地震云观测

1976年唐山发生强烈地震后,我们利用激光和电子学技术在北京远郊的密云水库台站从事地震预报的研究工作。同时也注意了对地震云的观测和研究。日本键田忠三郎于1948年起开始研究地震云,并首先利用地震云成功地预报了地震。我国历史上在三百年前也有过关于云彩和地震之间关系的记载。根据我国古代的记载。日本键田忠三郎三十二年的观测和预报,以及我们自己的观测,研究和预报实践,可以认为云彩和地震的确具有内在联系,值得认真研究和探讨。     

全球定位系统测定的2011 年日本宫城MW 9.0 级地震远场同震位移

据覆盖日本全境的GEONET 网络GPS 观测资料显示, 2011 年3 月11 日的日本宫城M_W9.0 级地震造成日本半岛向东移动, 最大达到了5.3 m. 利用国家重大科技基础设施项目“中国大陆构造环境监测网络”的GPS 观测资料, 分析此次地震对中国大陆构造形变场的同震影响,结果显示, 地震造成我国东北和华北地区产生毫米至厘米级的同震水平位移, 最大值为35 mm.通过应变分析发现, 地震导致东北和华北地区一系列北北东走向的断裂产生了不同程度的张性应变. 虽然在东北地区张性应变相对比较明显, 最大处约为40 nano-strain, 但对断裂带的静态库仑应力加载有限, 不会对区域地震活动产生大的影响.     

中国卫星激光测距流动站地心坐标的归算

为了监测中国地壳运动, 由中国地震局地震研究所研制了两台卫星激光测距(SLR)流动站, 其中一台属国家地震局地震研究所. 在我国大科学工程项目的支持下, 从2000年8月至2002年1月实施了从东到西、从南到北跨度达几千公里的第一次流动观测. 共测量了3个点: 北京、乌鲁木齐、拉萨. 每个站点观测了近两个月, 获得了一批SLR观测资料. 用这批资料结合全球SLR资料在ITRF2000坐标系下解算了这3个站点的地心坐标, 达到了比较好的精度.     

2015年智利8.3级地震构造背景及对俯冲带地震的启示

2015年发生在智利Coquimbo的M_w8.3级地震是一个典型的俯冲带地震,其大小、破裂滑移分布与利用震间期GPS观测得到的智利南部俯冲带闭锁模型一致.利用反投影方法得到的破裂过程初步解显示,这次地震的破裂由震中(约25 km深)向浅部传播,并且这次地震破裂的能量辐射与频率明显相关,与2010年发生在Coquimbo地震破裂南部约50 km的M_w8.8级地震的观测结果一致,表明这部分俯冲带的断层性质随深度存在着系统变化.这次2015年8.3级地震的震前及同震观测资料将对地震破裂动力学的数值模拟提供一个难得的模型约束信息.     

南美SLR 监测的2010 年智利8.8 级大地震产生的地面位移

2010 年2 月27 日, 智利发生了8.8 级特大地震, 该地震使震中附近的地面产生了较大位移. 德国与智利合作的卫星激光测距系统SLR-7405 距震中仅约130 km, 其观测受到地震的影响. 中国科学院国家天文台与阿根廷合作的SLR-7406 系统距震中约600 km, 利用这两个SLR 站的观测资料并结合全球SLR 站的观测资料, 在ITRF2000 下解算了这两个SLR 站点的地心坐标, 发现两站的坐标都发生了不同程度的变化. SLR-7405 站整体向西南方向发生了较大移动, 在X, Y, Z 方向上的位移量分别约为3.11, 0.52 和0.49 m, SLR-7406站在3 个方向上的位移量分别约为0.02, 0.03 和0.02 m. 由SLR 这一独立的观测手段得到的结果可以为其他定位观测提供必要的外部检核.     

“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.     

地震短临预报的小卫星系统的建议

此系统的主要目的是为了地震短临的预报 .按照强祖基的理论和长期的实践 ,通过对由地层内部释放的某种辐射物质和气体所引起的大气低层的增温及其移动趋向的观测 ,可以及时前期预报较强的地震 .在实验中系利用气象卫星的远红外敏感器来探测温度上升的 .但有时云和雨会阻碍这样的探测 ,建议的系统使用毫米波辐射计一般可以克服掉那些影响 .设计中重点考虑的是卫星的平台结构和姿态控制系统要适合辐射计的扫描天线 .系统中卫星的轨道设计和光学小卫星系统一样 ,做到一天可以观测世界上任何一地两次 .     

全球定位系统(GPS)测定的印尼苏门达腊巨震的远场同震地表位移

以中国的连续GPS观测资料为基础, 结合其他全球GPS观测资料, 计算了2004年12月和2005年3月发生在苏门达腊岛9.3和8.7级巨大地震的同震位移场. 2004年地震的同震永久位移的影响范围达6000~7000 km, 并呈现波状起伏的特征. 2005年地震的同震位移主要局限在震中区附近, 可能只是2004年地震诱发的强余震.     

奇异的地震云

近期,世界范围内,震灾频频。1995年1月17日凌晨,日本神户地区发生里氏7.2级大地震,有5000余人被夺去生命,使一座现代化城市在须臾之间瘫痪。两天后,日本北海道又发生6.2级地震。1995年5月27日,俄罗斯的萨哈林岛又传来地震噩耗,1200余人被埋葬在废墟之中。6月15日,西腊南部的科思林湾爆发里氏6.1级地震,19人死亡,80人受伤,1500人露宿街头。接着,美国的洛杉矶继1994年1月强震后又响起地震警     

全球定位系统测定的尼泊尔M_w7.8级地震同震位移

据尼泊尔境内的连续GPS观测资料显示,2015年4月25日的尼泊尔M_w7.8级地震造成尼泊尔向南移动,最大位移量达到了1.88 m.利用国家重大科技基础设施项目"中国大陆构造环境监测网络"、中国气象局中日合作JICA项目及加州理工学院在尼泊尔境内所建的连续GPS观测资料,分析了此次地震对中国大陆构造形变场的震时动态响应及同震影响.结果显示,地震造成中国西藏地区毫米至厘米级的同震水平位移,最大值在震中北东方向,震中距220 km的珠峰站,约为30 mm,波及范围远至1500 km之外的高原东北部的祁连山地区.1 Hz的高频GPS数据分析表明,震中距1200 km内的站点记录了弹性震波和永久变形的叠加和破裂方向效应等丰富信息.通过分析中国境内地震活动频度并对比2011年日本宫城地震发现,本次尼泊尔地震并未造成中国境内微震活动显著增加,同震过程对中国西藏部分地区、川滇地区及南北地震带断裂带的应力扰动和构造加载有限,与其震级相对较小有关.     

地震云及其成因的探讨

日本《读卖新闻》曾报道奈良市市长健田忠三郎根据云彩预测地震及九州大学工学系副教授真锅大觉关于地震云成因探讨情况。我们在用激光锁相应变仪、基岩地电记录仪和天电记录仪等手段进行地震预报研究的过程中,也注意了对地震云彩的观测。     

地震前天文时纬观测异常现象的研究进展

介绍了天文时间和纬度观测资料的残差在地震前出现短期异常波动现象的发现及多年来开展的相关研究的进展,分析了不同地区天文时纬仪器的时纬残差异常变化与其周围地区地震的关系及残差异常变化的特征.论述了地方铅垂线的震前异常变化造成的天文时纬残差的异常波动,以及天文时纬观测监测垂线变化的意义及对其开展深入研究的重要性,讨论了该现象发展成为有效的强地震短期前兆的可能性和深入该研究目前面临的情况和应当注意解决的问题.提出了研制新型高精度自动化天体测量仪器在地震多发区布设试验观测网,以深入发展该研究并优化观测及提取异常信息用于短期地震预测的方法等建议.     

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ABC

地震是怎么发生的？地震的破坏件和突发件给人类罩上了一层阴影。地震到底是怎么发生的？我国古代民间流传说，地底下有一条大鳌鱼，驮着大地，隔一段时间就要翻一翻身，于是大地就抖动起来。鳌鱼翻身就是地震了。17世纪日本也流传着一个神话：大鲶鱼往在地底下，背覆着日本的国土，当鲶鱼不高兴时，就将尾巴和鳍动一动，于是造成了地震。今天人们希望了解地震成因的科学解释。目前对这个问题有几种基于观测事实的解释。对于发生地震的某些根本性原因（如动能与必震条件）还有待探索。已有的研究成果告诉我们，绝大多数地震发生在地球员刚硬…     

马岛上的狐猴

马岛的概况马岛是马达加斯加岛的简称,位于印度洋西部,离非洲东南海岸大约有300多公里,为非洲大陆的一部分,也是马达加斯加民主共和国的所在地。这个岛是一个不规则形状的大块陆地,南北长约1600多公里,东西最宽处为570多公里,全岛面积为587930平方公里,连同附近小岛共有595800平方公里,为世界第四大岛.岛的中部偏东是中央高原.高原东面又高又陡的岩壁直逼海岸,沿海平原十分狭窄并多泻湖.高原的西坡比较平缓,作阶梯形逐下到沿海宽阔平原.岛的两侧各有一股温暖的洋流南下,又有印度洋东南海风横吹,所以大部分地区气候湿热,仅有高原顶部气温较低.面迎东南风的东侧陡坡雨水特别多,生长着浓绿的森林,生活着许多世界珍稀动物,甚至是“独此一家”,狐猴就是其中一例.     

伊豆-小笠原地区岩石圈软流圈边界地震学证据

岩石圈软流圈边界(lithosphere-asthenosphere boundary,LAB)是上地幔内具有负速度梯度的地震间断面.开展对俯冲带区域LAB的地震学探测有助于进一步理解岩石圈与软流圈的相互作用以及与板块俯冲相关的地球动力学过程.本文收集了2002~2014年发生于伊豆-小笠原地区的3个深源地震(400~600 km)的垂向宽频带波形资料,利用线性倾斜叠加方法对波形数据进行处理后获得了相对走时-慢度域的灰度图和叠加波形图,并成功提取了s_P震相在LAB反射的前驱震相s_(LAB)P,该震相的极性与s_P相反,幅度比为0.17~0.21.基于改进的一维速度模型IASP91-IB计算获得了近源区6个s_(LAB)P震相反射点的分布.研究表明伊豆-小笠原岛弧下方LAB深度位于58~65 km,平均深度为62 km,起伏变化较小(7 km).与菲律宾海构造稳定地区研究结果相比,伊豆-小笠原岛弧地区海洋岩石圈出现了明显减薄的现象,其应与西太平洋俯冲板块在地球深部持续释放的挥发分物质导致了软流圈出现部分熔融以及弧后地幔楔内小尺度对流的强侵蚀作用密切相关.     

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.     

天文时纬异常与阿根廷San Juan地区的地震活动

1 时纬残差的取得及地震资料的选取 早在唐山地震发生后,李致森、张国栋等发现强震发生前,天文测时测纬残差会发生较大异常.许多研究表明,这种现象是一种地震前兆.特别是已有学者利用这一前兆成功地预报了六次发生在云南天文台附近的中强震. 北京天文台的 Ⅱ型光电等高仪于 1992年搬往阿根廷 San Juan大学天文台执行中国科学院和阿根廷国家科委的合作项目,开展全天等高星表及地球动力学的研究工作,几年来积累了大量的观测结果. San Juan地区属地震多发区,它毗邻 Andes山脉,是环太平洋地震带的一部分.San Juan天文台原有的一架丹容等高仪一直从事地球自转参数及星表的观测任务.本文正是取这架仪器 1970～1987年累计 17 a的观测数据处理时纬残差,研究时纬残差的长期变化与台站周围地震的活动关系. 光学天文时纬残差是指某架仪器的天文时间和纬度观测值扣除地球自转变化影响后的剩余部分.某仪器测时残差RT的定义是:     

介质各向异性和非均匀性对横波分裂参数测量的影响

地震横波分裂参数是确定地球介质各向异性基本特征的重要依据.在过去几十年间,快横波偏振方向和快-慢横波到时差测量值的显著离散已经成为影响学界对地震各向异性和横波分裂进行深入研究的一个突出障碍.本文具体分析了实际地球介质的各向异性和非均匀性可能引起的地震记录上地震波震相观测走时和理论走时的偏离、观测偏振和理论偏振的偏离,以及震相观测序列和理论序列的偏离;指出了实际三分量地震记录上地震波震相矢量普遍存在的偏振非正交和路径非正交关系是传统正交分离和参数测量结果显著离散的根本原因;用仿真模拟实例分析了现有震相识别和波形分析方法可能带来的震相漏识别或误识别,介绍了利用矢量分析技术分离三分量观测记录上地震波震相完整波形的基本思路,推导了以地震波空间偏振矢量方向为参数的波形分离运算表达式,以及直接利用三分量地震记录的傅里叶频谱在不同坐标分量上的投影来测量地震记录上各个震相矢量空间方向的近似方法.     

浮标基海洋观测系统研究进展

面向海表和海底立体观测与探测的需求,构建了一种新概念的浮标基海洋观测系统,获取时间、空间同步的水文/气象/水质观测数据、海表/海底摄录数据,并实时回传到岸基数据中心.将浮标、海底接驳盒采用光电复合缆连接起来,通过浮标、光电缆为海底观测系统供电;同时,将海底观测信息通过光电缆传输到海表浮标,然后通过卫星通信/无线通信将水面、海底的观测数据传输到岸基,实现了海底、海表观测数据的实时传输.系统在通信、系留、能源等方面进行了全新的设计,并构建了"海底观测(接驳盒)-以太网-光交换机-光电复合缆-光交换机-以太网-卫星(浮标)"的通信链路.为实现浮标系留,采用纤维材料设计了中性的光电复合缆,降低了对浮标储备浮力的要求,并适用于大深度的布放.针对光电缆能源传输方式及海底供电要求,采用风能/太阳光能互补方式供电,采用直流升压/降压等方式解决系留缆直流输电问题.为实现系统在深海的布放,设计了专用绞车.通过绞车依次布放海底节点、缆,避免使用遥控水下机器人安装操作和海底湿插拔技术,降低了系统的成本和试验的风险.通过近海试验,验证了整套通信链路的可靠性,以及系统长期、稳定供电的能力,掌握了系统的布放回收技术.该系统满足了海表、海底实时观测与数据传输的需求,实现了海表、海底的同步观测;并实现了海表/海底摄录数据的实时回传,在深远海声学、地质、地震等方面观测具有重要意义.