生联系入手，研究大陆运动和海洋运动的特征以及它们的相互关系，进而探讨地壳运动的方式和方向，运动发生时期，运动的起源和动力的来源等问题。地质力学的研究，不仅为掌握矿产资源的分布规律和解决工程地质、水文地质、地震地质等方面的若干基本问题指出了新的方向，也为研究世界上久已争论的地壳运动问题开辟了新的途径，这项研究的开展将充实和发展在我国首先建立的地质力学理论，提供一个向地球开战的有力武器。关键词：地震 预报 常用方法 地质力学目 录第一章 绪论1第一节 选题目的与意

4、义1第二节 地震预报国内外研究现状2第三节 本文主要内容及方法3第二章 现有地震预报方法评析5第一节 卫星热红外异常法5第二节 地震云法7第三节 磁暴二倍法7第四节 引潮力共振的异常叠加法8第五节 其它方法8第三章 基于地质力学的地震预报构想9第一节 地质力学理论及其在地震预报中的作用9第二节 地应力测试手段10第三节 如何通过地应力预报地震11参考目录12地震预报探析第一章 绪论第一节 选题目的与意义人口、资源、环境、减灾是人类面临的四大问题。地震灾害是众灾之首, 它具有瞬间发生、破坏剧烈、监测预报困难、次生灾害严重、社会影响深远等特点。其给人类带来生命财产的威胁是任何其他灾害都无法比拟的，

5、地震对人类社会发展和经济建设的危害是世界性的，每年地震给世界各国造成的经济损失是无法估量的。我国地处世界两大地震带（环太平洋地震带和喜马拉雅山地中海地震带）之间，有些地区就是这两个地震带的组成部分，受它的影响，地震活动不仅频度高、强度大，而且地震活动的范围很广，几乎全国各省均发生过强震。如1950年8月15日，中国西藏察隅县（北纬28.5度，东经96.0度）发生震级为8.5级的强烈地震。此次地震，震中烈度12度，死亡近4000人。强震使世界各国的地震记录仪纷纷出格，美国的科学家认为地震发生在日本，而日本的科学家认为地震发生在美国。喜马拉雅山几十万平方公里大地瞬间面目全非：雅鲁藏布江在山崩中被截

6、成四段；整座村庄被抛到江对岸。1966年3月8日至29日，河北邢台连续发生多次6、7级地震。首次地震发生于邢台地区隆尧县以东，震级为6.8级，此后，又发生5次6级地震，以22日发生于宁晋县东南的7.2级地震为最大。由于灾区土质松散，地下水位较高，古河道等因素影响，地震造成破坏损失严重，破坏范围大。6.8级地震波及142个县市，7.2级地震破坏范围包括136个县市。有感范围北到内蒙多伦，东到烟台，南到南京，西到铜川等广大地区。地震共造成8182人死亡，51395人受伤，破坏房屋400余万间，损坏桥梁86座，经济损失10亿元。灾区共发生事故性火灾115起，烧死16人，烧伤26人，烧毁简易房153间

7、。邢台西部山区和井陉、武安一带发生山崩300余处，山崩飞石引起火灾22起，烧山80公顷。地裂缝、冒沙、冒水现象普遍，断续延长几十米至数公里。地裂最宽达2米。井水上升或外溢等很普遍。滏阳河上几座桥遭严重破坏。艾辛庄大桥桥面向南移动，与桥墩错开1.8米，致使交通中断。1970年1月5日，中国云南省通海县发生震级为7.7级的大地震。此次地震，震中烈度为10度强，震源深度为10公里，死亡15621人，伤残32431人。为中国1949年以来继1954年长江大水后第二个死亡万人以上的重灾。地震发生时，极震区内，村寨房屋尽毁，地面或裂或陷。1976年7月28日3时42分54点2秒，中国河北省唐山市发生震级为

8、7.8级的大地震。此次地震，震中烈度11度，震源深度11公里，死亡24.2万人，重伤16万人，一座重工业城市毁于一旦，直接经济损失100亿元以上，为20世纪世界上人员伤亡最大的地震。这次地震的预报过程极为复杂。1988年11月6日，中国云南省澜沧、耿马发生震级为7.6级（澜沧）、7.2级（耿马）的两次大地震。相距120公里的两次地震，时间仅相隔13分钟，两座县城被夷为平地，伤4105人，死亡743人，经济损失25.11亿元。1996年2月3日，在云南省丽江纳西族自治县发生7.0级地震。 到8日公布的情况，这次斗争地震波及4个少数民族地区，受灾人口约100万，其中重灾民达30多万，给当地人民群众

9、的生命财产造成巨大损失。伤亡人数达1.4万多人，其中死亡245人；房屋倒塌约34万多间，损坏48.9万多间；损失粮食3000多万公斤。2004年8月10日傍晚，云南昭通市鲁甸县、昭阳区一带发生里氏5.6级地震，地震至少导致四人死亡，五百九十四人受伤。 2005年11月26日，江西九江瑞昌间发生5.7级地震，余震波及南昌等地。地震至少造成13人死亡，8000余人受伤，1.8万间房屋倒塌。2006年7月22日上午，云南东北部昭通市盐津县发生5.1级强烈地震。地震至少造成22人死亡一百多人受伤，铁路中断。2008年5月12日14时28分，四川省汶川县发生7.8级地震。汶川地震遇难者人数已超过8万人，

10、直接经济损失的数据是8451.4亿元人民币，统计的直接经济损失，是地震直接毁坏的、有形的、物质财产的损失，不包括不可计价的损失和间接的损失。地质灾害多达12000多处，潜在隐患点近8700处，有危险的堰塞湖30多座。据统计，我国大陆地震约占世界大陆地震的1/3；20世纪全球大陆7 级以上强震，我国约占35%。面对这些巨大的数据，惨痛的教训，作为有良心的学者无不痛心疾首。当然，地震预报是一个世界性的难题。但是，难道就应该心安理得、理所当然的束手无策、坐以待毙？目前人类还不能进人地球内部去安装仪器直接观测震源的孕育发展过程及其前兆现象。当前地震科学家只能在地球表面及地表浅层利用数量有限、分布相当稀

11、疏的台网进行地震活动和前兆观测。利用这些在地表获取的很不完善、很不充足、有时还是很不精确的资料去探测和反演地壳深部的震源过程显然困难重重。在目前情况下，无论是资料、方法、技术还是理论都还极不成熟。所以深入系统的研究地震活动机理，开辟地震预报的新思路，做好地震预测预报工作。这是一项极具理论价值和现实意义的重要研究课题。第二节 地震预报国内外研究现状自20世纪60年代以来，日、美、前苏联和中国等国分别制定了开展地震预报研究的国家计划。日本地震预报研究小组1962年提出初步方案，计划用10年时间集中收集基础资料，包括大地测量、地壳形变观测、地震仪器观测、地震波速度分析、活动断层的调查和测量、地磁观测

12、以及地电观测等。1978年，日本国会通过了日本大地震对策特别措施法，这是世界上第一次以法律形式提出的对于大地震的对策。19791983年日本的目标是：在继续改进和完善观测系统，加强长期地震预报研究的同时，重点抓关东南部及东海地区的短期前兆，使地震预报向实用化阶段过渡。美国1965年9月以普雷斯为首的小组，曾提出一个地震预报和地震工程研究的10年计划，包括地震物理基础、地震工程、地震现场调查和新技术装备的研制。1977年国会通过了地震灾害减轻法案。前苏联从1948年10月5日阿什哈巴德地震后，开始提出地震预报课题。20世纪60年代出现了一些把岩石破裂理论同地震学联系起来的研究工作，从物理学和数学

13、上模拟震源过程，增进了对震源物理过程的理解。同时，十分注意地震前兆的野外观测，在地震活动性、纵波与横波速度比、震源机制、地电阻率、水氡含量变化等方面都取得了某些进展。在中亚和堪察加地区，根据多年观测，总结出一些预报指标，并利用它们进行试验性预报。中国的地震预报研究从1956年开始，曾把地震预报列入国家长远科技规划项目中。1958年也曾组织调查队到若干历史上有名的大地震现场，对地震前兆和有关现象进行了调查，大规模地开展地震预报研究则是在邢台地震以后。1966年3月，河北邢台地区先后发生6.8级和7.2级地震，造成了巨大损失，引起政府高度重视。随后在国家科学技术委员会主持下，制定了地震研究的全面计

14、划，立即开展地震预报试验，之后，加强了对全国地震工作的统一领导和管理。在各省（市）、自治区建立了规模不等的地震观测系统以及相应的地震研究和管理机构。1965年， 联合国教科文组织（UNESCO）曾委托国际地震学和地球内部物理学协会（IASPEI）组织工作组，召开过多次地震预报讨论会，负责联合不同国家，共同改进地震预报方法。地震预报是世界难题。第一，地球具有不可入性。我们对地下发生的变化，只能通过对地表的观测来推测以及用地震学方法计算得到；第二，地震孕育的复杂性。通过专家多年的研究，现在逐渐认识到地震孕育、发生、发展的过程十分复杂，在不同的地理构造环境、不同的时间阶段，不同震级的地震都显示出相当

15、复杂的孕育过程；第三，地震发生是小概率事件。全球每年都有地震发生，有些还是比较大的地震。但是，对于一个地区来说，地震发生的重复性时间是很长的，几十年、几百年、上千年，要获得用于科学研究的大量信息，在有生之年非常困难。就现在来说，科研人员所做出的预报，特别是短临预报，主要是经验性的。美国曾经遭遇了一次地震预报滑铁卢事件。美国从20世纪60年代开始重视地震预报研究，起初信心十足。他们注意到，在加州帕克菲尔德的圣安德烈斯断层，大约平均每隔22年就会发生一次56级地震。于是，根据上一次地震发生在1966年，美国地质调查局的科学家在1985年发布预报，预报帕克菲尔德地区在1988年到1992年将会再次发

16、生6级左右的地震。然而，预期的地震在预定时间内始终没有发生，一直拖到了2004年才姗姗来迟。而且，在断层附近密集的仪表网络系统中，科学家也始终没有找到这次地震的可确信前兆。尽管地震预报具有复杂性，但经过广大地震工作者的艰苦努力，中国的地震预报已经取得了可喜的成绩。1975年2月4日海城7.3级地震时，中国做出了成功的预报，这是人类历史上的第一次成功的地震预报。在其后又成功地预报了1976年5月29日云南龙陵7.3级地震和1976年8月16日、8月29日在四川松潘、平武之间发生的两次7.2级地震。最近十几年又有几次较好的地震预报实例。成功的地震预报不但极大地减轻了人员伤亡，而且具有明显的经济效益

17、和社会效益。这些震例说明地震是有前兆的，是可以预报、可以预防的。1997年，美国科学（Science）杂志上发表了一篇论文地震不能预报，文章对地震预报的极端悲观在地震学界激起了巨大的争议，其通讯作者日本东京大学地球物理学家盖勒（Geller）教授也立即成为了一个地震不能预报的代表性人物。1999年，英国爱丁堡大学地质与地球物理系教授梅恩在英国自然（Nature）杂志的网站上发起了一场历时两个月的专题辩论，探讨单个地震的准确、可靠的预报是否是一个现实的科学目标。如果不是，我们在试图达到地震发生过程的可预报性中还应该走多远。各国学者发表了自己的看法，而盖勒则陆续提交了多篇文章。这场辩论对后来很长时

18、间的地震预报研究都产生了深远的影响。在地震不能预报一文中，盖勒等人首先规范了地震预报的要求，即能够明确给出地震的时间、地点和震级。他同时强调，地震预报必须非常可靠、精确，以减少因预报错误而造成的各方面的损失。在随后的文章中，盖勒将他所指的预报限定为对即将来临的大地震的报警，也就是说，对地震风险的长期预报、或对余震可能性的统计性预报均不能分类为预报。盖勒等人提出一个重要观点，即认为地球处在一种自组织临界状态，任何小地震都有可能发展成为一次大地震。实际上，关于地震是否能够预报，在盖勒等人的文章之前已经有了几十年的争论，而地球处于自组织临界状态在20世纪90年代之前便有人提出，并据此提出地震不可预报

19、的观点。但是，对于地球到底是否处于自组织临界状态，地震学界的观点并不统一。一些观点认为，地震活动的能量频度关系是地震活动的自组织临界状态中最重要的（从某种意义上说也许是唯一的）观测证据。盖勒在他的文章中提出，他的观点所依靠的观测事实，是除特大地震之外，所有地震都具有尺度不变性。而美国洛杉矶加州大学（UCLA）物理学和地球物理学教授诺波夫（Knopoff）则早就指出，地震具有自组织、但不临界性的特点，尤其是考虑到余震，地震的震级频度关系是具有特征尺度的，而不是像自组织临界状态所建议的具有尺度不变性。有关学者认为，即使地震活动的自组织临界状态是成立的，得出地震预报不可能的结论也显得过于仓促和简单化

20、。因为地震的自组织临界状态的着眼点，并不是某一次地震、而是由很多地震构成的地震群体；地震的自组织临界状态的重点，也并不是阐明一个具体的地震动力学和运动学，而是试图说明那些与具体的运动学和动力学关系很小的、带有普遍性的规律。另外，中长期预报和短临预报所对应的机制，或者在这两个时间尺度上起决定性作用的地质物理过程，几乎是完全不同的。地震活动的自组织临界状态对应的是中长期的、大范围的、大地震的情况，由地震的自组织临界状态模型无法直接得出短临预报不可能的结论。尽管各种观点无法统一，但是其中累次涉及的地震活动循环就是一种规律性。国际上，专门有地震预报国际委员会（International Commiss

21、ion on Earthquake Prediction, ICEP）。 早在1947 年就召开了第一次国际地震预报讨论会。一般说，如果地震完全不能预测，地震科学将陷于不可知的神秘主义。第三节 本文主要内容及方法严峻的现实进一步使人们认识到：地震预报是一个全球性科学难题。地震，特别是大陆地震的孕育和发生是在复杂的地壳深部环境中，在复杂的动力作用下，如其边缘板块的挟持挤压、局部地慢对流及环境动力因子作用，以及断层带和地质块体之间相互作用下的构造活动自组织演化过程。对这种复杂的地球物理过程，人们还知之甚少。目前所提出的一些地震成因理论和地震孕育模式，都还只是在最简化条件下的物理抽象，尽管在不同程度

22、上勾画了地震成因的图像，但离科学揭示地震孕育、发生规律还有很大的距离。因此，目前的地震预报是在对地震孕育、发展、发生规律尚不清楚的情况下进行的。这就从根本上制约了地震预报水平的提高圈。鉴于地震预报所面临的各方面困难，各国科学家都公认，地震预报需要长期的科学探索和科学积累。离开长期坚持不懈和坚韧不拔的艰苦探索，地震预报终将前功尽弃。地震预报是公认的国际性难题。究其原因，一是由于地震孕育发生过程的复杂性，使地震学家对强震发生机理缺乏足够的理解；二是地震预报受到观测技术的严重制约，加上个人认为很多的理论方向性的错误。本文总结了国内目前运用比较多的地震预报手段，对其进行了分析评价。进一步引入地质力学的

23、理论，提出基于地质力学的地震预报构想。第二章 现有地震预报方法评析地震预报按时间尺度可作4个层次的划分：长期预报，是指对未来10年内可能发生破坏性地震地域的预报；中期预报，是指对未来12年内可能发生破坏性地震的地域和强度的预报；短期预报，是指对3个月内将要发生地震的时间、地点、震级的预报；临震预报，是指对10日内将要发生地震的时间、地点、震级的预报。地震预报一般是根据地震发生前的一些前兆信息所作出的预测，常见的预报方法有：小地震活动，地震波速度变化，地壳变形，地下水异常变化，地下水中氡气含量或其它化学成分的变化，地应力变化，地电，地磁，重力，动物异常反应，地声，地光等。近年随着卫星遥感的蓬勃发

24、展，在地震预报研究中，遥感应用的可能性受到广泛关注，开发出一些预报地震的新方法、新途径，已取得一定成效，如热红外异常、地震云等。本文将对此进行初步的分析总结，并顺便简要介绍了其它几种地震预报方法，希望通过与地震预报常规手段相结合，发挥各自优势，促进我国的地震预报尽快取得突破性进展。第一节 卫星热红外异常法最早发现“卫星热红外辐射地震活动性标志”的是前苏联科学家。他们在分析宇航红外辐射照片时，发现了1984年中亚地区几次45 级地震前210d，在活化断裂上空，常出现面积几万十多万km2、高达几摄氏度的非稳定性异常增温现象。1989年，原国家地震局地质所强祖基、浙江师范大学徐秀登和国家卫星气象中心

25、赁常恭等人合作，开始研究热红外在地震预报中的应用，开创了我国利用卫星红外遥感预测地震之先河。前两年的合作研究成果和较成功的几次试报效果，就显示出其强大的生命力，引起国内外地震和遥感专家的高度关注和评价。1.1热红外异常的机理到目前为止，对于地震前热异常的本质还不是十分清楚，我国地震学家在这方面作了大量的工作，例如：朱元清（1991）进行了岩石破裂的电磁辐射机理研究，指出岩石的压电效应是临震热红外辐射异常的主要原因。崔成禹（1993）、耿乃光（1992，1998）、邓明德（1995）等进行了一系列岩石的加载实验，观测到了岩石应力增加引起红外辐射增高的物理现象和红外辐射的前兆信息。强祖基（1990

26、）等认为，地球是不断地向外释放气体的，这些气体中的CO2、H2O、CH4等易吸收红外波段辐射，从而产生温室效应。临震前热红外异常就是由于释放气体的急剧增加，因而引发强烈的局部温室效应的结果。1.2热红外异常的基本特征热红外异常实际上是观测值与背景值的差值。临震前热红外异常区域的确定就是根据这个差值而定的，它能实时地在卫星红外图像上被识别出来。这种临震前卫星热红外异常是地面近空大气层增温异常的真实写照，其基本特征有：（1）现象的普遍性。在没有云层覆盖的情况下，5.0级以上的地震在发生前几天几十天一般都会有明显的增温异常。5.0级以下的地震也有增温异常，只是不太明显或不易被人重视。地震前热红外增温

27、异常是必然的，但由于气象条件差、规模小、观测手段的限制等原因，我们不一定在每次地震前都能够观测到；另一方面，有异常也不一定都是地震前兆，例如地热、火山爆发、城市热岛效应等也可造成热红外增温异常。（2）异常形态的孤立性和分布上的局限性。这可与低纬区和热流引起大面积高温区相区别。而且异常还具有出现的突发性和存在的持续性，一般6级以上地震异常持续时间可达410天，乃至10多天，而天气过程来去匆匆，时间相对短些。（3）异常面积与地震震级正相关。强祖基等经过数年研究，认为震级可以根据异常面积而定，震级越大，增温面积也越大。一般地，大于70万km2的增温面积预示着未来有7 级或7 级以上的地震；增温面积若

28、大于40万km2，小于70万km2，则预示着未来将有6 级或6 级以上的地震；若面积大于10万km2小于40万km2，则预示着5级地震将要发生。（4）异常分布与活动构造带的紧密相关性。卫星热红外异常的分布与地质构造，特别是活动断裂的关系密切，其边界和大的构造单元相吻合。根据增温异常的演化特征，可以寻找未来地震震中的位置，往往是在随着时间的异常的前缘与活动构造带交汇部位或是两组应力热带交汇部位。（5）异常的时空演化特征。构造地震活动引起的热红外异常，一般经历分散集中成带，并沿着一定构造带或构造应力场方位移动和扩展。可将其划分为3 个阶段：初始增温阶段、加强增温阶段、相对平静阶段。增温高峰期在震前

29、几天十几天，平静时间半天至6d。异常的位置和范围是随着时间的推移而变化的。在异常的开始阶段，大约在震前十几天几十天，在监测区域出现若干个“增温异常点”。此后，异常点越来越多，可能沿着构造带分布和延伸，这些点逐渐扩大成面。如果不受天气的影响，异常区将会向震中方向转移，面积也越来越大，于临震前的某天（一般为一两天）某时达到峰值（一般是几万到几十万km2，甚至上百万km2）整个过程持续时间约几天至几十天。之后逐渐缩小，地震发生后迅速消失。异常值在震前1月到数月可达0.5左右，一个月内可大于1，临震前几天多为2以上，有些甚至超过10。（6）昼夜热红外异常对比的反差性和相对稳定性。由于比热原因，同一纬度

30、带和相同日照强度下，晚上，水体温度高于陆地，白天正好相反。震前增温异常则常打破这种常规。同一地点的热红外增温异常值在白天和黑夜较为一致，即昼夜异常具有相对的稳定性。不过，在夜间，由于少了太阳辐射的干扰,热红外增温异常区更容易辨认。1.3热红外异常预测地震的基本思路总结卫星红外异常预测短临地震的实践体会，结合强祖基、徐秀登和赁常恭等10多年试报的经验教训， 逐步形成了地震短临预测的基本思路和做法：（1）在气象卫星资料的接收和数据采集上，逐步将静止、极轨NOAA 和EOS 新一代地球观测卫星资料兼收并蓄，以利于对震兆异常的捕捉和震中位置的确定。静止卫星时间分辨率高，利于捕捉瞬息万变的地震异常信息；

31、极轨卫星空间分辨率较高，利于在静止卫星观测基础上，面中求线在红外异常区中寻找活动断裂和发震断裂；EOS卫星光谱分辨率高（36通道）便于利用不同频道的频率特性差异，实行线中求点确定震中位置。（2）在资料分析方法上，采取下（地震地质）、中（地面温度）、上（卫星、天文）三结合的立体综合分析法，以便于互相验证，综合分析，排除干扰因素，突出有效信息，提高预测准确度。（3）在上述认识基础上，建立红外成因机制为指导、地震地质为基础、卫星红外异常处理为主导、地面温度分析为辅导、天文因素计算为诱导、电脑分析决策为主要手段的卫星红外预测地震系统。1.4试报实践和评价1991年1月1997年12月的8年时间，强祖基

32、和赁常恭对中国大陆及临近海域作过40次试报，21次较成功。其中，按联合国评分标准，80分以上者9次，60分以上的12次。由于云层、台风干扰有19次漏报，包括4次7级以上大震。预报率约68%，较成功率52.5%，准确率22.5%。卫星遥感技术速度快、覆盖面广、信息量大、数据准确可靠，具有与地面台网的各种观测手段无法比拟的优势性，多年来的预报实践证明：卫星热红外异常进行地震预报，是一种大有前途的监测地震灾害的高科技手段，开创了一条地震短临预报新途径，具有重大的现实意义。对此我国已领先的研究领域，应投入更多的关注和支持，继续做更深人的探索研究，以期获得更完满的成果。由于红外波段不能穿透云层获得云下温

33、度，所以，异常的监测要受到云层的限制。在有云、雨或雾的天气里，即使发生大级别的地震，我们也无法观测到热红外异常。这也是运用红外遥感技术，结果漏报率仍然较高的重要原因之一。第二节 地震云法2.1地震云法的起因在某些中强地震发生前，在其周围地区的天空中，一般在凌晨或傍晚会出现形似稻草绳状或条带状的云，这种长蛇状的云，如在天空较长时间不消失，这预示当地将可能发生有感地震。世界各国对于地震云的研究是最近几十年随着气象卫星云图的普及应用而兴起的，其中我国和日本处于领先地位，我国对地震云的研究始于1976年唐山大地震之后，目前成功的例证有十余个，日本利用地震云预报地震成功的例证有上百个。2.2地震云的特征

34、什么样的云才是地震云呢？这种云的最大特点在于“奇”，与一般的云有着明显的区别，气象学无法解释这样的云。常见的条带状地震云很像飞机的尾迹，不过更加厚实和丰满些，它一般预示震中处于云向的垂直线上。另外有一种辐射状的地震云，则有数条的带状云同时相交在一点，犹如一把没有扇面的扇骨铺在空中，云的交点垂直于地面就是震中所在地。此外还有一种条纹状地震云，形似人的两排肋骨，根据此云判断震中较为复杂。地震云持续的时间越长，则对应的震中就越近，地震云的长度越长，则距离发生地震的时间就越近，地震云的颜色看上去越令人恐怖，则所对应的地震强度就越强。2.3地震云产出的原因近年来，一位名叫寿仲浩的旅美华人，从事地震云的研

35、究成绩显著。他说，一块很大的岩体受到外力造成的应力作用时，它的薄弱的部分将首先破坏造成小的地震。由于强震能够产生大的裂缝，较小的前震将产生许多小的裂纹，降低岩体的结合力。接下去，地下水将充填到连接处、小的裂纹和裂缝中。进一步的物理的，以及化学的反应，进一步降低岩体的结合力直到它断裂。外力使相邻岩粒之间产生摩擦，产生大量的热量。对断层岩体的磨擦熔化与重新结晶的科学分析表明，沿着活动断层面的温度能够达到3001500。寿仲浩相信，岩体多孔缝隙中的水由于温度上升变成蒸气，这种蒸气从地表喷发出来可能是形成地震云的原因。2.4取得的成就1994年以来，利用卫星云图观察，寿仲浩在他的网站上公布过60多次地

36、震预测，其中不少次相当成功。我们相信，随着研究的深入，地震云必将成为预报地震的又一得力助手，特别是把地震云和热红外异常有机地结合起来，将会取得更有成效的结果。第三节 磁暴二倍法3.1磁暴和地震的关系磁暴是由于太阳上的黑子群或耀斑等所产出的强大的电磁幅射或微粒幅射引起了全球性的磁扰动。根据张铁铮对北京白家疃地磁台19661970年的磁暴资料与同期的地震资料对照分析，在168个磁暴中，与地震同时或在地震前一天出现的有127个磁暴，占总数76%，没有相应地震发生的磁暴41个，占24%。上面的统计分析表明，磁暴的出现与地震发生有一定的联系。1966年3月8日邢台Ms7.2级强烈地震发生后，在地震预测研

37、究中，张铁铮发现：在地震发生之前，地磁场垂直分量往往出现大幅度的异常变化，尤其在震前34d中比较显著。后来通过几百次地震与磁暴组合分析：磁暴强度越大，对应地震越多，震级越大。推出的发震日期误差一般不超过3d。3.2磁暴二倍法的原理张铁铮认为地震成因是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，它是地球内部活动引起的反映。对“磁暴二倍法”预报地震的可能性一直存在不同看法。有些人认为磁暴是太阳黑子活动引起的，地震是地球构造运动产物，两者之间没有联系。但张铁铮认为地球是太阳系中一颗行星， 为

38、太阳引力所控制，在地球上发生的自然事件，有些必然与太阳活动有相关性。地球是一个运动天体，地磁场是地球上的物理现象。地磁变化是高磁性地壳活动的反映。磁暴是高磁性岩浆上涌，向地壳侵入振动引起的前兆，因此可预报地震。3.3试报成果和评价19701976年期间，张铁铮采用“磁暴二倍法”在震前向地震部门成功地预报了多次强震，包括1970 年1月5日云南通海Ms7.7级地震和1975年2月4日海城Ms7.3级地震。特别值得一提的是他预报出了1976年7月28日的唐山地震，但是由于一些原因他的预报没能被采纳，导致唐山损失惨重。在学习“磁暴二倍法”基础上，沈宗丕进一步开发出“磁暴月相二倍法”，对中国和世界许多

39、Ms7.5级强震做出成功的预测。从1991年12月1日1994年11月30日，其间发生7.5级以上大震13次，其中8次与预报结果相对应，虚报5次，漏报5次。实践证明，“磁暴二倍法”是一种有效的地震预报手段，应当加大研究力度，总结规律，消除各种干扰因素，提高预测精度。第四节 引潮力共振的异常叠加法中国气象科学研究院任振球认为，地震是突然发生的，应当存在促使地震突然发生的触发条件。长期以来，他从天地星综合研究出发，分析了可能具有触发作用的各种地球物理因子和各种天文因子，通过筛选，发现只有月亮奇异位置时的引潮力共振的异常叠加方可触发地震，并因此确定了一些地区的临震预报判据。初步的统计表明，在1975

40、年1月1996年11月期间，我国大陆发生的75个Ms6级的地震中，由引潮力共振减压的异常叠加而触发的约占60% （包括云南等地），由引潮力共振加压的异常叠加而触发的约占36%（包括京西北、兰州附近等地），其余约4%情况不明。我国台湾等地的地震也为共振减压的异常叠加而触发。日本和美国加州的地震则主要为共振加压的异常叠加而触发。利用引潮力共振预测地震三要素的精度，时间一般达到35d，地点为1.5（纬距）2（经距），震级为Ms6。北京工业大学李均之教授经过长期观测发现:全球7级以上、近区5级以上的地震，一般在震前19d都有异常的次声波发生，频率在1Hz以下，声压愈强对应未来地震的震级愈大。从1995

41、年开始，任振球与李均之教授等合作，联名向中国地震局填报了16次临震预报，地震三要素均正确或基本正确的有7次，空报的有6次，成功率为43.7%。此外两要素正确、一要素报错的有3次，均按不成功对待。可见，这也是一种行之有效的地震预报方法。第五节 其它方法1996年以来，印度地震预报实践者桑姆一直坚持日影偏差观测。一般来说，太阳投射到墙壁上影子的“正常轨迹”，每天同一时间的点基本上构成一条直线。然而在观测中桑姆发现：实际的太阳影子轨迹往往偏离该条“正常轨迹”直线。有时移向其右侧，有时移向其左侧。每天不同时间的偏移量有所不同。通过长期观测，桑姆发现太阳影子相对于“正常轨迹”直线的这种偏移，与而后地球上

42、他的观测台所在位置经度有关。这些预测中，大约有37.2%达到相当高的精确性，实际地震发生在预测的日期范围3d之内；预测的经度和纬度3范围之内；预测的震级在1级范围之内。台湾“中央大学”太空科学院科学研究所所长刘正彦和他的研究团队通过系统分析发现，1994 年以来发生在台湾地区5级以上的地震，在地震发生前的15d间，高空电离层浓度会明显下降。其中，七成的5级以上地震和八成的6级以上地震都有这种现象发生，高空电离层浓度减少的比例达35%57%，显示地震发生前确有“征兆”。刘正彦说，由于太阳风暴、台风、闪电等自然现象发生前，也会出现高空电离层浓度下降的情形，且从高空电离层浓度下降的情形，还无法明确掌

43、握地震会在何时发生。1976年到现在，中国许多地震预测实践者和研究者，总结开发长期、中期地震预测，短临地震预测的不同技术和方法，以及对临震前兆进行最后确认的手段和仪器。值得特别关注的两个系列地震监测仪器及其技术：（1）孙威开发的6种地震前兆监测仪器：应力、倾斜、重力、电磁、地电、谐振；（2）中国煤炭科学研究院西安分院王文祥，采用超低频电磁波MDCB法监测预报地震，多台MDCB仪能够交汇出有效覆盖中国和周边地区的地震监测网。第三章 基于地质力学的地震预报构想第一节 地质力学理论及其在地震预报中的作用地质力学是运用力学原理研究地壳构造和地壳运动规律及其起因的学科。地质力学在中国是由李四光创立的。1

44、926年，李四光发表地球表面形象变迁的主因，提出“大陆车阀说”。1929年发表东亚一些典型构造型式及其对大陆运动问题的意义一文，概括了不同类型构造的特殊本质，建立了构造体系的概念，为地质力学奠定了基础。20世纪40年代初，李四光正式提出地质力学这个名词。60、70年代以后，地质力学的理论和方法在中国的地质工作和研究中得到较广泛的推广和应用。地质力学既研究地壳运动产生的各种形变现象的规律，也研究由地壳运动产生的物质的变化规律，以及两者的相互联系。反映地壳运动的一切现象都是它考察研究的对象，包括构造体系的规律、海洋运动的遗迹、岩浆活动的现象、变质岩带的发生和矿产的形成等。从研究各种构造形迹的特点、

45、组合规律和成生联系入手，研究大陆运动和海洋运动的特征以及它们的相互关系，进而探讨地壳运动的方式和方向，运动发生时期，运动的起源和动力的来源等问题。地质力学的研究内容可概括为4个方面：构造体系的深入调查研究。包括：构造体系类型的划分；构造形迹的力学性质的鉴定及其空间排列规律；岩石力学性质及构造应力场的分析；构造运动时期和构造体系形成时期的鉴定；现代地壳运动和活动的地应力的观测；岩石内流体运动和构造型式对油、气的动态与油气集中的控制作用；各级构造体系对矿产分布规律的控制作用；构造应力场与地球化学场及地球物理场的联系。全球大地构造体系的特点和分布规律，以及与各种构造体系同时发生的沉积建造、岩浆岩建造

46、、变质岩建造和矿产资源的成生联系。古生代以来全球大陆运动和海洋运动问题。首先着眼于中国及邻区石炭、二叠纪大陆运动与海水进退规程。地壳运动问题。包括：区域性升降运动与水平运动的联系；地球角速度的变化和潮汐作用对于大陆运动和海洋运动的影响；太阳辐射的变化和地壳运动与地球运动对古气候变化的作用等。地质力学是一门具有多边联系的边缘学科，它一条腿站在地质学方面，另一条腿站在力学方面，它的重点是放在研究地壳构造与地壳运动的规律上，其研究地壳运动所走的途径是从地质构造现象去追索力的作用，从力的作用方式，去追索地壳运动的方式和方向，它的工作程序，首先是要确定地质构造现象的规律，然后再寻找厘定那些规律的力学原因

47、。强调地质工作要从运动的观点看问题，认为这是一个根本的问题。运动分为物质的变化和机械的运动，它们在一定程度上又是互相联系的。在各地质时期，反映地壳运动的现象都是地质力学研究的对象。这些现象除了地壳各种形变现象之外，也包括各种火成岩的活动和脉岩的入侵，沉积作用和沉积盆地的形成，变质作用和变质岩带的发生以及各种矿产的发生和发展等等。它们都是一定地质历史阶段中地壳运动的产物。因此，对地壳构造和地壳运动规律的正确认识，对于一个地区的构造体系的发育情况，断裂系统的分布规律和它们的性质封闭性、张裂性及现时活动性等的认识，是找矿的关键，也是解决重大工程、水文、地震、地热等地质问题的关键。地质力学的研究，不仅

48、为掌握矿产资源的分布规律和解决工程地质、水文地质、地震地质等方面的若干基本问题指出了新的方向，也为研究世界上久已争论的地壳运动问题开辟了新的途径，这项研究的开展将充实和发展在我国首先建立的地质力学理论，提供一个向地球开战的有力武器。地质力学的观点认为地震的产生是由于地质构造运动引起的，应该从地质构造的角度来进行研究，起主导作用的是“地应力”，李四光认为在我国解决地震预测预报是有希望的。他根据对活动性构造体系和现今地应力场分析研究，主张在活动构造带上设置地应力监测站，监视地应力活动方式和变化规律，作为主要手段。再结合观察别的方面有无异常现象，就有可能捕捉到地震前的前兆信息，结合区域构造体系展布和活动方式的研究，提供出地震发展趋势乃至临震前的预测意见。1965年，李四光发表关于地震地质工作的问题一文。1966年，河北邢台地震之后，李四光在写给周总理的信中提出，“华北地区的地震肯定是和地质构造有关，尤其是走向北北东的挤压带以及和这个挤压带有关的一些性质不同的断裂带，是推测今后可能发生地震的地带和地点的比较现