日本大地震及海啸的早期预测及临震信号

2011年3月11日日本发生了9级大地震,引发10～23.6 m的大海啸,造成核电站泄漏,损失惨重.震中位于北纬38.1度,东经142.6度.早在2008年7月25日,北京工业大学地震研究所根据5种异常信号作出"关于日本大地震及海啸预测".实际发生的地震正好在预测的区域范围之内,而且确实发生了高达10 m的破坏性海啸.并且在这次大地震前,北京工业大学地震研究所还记录到5种前兆异常信号.这表明一个7级以上的地震有一个能量积累的过程,往往在震前几年就会出现前兆异常信息,尤其在震前几天还会陆续出现临震前兆异常,抓住这些信息对实现地震的预测预防极为重要.

汶川和玉树地震前兆异常信息

2008年5月12日四川汶川(31.0°N,103.4°E)发生8.0级大地震,2010年4月14日青海玉树(33.1°N,96.7°E)又发生7.1级地震.2次地震都造成了重大损失.北京工业大学地震研究所在这2次地震前都收到多种临震信号,如次声波、虎皮鹦鹉、电离层、磁三针等异常信号,并且还对这2次地震做出中、长期地震预测.

对日本一次中强地震的成功预测

2000年7月,日本伊豆群岛北部及邻近地区发生了Ms6.0～6.4级地震2次、Ms 5.0～5.9级地震8次.震前,北京工业大学地震研究室首次远距离地预测了这次日本地震,预测与实际发生的地震对照见表1.

孕震过程中次声波的产生机理

提出了一个临震次声波产生的机理模型,认为孕震末期地质结构动力行为引起的地表变形与空气耦合运动导致可观测次声波．并以日本地震板块为研究对象,建立其数值模型,采用二维瞬态有限元分析方法,分层考虑不同深度地质参数,模拟了日本东北部地区地表的运动,计算了地表位移及次声波压力变化曲线,模拟出了临震次声波,次声信号波形特征、频率范围与实际观测基本一致,结果表明孕震一次声机理模型是合理的．

震前次声波异常信号的研究

根据美国地质调查局公布的地震目录,2002—2008年全球共发生了92次7级以上的地震.其中,78次震前接收到了次声波异常信号,占84.8%.次声波异常信号的幅值均超过1 000 mV,次声异常信号的频率在10-3 Hz量级.异常信号结束后9 d内发震的有45次,占57.7%.本文以这92个地震为统计对象,讨论了震级M、观测点到震中的距离D与次声波异常信号最大幅值Um的关系.结果表明,次声波异常信号与地震的发生有较好的对应关系,但Um与M、D呈现出复杂的关系.

世界性科学难题——地震预报有可能首先在中国实现突破

采用多学科交叉的地震前兆观测方法 ,成功地做出了一些地震的临震预测及年度 (中期 )预测。可以预测几千km以外的 7级以上大地震。预测地震 3要素 (发震时间、震级及地点 )所达到的精度在地震史上也是罕见的。文中介绍了我们所用的主要地震前兆观测方法 :次声波、地应力、地电脉冲、大地微动、引潮力共振叠加等。文中还介绍了几次较好的临震预测及年度预测震例。从近几年的地震预测实践证明 ,对 7级以上大地震做出准确的预报是可能的。

次声:监测地震的新领域

次声现已被广泛的应用于监测领域,如监测地震、火山爆发等。相对较低的声衰减率使得次声（1~20Hz）能够在大气中传播很长的距离。此外,从蓬勃兴起的次声台站实时传送的数据有利于我们更好地了解次声产生机制及地震的远程效应。文中着重于不同震级的地震次声波的可能产生机制,简要介绍了次声阵列的优点,给出了几个大地震的震前次声波案例,也总结了现发现的中小型地震的次声波案例,据此提出了未来的发展方向。

近几年日本强地震的临震前兆信息

介绍了日本发生的５次强地震（１９９５年１月１７日，Ｍｓ＝７．４；１９９４年１２月２８日，Ｍｓ＝７．８；１９９４年１０月４日，Ｍｓ＝７．９；１９９４年７月２２日，Ｍｓ＝７．０；１９９３年７月ｌ２日，Ｍｓ＝７．７）的临震前兆信息，这些临震前兆信息有：次声波、地应力、虎皮鹦鹉行为异常、大地微动信息等．

昆仑山口西M_s8.1级地震前兆

2001年11月14日,在中国青海、新疆交界地区(35.93°N,90.54°E)发生了Ms8.1级地震.在此地震前,距震中超过2000公里的北京工业大学地震研究所(39.88°N,116.47°E)收到三种非常清晰的临震信息:次声波异常信号、地应力突变信号及虎皮鹦鹉跳动频率异常信号.

基于ARM9的次声采集与网络传输系统设计

为了解决次声网络的信号传输问题,开发了一种基于32位ARM系列的微处理器S3C2410X与串行A/ D转换器TLC2400,利用Linux操作系统内嵌的TCP/IP网络协议构成一个次声波采集与网络传输系统,并对系统的结构原理、主要外围接口和系统软件设计框架进行了详细说明.

临震次声异常产生的机理研究

为研究观测到的震前次声异常,提出了强地震发生前次声波异常信号产生的机理模型．该模型采用膨胀扩容孕震理论,将大气对流层与地质体作为一个动力学系统,采用瞬态有限元模拟方法计算分析了孕震末期地表变形及其产生的次声波和频率．结果表明,该模型的确能在空气中产生次声波,且次声波的主要频率是孕震体膨胀一收缩时间周期的倒数;孕震体收缩变形阶段产生的声压波幅远大于膨胀阶段．

综合多学科观测方法预测强地震

介绍了一个成功的预测震例,以此解析了多学科的地震预测方法．列举了13次成功的临震预测及16次较好的年度地震预测．自1995年以来全球发生伤亡人数较多的大地震,震前北京工业大学地震研究所都收到了明显的临震信号,这说明多学科的观测方法是有效的,实践证明地震是可以预报的．

在2004年12月26日印尼9级地震前收到特大临震信息

2004年12月26日印尼发生9级大地震.震前于2004年12月19日3点22分,中国北京工业大学地震研究所收到声压为16.8Pa的特大次声异常信号.为了预测将发生地震的震级,对比2001年11月14日在中国青海Ms8.1级地震前收到声压为12.88Pa的次声波异常信号.为此做出临震预测:2004年12月19日至28日在全球范围内将发生大于Ms8.1级地震甚至会发生大于Ms8.5级地震.

不同地域震前次声波异常信号的分析

利用次声波观测方法,分析了2010-01-2014-06发生在瓦努阿图地区的M≥7.0级以上地震震前次声波异常信号特征,发现其波形类似,呈多组分布,频谱分析结果显示其能量主要集中在0.001-0.005Hz.同时,对中国发生的2010-04-14玉树M7.1级地震、2013-04-20雅安M7.0级地震、2013-07-22定西M6郾6级地震和2014-02-12于田M7郾3级地震震前次声波异常信号进行了波形及频谱分析,并与瓦努阿图地震前接收到的次声波异常信号对比发现,不同地域的地震,其震前次声波异常信号特性不同.这有助于研究震前次声波异常信号与震源地理位置及地质条件之间的关系,对次声波方法预测震源有一定的实际意义.

依据前兆信息对台湾强地震的预测

1999-09-21台湾集集(23.85°N,120.78°E)发生了M_s7.3地震.这次地震前,距震中1800 km以外的北京工业大学地震研究所(39.88°N,116.47°E)接收到多种非常清晰的临震信号:次声波异常、地应力突变及虎皮鹦鹉跳动频率异常等.在对这些信号分析研究的基础上,成功预测了在台湾发生的地震,包括:1999-09-21 M_s7.3地震、2001-12-18的M_s7.5地震、2002-03-31的M_s7.5地震、2004-05-19的M_s6.7地震、2004-10-15的M_s7.0地震和2005-10-15的M_s6.6地震等.

次声在灾害监测方面的研究现状和进展

次声是频率小于20 Hz的声波,自然界中各种物理现象在孕育、发生、发展过程中均伴随有次声波的产生,并且不同物理现象所产生的次声波有着各自固有的频段,随着监测手段的逐步完善和CTBTO全球次声检测系统的逐步建立,次声波在灾害监测方面发挥着越来越重要的作用。介绍了次声监测的常用装置和定位方法,阐述了不同灾害在孕育阶段和发生阶段所产生的次声波的频率,并通过介绍多种灾害在孕育、发生阶段产生的次声波,分析了对于同种灾害在酝酿期和发生过程中所产生的次声波频率的不同。

地震预测的新进展

临震预测是指对未来10 d内将发生地震的时间、地点、震级的预测．采用多学科多种观测方法进行临震预测,可以预测地震发震时间、地点和震级中的一二个要素,综合多种前兆异常信息,做出临震预测．其中,准确地预报了1996年包头Ms6．4级地震、1997-04新疆伽师地区Ms6．3-6．6级强震群、2000-07日本伊豆群岛 Ms6．4级地震和2001-12-18台湾Ms7．5级地震等．其独到之处在于可以预测发生在距观测点几千km以外的强地震,在这一世界性难题上实现了创造性的突破．本文对2003年以来的年度预测及临震预测,按照评分标准进行了评定和总结．

印尼大地震震前次声异常信号的分析

2004年12月26日发生在印尼苏门答腊岛附近印度洋海域的地震震级高达9.0(MW9.0),引起了巨大海啸,造成了几十万人的伤亡,至今全世界的人们还记忆犹新。美国地质调查局把此次地震列为百年以来全球第五大地震。时隔3个月,2005年3月29日在印尼又发生了MS8.7地震,5月17日再次发生了7.1级地震。北京工业大学地震研究所在这几次印尼地震前都收到次声波异常信号,本文对这些异常信号进行了初步的分析与探讨。

发震时间公式的研究

介绍翁氏发震时间公式产生的过程和震例.经过多年对翁化发震时间公式的使用,根据干支理论对其进行修订.指出修订后的公式适合计算7级以上地震的发震时间及其在中国的适用地区.根据统计,修订后公式计算的发震时间与实际地震发生的时间误差在3 d以内的占42.9%。

地电异常信号的频域分析

以北京工业大学地震研究所南北方向地电脉冲仪接收到的典型地电异常信号为研究对象．应用傅里叶和小波分析理论对两种地电异常信号进行频域分析,找出地电信号的频域特性及频率范围．根据分析结果可知上述地电异常信号属有用的地波信号．