用数值模拟格林函数方法合成近源地面运动地震图

用数值模拟计算所得小地震波形代替经验格林函数法中的观测小地震波形, 合成1995神户地震震源附近强地面运动理论地震图. 数值模拟计算的小地震波形, 称为计算格林函数地震波形或计算小地震波形. 数值模拟小地震波形计算是在两维适当高精度速度结构条件下用拟傅里叶变换微分求解波动方程进行的. 拟傅里叶数值模拟中使用了快速, 高精度, 高稳定性的错格实数傅里叶变换微分算子. 在合成神户大地震的综合理论地震图的计算中, 首先根据震源谱的拐角频率与地震断层长度的关系确定出的数值模拟所得格林函数地震波形的地震矩和相当震级. 再将这些计算的小地震波形用经验格林函数的方法合成神户地区地震断层附近部分台站的理论地震图. 合成近源地面运动地震图时使用了多重震源破裂过程模式. 结果表明综合理论地震图与作为目标地震的1995年神户M7.2地震的观测波形吻合得很好. 它意味着该方法对于在缺少地震观测的地区进行地震学研究和强地面运动预测是十分有效的.     

2015年尼泊尔M_s8.1与M_s7.5级地震活动特征

2015年尼泊尔8.1级地震发生在喜马拉雅地震带上,为低角度逆冲型单侧破裂.余震区呈WNW-ESE展布,长轴约170 km,短轴约60 km.余震空间分布不均匀,主震和强余震分布在余震区两端,中部余震稀疏,这与8.1级地震矩释放主体区一致.7.5级地震发生在8.1级地震余震区的东部边缘,8.1级地震对其具有显著的触发作用.8.1级和7.5级地震发生在尼泊尔1505年和1934年两次大震之间的8级地震破裂空段上,1870年以来至本次地震前该破裂空段内没有发生过6级以上地震,存在6级地震背景空区.这次地震前13年,形成长约590 km的5级地震空区,震前19个月空区被打破.8.1级地震序列发生在5级地震空区的中部,其东、西两侧仍有较大范围没有发生地震,库伦应力计算表明8.1级地震对其东西两侧断层具有明显的触发作用.考虑到历史地震的离逝时间与复发周期,认为1934年地震破裂区再次发生大震的危险性较小,而1505年地震破裂区发生大震的危险性增大.2005年巴基斯坦M_w7.6和2015年尼泊尔8.1级地震的发生,表明喜马拉雅地震带已经进入了一个7级以上地震相对活跃的时段.     

实验室研究揭示地震震源过程

地震是最具毁灭性的自然灾害之一,给很多国家带来了严重的人员和财产损失.我国是大陆地震最为频繁、地震灾害最为严重的国家之一.因此,了解地震的发生机理乃至预测地震是地球科学界亟待解决的重大科学问题.近几十年来,基于实验室研究获得了大量类似于天然地震的实验室地震事件,并通过对这些事件的精细观测揭示了震源物理过程的基本规律,加深了人们对于震源物理过程的认识.本文首先阐述实验室地震研究的发展简史,然后系统梳理实验室地震研究在地震前兆、破裂传播等方面取得的重要进展及存在的问题.最后,探讨实验室地震研究所面临的挑战,并展望实验室地震研究未来的方向与关键科学问题,以期深化对震源过程的理解,进而促进地震预测研究的发展.     

地震与天气的联想及探讨

进入2010年以来,地震频频发生,截止4月14日青海玉树县发生7.1级地震,全世界共发生6级以上地震41起,7级以上地震10起,8级以上地震1起.其中海地地震死亡人数超过20万人.我国玉树地震导致2 220人遇难,70人失踪,6.7～22.3万人受灾.受灾人口占玉树藏族自治州总人口的62.5%,造成巨大人员损亡和财产损失.     

地震预测试验场

地震预测试验场是针对特定的地震危险区,通过密集的、多学科的强化观测,研究与短临地震预测有关的科学问题.作为一类"大科学"项目,地震预测试验场的经验和教训值得认真总结.新技术的应用赋予地震预测试验场以新的内涵,并为地震预测研究带来新的发展机遇.     

世界历史上的大地震

里斯本地震 (葡萄牙,1755年11月1日,震级8级以上,死亡约7万人) 这次地震是迄今为止欧洲最大的地震.地震发生在距离里斯本城几十千米的大西洋海底.里斯本城遭破坏极其严重,约7万人死亡,其中许多人是由于震后引起的海啸致死的.里斯本地震后,欧洲的地震研究才从宗教的束缚中解放出来.地震发生后214年,即1969年2月28日,在这个海域附近又发生了一次8级左右的大地震.     

地震知识问答

1.地震有前兆吗? 地震前,在自然界发生的与地震有关的异常现象,我们称之为地震前兆,它包括微观前兆和宏观前兆两大类.     

初论地震云

地震是一种自然灾害,大地震往往给人民的生命财产造成巨大损失.解放以来,特别是六十年代邢台大地震以后,我国在地震预报研究中取得了一定的成果,曾先后成功地预报过一些地震.利用地震前兆预报地震是科学家们现在普遍采用的方法.近年来,通过较长时期对地震云的观测研究,我们认为地震云是一种临震前兆.它不仅是一种可靠的临震预报手段,而且根据它出现的时间、形态及其变化以及相对于观察者的方位,再结合其他预报手段,可以预报某些地震的震中、震级和发震时间三要素.用地震云预报地震,价格低廉,方法简便,容易掌握.结合其他观测手段进行分析,有较高的准确性,从而深受广大群众的欢迎.     

从“是否存在有助于预报的地震先兆”说起

是否存在有助于预报的地震先兆?作者认为地震是以突发形式表现的构造变形,它发生前有一个由慢变快的物理过程,地震是应有先兆的.寻找先兆除受观测仪器、测点布局、以及地震先兆与主震之间关系复杂性等的限制外,能否抓住关键时段也十分重要.地震是一个力学过程,断层处于应力峰值强度后的亚失稳阶段时,已进入一个不可逆的变形阶段,标志着地震发生已不可避免.因此这个阶段与地震发生有唯一性的关系.     

山西断陷带地热研究

山西断陷带是我国著名的地震活动带之一,其地震活动频繁,强度大,震源浅,破坏性严重.据历史记载,公元前231年起到现在,山西境内发生M_s≥5级地震63次,其中8级地震2次,7—7.9级地震4次,6—6.9级地震10次,5—5.9级地震47次.就临汾盆地来     

关于我国地震数值预报路线图的设想——汶川地震十周年反思

正汶川地震发生已经十年了.汶川地震造成了巨大损失,但是汶川地震未能预测,是中国地震工作者心头永远的痛,对地震预测研究的反思是一个重要课题.中国地震局系统反思报告认为,"汶川地震未能预测,一是地震成因尚不清楚;二是地震前兆机理尚不清楚;三是经验预报的局限性和不确定性;四是地震前兆时空演化特征尚不十分清楚;五是尚未形成全球地震预测研究机制[1]".反思注意到"地震预测基础性研究落后",认为:"当今的地震预报仍处于     

地震是一种"地壳雷电效应"

本文依据天文地震学所揭示的太阳活动、宇宙线增强与地震活动密切关联、地电学中所揭示的自然电场的存在以及地震前后岩石电阻率显著变化的观测事实和“摩擦带电”的原理 ,提出一种新的地震成因假说 ,即地震是一种“地壳雷电效应” .认为地震实质上是发生在地壳中的雷电现象———由于太阳活动 ,如耀斑爆发、太阳黑子、太阳风等向地球辐射大量带静电荷的高能粒子 ,以及自然电场、板块断层间的挤压、摩擦导致大量静电荷积累、极化 ,从而引起发生在地壳中的雷电现象 .强烈的地壳雷电能够导致地内岩石破裂 ,加剧地震的破坏性 .并尝试性地运用这一观点解释了板间地震、板内地震、水库、注水、采矿诱发地震等现象 .认为由此可以设法对地震采取有效的预防、控制措施 .从而指出 ,仅仅从地应力的角度来认识地震现象是远远不够的 ,静电力的存在至少是一个不能被忽视的重要因素 .     

新疆伽师强震群过程中加卸载响应比变化特征

将加卸载响应比理论应用于新疆伽师地震序列 ,发现在序列中较大地震 (M≥ 5)前 ,均出现加卸载响应比高值异常 .这说明在一定条件下 ,加卸载响应比理论可应用于地震短期预测 ,尤其是发生中强地震后 ,地震序列的早期判断 .伽师地震序列的预报实践 ,再一次说明了这种可能性 .     

2015年4月25日尼泊尔M_w7.8级地震的孕震构造背景和特征

2015年4月25日尼泊尔发生M w7.8级大地震,震源机制解结果一致表明该地震为低角度逆冲型.迄今发生百余次余震,其中包括M s7.0级以上强余震,并触发正断层型小震群.此次地震发生于喜马拉雅碰撞造山带中段,位于1934年比哈-尼泊尔M w~8.1级和1505年木斯塘M w~8.2级地震之间的地震空区内,是自1950年察隅M w~8.4级地震以来喜马拉雅主逆冲断裂上发生的最大震级地震.为更好地理解这次地震,本文综述喜马拉雅造山带的构造背景、断裂组合构成和几何形态、历史强震分布和破裂范围、现代小地震活动性特征、强震孕育的基本模式、震间加载和同震位移的空间互补性.在简单介绍同震破裂的断面初始解基本特征基础上,初步讨论了这次尼泊尔地震与喜马拉雅带特征型地震的关系,与2008年汶川地震的比较,以及低角度逆冲地震破裂的地表出露和对区域地震危险趋势的指示意义等问题.     

新疆伽师强震群过程中加卸载响应比变化特征

将加卸载响应比理论应用于新疆伽师地震序列 ,发现在序列中较大地震 (M≥ 5)前 ,均出现加卸载响应比高值异常 .这说明在一定条件下 ,加卸载响应比理论可应用于地震短期预测 ,尤其是发生中强地震后 ,地震序列的早期判断 .伽师地震序列的预报实践 ,再一次说明了这种可能性 .     

大陆内部地震活动与地震预报

大陆是人类主要活动的地区,大陆地区所发生的地震虽然只占全球地震总数的15%,但是大陆地震的震源大多数较浅,震中又位于人口稠密和经济集中的地区,并且7级以上的灾害性大地震时有发生,给人类造成的损失却占全球地震所造成的损失的85%.由于地震现象是全球性的,把不同地震活动区之间的地震进行相互对比,将有利于对地震规律性认识的深化,并促进地震预报事业的发展,以减轻地震对人类所造成的灾害.     

流体地球化学进展及其在地震预测研究中的应用

地震预测是仍未解决的世界性难题.流体地球化学是地震预测的潜在手段之一,近年来得到了较为广泛的认可与运用.地震的孕育和发生过程始终伴随着地下物质运移、能量传输和条件改变,从而导致流体中元素和同位素的迁移与演化,进而形成地表可观测到的流体地球化学异常.活动断裂带是地震多发区,同时也是深部流体运移和释放的有利通道.活动断裂带流体的地球化学特征对地壳应力、温压条件和渗透率的变化极其敏感,可以作为指示构造或地震活动的良好指标.流体地球化学与断裂活动的密切关系使得流体地球化学不仅在地震预报中发挥着重要作用,也是解释地震过程中物质来源、能量交换和条件变化的有效手段.此外,新的地球化学分析技术的迅速发展,使其在研究地震前兆机理和地震物理过程中发挥越来越重要的作用.本文在综述近年来流体地球化学在地震预测领域研究进展的基础上,结合自身团队的研究结果和认识,提出未来地震地球化学研究的发展方向.     

中国是多地震国家

中国地处世界上两个最大的地震集中发生带--环太平洋地震带与欧亚地震带之间.由于太平洋板块、印度洋板块和菲律宾板块的挤压作用,我国大陆地区地震断裂带十分发育,主要地震带就有23条,这些断裂带上均发生过强烈地震.本世纪以来,我国共有22个省、自治区、直辖市发生过6级以上地震近600次.     

相邻左旋走滑和逆冲断层之间的相互作用: 1976年松潘震群

根据前人研究所得1976年四川省松潘地震序列的震源参数, 构造了主要地震事件的断层模型, 并计算了该序列中主要地震引起的邻近区域内静弹性库仑应力变化. 计算结果显示, 松潘地震序列的余震主要集中分布在库仑应力增加的区域, 说明大地震较好地触发了余震. 计算结果还显示, 左旋走滑机制的1号地震(M_S = 7.2)引起逆断层性质的2号地震(M_S = 6.7)震源处库仑应力增加了约5 bar, 说明1号地震对2号地震有明显的触发作用. 3号地震也是左旋走滑型事件, 计算显示3号震源受到1号和2号地震的共同触发不太明显. 通过对右旋走滑断层和正断层理论模型的计算, 显示出相邻的右旋走滑断层与逆断层间存在较好的触发关系, 而平行走滑断层间的触发关系相对较弱. 对比松潘地震序列中3个大震的断层组合关系, 研究认为3号地震存在被触发的可能.     

“是否存在有助于预报的地震前兆”的讨论

经过几十年地震预报探索实践,已发现了很多地震前兆异常,其中部分前兆还通过了优秀地震前兆标准的检验,并分析总结了前兆异常的群体特征.但用这些前兆异常,通过经验性统计方法进行地震预报成功率很低,其根本原因是地震孕育、发生的空间尺度较大,前兆异常的挑选较为困难;地震复发周期较长,已积累的震例资料不足于研究地震孕育发生的规律;地震的孕震环境复杂,与周边的动力、构造环境密切相关,不同地震之间前兆异常差异较大;前兆观测分布在地球表面,只是地下应力、应变的间接反映,所获取的异常与地震前兆关系有待深入研究.在目前情况下,下一次地震完全按统计得到的共性特征演化明显是不可能的.地震前兆观测应从单点观测向直接观测地下应力、应变场过渡,地震预报从经验性统计预报向基于地球物理场动态观测的物理预报过渡.