宋·天灾地祸不单行——漫步地震五千年(11)

宋代遭遇了远古以来最严重的自然灾害链-第3次气候寒冷期、940年长白山火山的千年大喷发、1038年以后的一系列地震和地震水患,严重地冲击了社会。本文介绍了地震的3种基本类型-构造地震、火山地震和陷落地震。重点讨论了中国的火山分布、火山地震的类型和近代火山喷发的实例,火山与浅源地震、火山与深源地震的关系。我国的深源地震主要位于吉林省珲春地区,与日本海沟的板片俯冲有直接关系。最后,简介了火山爆发的力学机制。

国外火山灾害防御计划与启示

文章以日本、美国为例,简述了其在火山灾害防御方面所作的法律依据和防灾计划,归纳其特点,并在最后提出了对我国火山灾害防御工作的启示。

2022年全球火山喷发简报

对2022年全球火山监测信息进行统计,2022年全球共有31个国家129座火山记录到火山喷发活动。依据火山预警等级(Ⅰ~Ⅳ)分类,统计了2022年度不同火山预警等级的数量及占比,分析了全球火山喷发活动水平,简述了6次全球典型火山喷发事件的灾害特征。根据2022年度火山喷发柱大于10 km的天数、火山喷发柱最大高度等统计结果,探讨了火山活动产生的火山灰及气体排放对全球气候的影响。

火山碎屑空降沉积的二维数值模拟

从大气中火山灰扩散的二维微分方程出发 ,采用Suzuki(1983)对火山空降碎屑灾害数值模拟的数学模型 ,研制出用于单个火山一次性喷发事件的碎屑物空降沉积分布的实用程序。介绍了编程的基本思想 ,讨论了编程过程中所遇到的实际问题 ,同时结合长白山火山物理研究工作给出的长白山火山动力学参数 ,对长白山火山喷发空降碎屑厚度分布进行了具体模拟应用 ,针对实际模拟结果对程序提出了改进意见 。

全球主要火山灾害及其分布特征

本文研究了火山灾害各种致灾因子的物理过程和灾害特点 ,根据文献中记载的全球火山灾害 ,在进行火山灾害分区研究的基础上 ,研究了全球火山灾害分布特征。全球主要的火山灾害分布在 8个主要区域。有记载的火山灾害在热带占 73% ,远高于火山喷发分布于热带区的比例。全球两个最强烈的火山灾害分布区都是围绕着位于板块结合部表现为复杂构造结的班达海和加勒比海 ,而且每一个灾害区都有 3条分支。热带区第 3个灾害区为中非区 ,地幔上隆是这里主要的动力学背景。本文还研究了 1 70 0年以来火山灾害时间分布特征 ,以及 1 993年以来各种火山灾害发生频次。

长白山火山次生泥石流灾害危险范围预测

长白山火山次生泥石流是由长白山火山喷发引起的火口湖中的水沿长白山北坡缺口,以类似水库溃坝的形式突然溢出而形成的短时间、大体积的水流,是携带着地表的松散堆积物,沿着沟谷和山坡向下快速流动的一种类似洪流的特殊泥石流。笔者在野外地质调查和室内模拟试验的基础之上,采用FLOW-3D数值模拟软件,对长白山火山喷发引起的次生泥石流灾害进行大范围的数值模拟,并着重研究其对二道白河镇地区的影响程度,旨在为政府决策和防灾提供依据。结果表明：泥石流总体积为30.27亿m3时,二道白河镇将完全被泥石流淹没;不论哪种泥石流体积假设情况,泥石流都将到达二道白河镇,并对其造成危害;一旦火山爆发,二道白河镇居民可逃生时间只有30~42min。

中国火山灾害区划研究历史回顾与未来展望

火山灾害区划是防御和减轻火山灾害的一种有效的方法.以中国境内规模最大、喷发危险性最高、潜在火山灾害最强的长白山天池火山为例,回顾我国火山灾害区划研究历史,讨论典型火山喷发活动引起的主要火山灾害类型、成灾机制和灾害效应,总结不同历史阶段各种不同类型火山灾害区划图的优缺点,并结合目前国际上火山灾害区划的研究现状和编图技术,对我国未来编制具有概率含义的火山灾害区划图的思路提出展望.

苏门答腊岛DMC多光谱数据地质应用初步分析

利用灾后苏门答腊岛DMC32米多光谱遥感图像,经过几何精校正、主要地名标注、波段B2(R)、B1(G)、B3(B)组合和直方图正态增强处理制作了影像图,图像总体纹理信息较弱,但对海啸受灾区有突出作用。为了突出不同区域植被的色差和纹理信息,对影像图进行比值增强组合处理实验,比值增强处理后的图像对空间纹理有增强效果。依据DMC增强图像显示的纹理影像特征,通过人机交互方式对图像中有较明显规律的线状和环状纹理信息进行提取和制图,作为进一步分析该地区构造活动及与之相关地质灾害的基础依据。通过对图像的纹理信息综合分析,发现该地区存在着大量的线形纹理信息和一些环形和火山机构影像信息,这些影像特征可能与该地区的一些地质活动有关,如新构造运动、活动断裂和火山活动中心、火山机构等。结合已知的地质、遥感三维立体图像和早期的TM图像资料,根据遥感图像上显示的特殊的地形和水系、线性纹理分布特征和典型地质体与断裂构造的遥感解译标志,对部分线性影像和环状影像的地质意义进行了解译,认为北西断裂为岛内的主干断裂,其次是与其相垂直配套的北东向断裂。初步分析了可能控制或诱发该地区地质灾害的断裂分布特征,推断出三处泥石流、崩塌、滑坡等地质灾易发区和两处火山活动可能区域。所推断的地质灾害易发区具备了泥石流、崩塌、滑坡等灾害形成、流通、堆积等先决条件,如果植被遭到破坏,一旦遇到强降雨影响,极有可能诱发上述地质灾害。火山活动区均处于北东向断裂带与北西向断裂带的交汇部位,根据地质构造和遥感影像特征分析推断,区内地震及火山活动有可能受板块活动地震影响而再次激活,形成新的地质灾害。以上遥感地质信息,在进一步经过相关资料和实地调查证实后,对岛内灾后重建及减灾、抗灾等活动具有积极指导意义。

基于RS和GIS的长白山火山灾害风险评估研究

火山灾害风险评估是火山减灾的重要研究内容之一。长白山火山是中国最具潜在喷发危险的活火山。围绕火山灾害危险性、致灾因子危险性、社会经济易损性,发展了基于GIS和RS的火山灾害风险评估面源模型,对长白山火山灾害风险进行了评估,并编辑了长白山火山灾害风险评估图。研究表明,长白山火山灾害风险在空间上表现为距离衰减规律,离天池越远,风险值等级越低;高风险区位于天池附近,围绕天池呈环状展布;较高风险区向东北方向延伸,主体位于安图境内;中风险区范围相对较大,主要位于安图、和龙、长白、靖宇、抚松境内。为检验评估方法的有效性和可靠性,将长白山火山灾害风险评估图与已知的单因子风险评估图进行了对比研究,结果表明该方法具有相当大的实用价值。

火山空降碎屑灾害预测软件包的研制

简述了火山空降碎屑灾害的危害性 ,指出研制火山空降碎屑灾害预测软件包的实际意义。介绍了软件的主要结构框图、软件设计的基本思路和结构设计时的几点考虑。介绍了在VisualBasic6 .0平台下 ,碎屑粒径参数、岩浆黏度、结晶压力、喷出压力、给定时间段和特定区域的各高度层风参数、岩浆动力学参数、喷出物总量、抛射体分布、坍塌阶段碎屑分布和扩散阶段碎屑分布计算等各程序的主要结构及主要功能。介绍了在Mapinfor 6 .0平台下软件的主要功能。给出了实现该软件包各项功能的理论基础和科学依据 ,并展示了 1980年 5月 18日美国圣海伦斯火山喷发的空降碎屑分布计算的实例 ,同时把计算结果与实际观测数据进行了对比 ,从而使模型的改进工作和软件的正确性得到了验证。最后 ,对软件存在的缺陷和需要进一步改进之处进行了细致的分析。

琼北火山监测与活动性研究进展

海南琼北地区是中国第四纪以来火山活动频繁的地区之一,其中马鞍岭-雷虎岭火山群的喷发活动持续至全新世,且距海口市仅15km,属于典型的城市火山。为掌握琼北火山的活动性,预防突发的火山灾害,海南省地震局于2007年组建形成火山监测台网,至今运行良好并积累了大量观测数据。文中收集整理琼北火山区过去23a(含建台前区域地震台网数据)以来的测震、形变、流体与地磁观测数据,并采用多种方法对数据进行分析研究,发现火山活动与地质构造之间存在紧密联系,并根据琼北火山的喷发特征和活动背景,提出了未来火山监测台网的发展方向。文中对琼北火山进行了系统性的总结与回顾,为琼北火山区的规划建设和灾害预测提供了科学依据,并为后续火山监测的发展提供了技术支撑。

长白山天池火山千年大喷发期后火山泥石流沉积特征及其源-汇响应关系

源于长白山天池地区的火山泥石流沉积可分为粗碎屑岩块(岩屑)泥石流和细碎屑浮岩泥石流,它们沿二道白河和松花江水系搬运的路径为从距天池火山口40km的三合水电站经过丰满大坝(360km)和吉林市(380km)到小白旗屯(450km),形成广泛的沉积区域。这两类火山泥石流的沉积成因有两种解释:一是形成于千年大喷发同期,是由一次性洪水事件搬运和沉积形成的;二是形成于千年大喷发期后经过多次搬运和沉积的产物。两个模式的共同问题是都没有考虑天池当时是否有水及其蓄水过程。后一模式在某种程度上,还回避了导致岩屑与浮岩两类泥石流频繁互层的沉积物源和水动力条件以及二者的转换机制,而这恰恰是关于泥石流沉积成因的基本要素。通过重新研究火山泥石流经典剖面(位于天池西北57.73km的水田村),作者发现本区火山泥石流沉积存在明显的物源剥蚀区与沉积堆积区的反剖面关系。即无论是粒径32~500mm的粗碎屑还是0.0625~16mm的细碎屑,成分自下而上(或沉积早期到晚期)呈现规律性变化:剖面下部的碎屑成分以浮岩为主(浮岩在物源区位于顶部),向上粗面岩和玄武岩明显增多(在源区它们位于浮岩之下),而沉积序列上部的碎屑成分是在物源区处于较深层位的岩脉辉绿岩和基底流纹岩。整个序列碎屑成分的沉积分异特征明显。沉积构造和岩相组合特征显示,该火山泥石流剖面的下部和上部碎屑粒度细、分选较好、成层性好、水平状层理发育,主要表现为环境较为稳定的以地面径流为主的河流相和末端扇相背景沉积;中部粒度粗、成层性差、主要表现为突发性洪水作用导致的洪积相事件沉积。沉积序列中频繁出现的冲刷面构造指示水流强度曾出现周期性的快速增加。自下而上冲刷面规模由小变大再变小,指示水流强度由弱变强再变弱。为了探讨天池的积水条件和蓄水过程,作者基于达西定律和质量守恒原理,模拟计算降水量、蒸发量、地表径流量、火山机构整体的平均渗透率和天池积水速率之间的关系。结果显示,当天池火山机构平均渗透率高于6m D(毫达西)时,天池地区降水量减蒸发量即使高达2000mm/y,水亦会全部渗流而出,因此天池不存在积水环境。当降水量减蒸发量小于1500mm/y时,则天池火山体平均渗透率需要小于4m D,天池才可能在200年之内集满现今的水量。当天池降水量减蒸发量小于1000mm/y时,天池火山体平均渗透率需要小于2.5m D,天池才可能在200年之内集满现今的水量。将水田村火山泥石流沉积序列与天池蓄水过程计算结果加以对比,我们提出本区火山泥石流沉积序列的另一种成因解释:(1)这是形成于千年大喷发之后的以地面径流或河流为主的背景沉积与洪水导致的突发性事件沉积互层的序列;上部和下部的细碎屑层主要表现为背景沉积,中部的粗碎屑岩块泥石流主要表现为洪流事件沉积。(2)下部的背景沉积可能对应于天池千年大喷发之后的持续积水过程,时间可能不少于200年;而上部的背景沉积则对应于本区的水系和地貌逐渐稳定并接近于现今条件的稳定型河流沉积。结合天池北坡和西坡古老树木年轮指示的沙松冷杉生长年代(公元1749-1768)同时考虑松柏类植物对水系和地貌稳定性较为敏感等因素,推测上部沉积环境趋于稳定的时间应该不晚于公元十八世纪初。

火山地貌例述

分析归纳所经历的火山地貌为3类:(1)死火山:山西大同桑干河平原低缓火山锥群体,NW与NE两系列交叉分布,内陆平原断裂带的火山活动第四纪中期喷发剧烈,至9万年前停止,喷积碱性玄武岩与拉斑玄武岩。南京江宁、六合火山群,海口金牛岭、石山与马鞍岭火山群属此类。(2)休眠火山:位于东非大裂谷中的乞力马扎罗山基博峰,日本富士山,海南儋县与北部湾涠洲岛,火山锥与火山口地貌清晰,时有含硫气体与水蒸气溢出。(3)活火山:日本鹿儿岛的樱岛火山,3000年前爆发,1955年以来经常喷发,地震与山体轰鸣不断,火山砂与粉尘降落,掩埋了建筑与田野,暴雨时泥石流成灾,采用开沟引流防护。长白山天池时有喷发气体、灰渣与水蒸气;台湾大屯火山源于北吕宋岛弧与亚欧大陆之碰撞,安山岩岩浆沿断裂流溢,至20万年前结束,目前仍喷溢气体,泥浆溢流堆积泥火山;意大利维苏威火山,于公元79年喷发,熔岩流瞬间埋葬了庞贝古城,仍有间歇性喷发;1980年北美圣海伦斯火山爆发,山崩地裂为峡谷与火山口,喷溢物造成大面积废墟与生命死亡,是"20世纪最大的火山爆发,造成相当于百万年的自然环境蜕变"。太平洋夏威夷岛冒纳罗亚与基拉韦厄为热点源火山爆发,熔岩流缓动毁田、林、民居,板块继向NW向移动,热点处火山喷溢为新岛,渐发展为岛屿系列。大西洋洋中脊冰岛火山喷发活动形成冰、火两重组合造陆与新能源动力效应,展示火山活动利、弊双面性。火山爆发具有分布于海陆交互作用带、洋中脊裂谷、不同板块间的交界地带及板块内岩浆聚积的热点处之规律。在地壳薄弱的断裂地带、地幔内岩浆上涌形成火山喷发,自古至今火山爆发具有自陆向海迁移的特性。火山爆发既形成突发式灾害——摧毁城市田野、残害生命、改变环境特性,亦造成新的陆地,提供新的物产与能源。关注监测典型区火山动态,预警预报防灾,研究与总结火山活动规律,趋利避害十分重要。

火山喷发的气体灾害

火山喷发是一种壮观的自然景象，其喷发类型多种多样。火山喷发不仅可以改变地貌，带来一些矿产资源，更多的是给自然界带来灾害．火山喷发一般都同时喷出气体，强火山喷发时巨量的气体喷入空中，会给全球气候和环境造成极大的灾害．

地壳突发性放气与灾害事件的研究

主要讨论了地壳的突发性放气与地震、火山和意外性水灾的关系，重点阐述了１９９４年第２４号台风的前进路线不规则的机制，认为它是由于受１９９４年９月台湾海峡７．３级地震前地壳突发性放气的影响所致。还对地壳的突发性放气造成水灾的可能性机制进行了阐述。

浅谈我国西部的火山活动及可能的火山灾害问题

西部大开发是我国的一项重要战略 ,西部相对于东部来说开发较晚 ,各种资源、环境也相对保持较好。位于云南腾冲火山区的三座新期火山和新疆阿什库勒盆地中阿什山火山的活动是我国西部地区最新的火山活动 ,有可能在未来的某一时候造成灾害。在对西部开发的过程中要注意未来的火山灾害问题 。

3S技术在国外火山减灾中的应用

在参考大量国内外有关应用遥感 (RS)、地理信息系统 (GIS)、全球定位系统(GPS)技术进行火山监测、预测及火山灾害评估等火山减灾文献的基础上 ,总结了国外火山减灾工作研究的现状和进展 ,提出火山减灾应大量应用遥感、地理信息系统和全球定位系统等高新技术 ,且指出未来火山减灾工作的方向是综合、系统、实时、动态、立体化和可持续减灾。

我国的火山灾害

我国火山东部地区大多座落在新华夏系与其它构造系的交截复合部位,西部地区主要依附在康滇歹字型构造近侧。早期以宁静式溢出为主,后期形成中心式喷发,但不够猛烈,因此形体矮小。除台湾及青藏高原的火山大多由安山岩构成外,其余则以玄武岩为主。文中重点介绍了我国各地历史时期的火山喷发情况,从近代火山地震的活动情况判断,部分火山属休眠状态。虽然我国活火山数量不多,灾害不烈,但仍有监视和开发利用的必要。

长白山天池火山监测与火山灾害研究动态

通过对近十年在长白山天池火山监测、喷发历史、火山灾害等领域的研究内容进行梳理,总结了我国长白山天池火山监测与火山灾害研究动态.在此基础上,对未来的研究进行了展望,建议在完善火山监测网络和预警系统、火山灾害导致的生态环境损害的定量化、开拓遥感和GIS等新技术的应用、加强多国合作等方面进行进一步的深入研究.

长白山火山灾害研究概观

本文概述了当代火山灾害与长白山火山研究的现状，简要地介绍了在火山灾害研究中取得的资料、认识与进展，可供进一步研究参考。