书城童书地震防范与自救
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第9章 地震的预测(3)

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和社会效益。这些震例说明地震是有前兆的,是可以预测、可以预防的。在震前的一段时间内,震区附近总会出现一些异常变化。如地下水的变化,突然升、降或变味、发浑、发响、冒泡。气象的变化,如天气骤冷、骤热,出现大旱、大涝。电磁场的变化,临震前动物、植物的异常反应等。根据这些反应进行综合研究,再加上专业部门从地震机制、地震地质、地球物理、地球化学、生物变化、天体影响及气象异常等方面利用仪器观测到的数据进行处理分析,可以对发震的时间、地点和震级进行预报。如海城1975年的7.3级地震的成功预报,就是一例。但是,由于地震成因的复杂性和发震的突然性,以及人们现时的科学水平有限,直到目前地震预报还是一个世界性的难题,在世界上尚无一个可靠途径和手段能准确地预报所有破坏性地震。为此各国地震工作者和专家都在努力探索。但是,地震预报是当代科学难题之一,地震预报远没有过关,还停留在半经验半理论阶段,全球每年在陆地上发生的几次七级以上地震及我国近些年发生的一些中强地震,特别是1976年唐山7.8级大地震都未能做短临预报。这些地震给人类带来了极大的灾难。因此,地震预报需要全世界科学家的共同努力,需要全社会的共同关注,需要地震工作者几代人的艰苦奋斗才有可能最终在理论上攻克。

发布地震预报的规定:地震预报一般由省级人民政府发布,情况紧急时,可由市、县人民政府发布48小时内的临震警报,并同时向上级报告。北京地区的地震预报则由国家地震局负责提出,经国务院批准后,再由北京市人民政府向社会发布。其他任何单位和个人都无权发布地震预报消息。我国目前的地震预报水平的状况,大体可以这样概括:我们对地震孕育发生的原理、规律有所认识,但还没有完全认识;我们能够对某些类型的地震做出一定程度的预报,但还不能预报所有的地震,我们做出的较大时间尺度的中长期预报已有一定的可信度,但短临预报的成功率还相对较低。我国的地震预报由于国家的重视和其明确的任务性,经过一代人的努力,已居于世界先进行列。在第四个地震活跃期内,曾成功地对海城等几次大震做过短临预报,因此经联合国教科文组织评审,作为唯一对地震做出过成功短临预报的国家,被载入史册。但是从世界范围说,地震预报仍处于探索阶段,人类尚未完全掌握地震孕育发展的规律,我们的预报主要是根据多年积累的观测资料和震例,进行经验性预报。因此,不可避免地带有很大的局限性。

在我国,地震预报的发布权在政府。属于地震系统的任何一级行政单位、研究单位、观测台站、科学家和任何个人,都无权发布有关地震预报的消息。

如何监测地震

地动仪目前应用于地震监测的主要手段及方法有以下几种。

1.测震

记录一个区域内大小地震的时空分布和特征,从而预报大地震。人们常说的“小震闹,大震到”,就是以震报震的一种特例。当然,需要注意的是“小震闹”并不一定导致“大震到”。

2.地壳形变观测

许多地震在临震前,震区的地壳形变增大,可以是平时的几倍到几十倍。

如测量断层两侧的相对垂直升降或水平位移的参数,是地震预报重要的依据。

3.地磁测量

地球基本磁场可以直接反映地球各种深度乃至地核的物理过程,地磁场及其变化是地球深部物理过程信息的重要来源之一。震磁效益的研究有其理论依据和实验基础,更有震例的事实。

4.地电观测

地震孕育过程中,将伴随有地下介质(主要是岩石)电阻率的变化及大地电流和自然电场的变化,由于这些变化与岩石受力变形及破裂过程有关,因此提取这一信息可以预测地震。

5.重力观测

地球重力场是一种比较稳定的地球物理场之一,它与观测点的位置和地球内部介质密度有关。因此,通过重力场变化可以了解到地壳的变形、岩石密度的变化,从而预测地震。

6.地应力观测

地震孕育不论机制如何,其实质是一个力学过程,是在一定构造背景条件下,地壳体中应力作用的结果。观测地壳应力的变化,可以捕捉地震前兆的信息。

7.地下水物理和化学的动态观测

地下水动态在震前异常现象,宏观现象如水井水位上涨,水中翻花冒泡、井水变色变味等;微观现象如水化学成分改变(如水中溶解氡气量变化等),固体潮(天体引潮力引起的地下水位涨落现象——就像海水潮涨落一样)的改变等。通过地下水动态的观测,可以直接地了解含水层受周围的影响情况和受力的情况,从而进行地震预报。

类似这样的经常性的监测手段和预报方法还有不少。地震学家们根据多种手段观测的结果,综合考虑环境因素、构造条件和地球动力因素等,提出慎之又慎的分析预测意见。

气象与地震的关系

“上看天,下看地,天地变化有联系。”我国人民早就注意到一些强烈地震前所出现的气象异常。

我国历史文献所描述的大震前的“地惨天昏蒙黑雾”“天昏惨,月益无光”以及“晚不生寒,朝不见露”“日色正赤如血”“闷热异常,人不能寐”等现象,有些就属于地震的气象前兆。人们利用这种前兆,成功地预知了一些地震。科技工作者对气象与地震的关系进行了比较深入的调查研究,已初步得到了一些认识。

(1)有些地震与强冷气团的移动关系密切。1967年5月11日西北发生的一次6.2级地震,就是在一股强冷空气自阿拉木图西进,气压发生很大变化之后发生的。

(2)震区气候显着变暖(或变冷)也可以是强震的前兆。1954年2月11日甘肃山丹7级地震和1975年海城、营口地震前,气温也是变得特别暖和。而1966年3月邢台地震前20天左右,当地气温则降到10多年以来的最低点。

(3)多年不遇的涝旱或大暴雨激发地震最突出。1963年河北邢台地区发生了百年不遇的特大洪水,1964年又遭受了40多天的涝灾,到1965年却又出现了几十年没有见过的大旱,紧接着1966年发生了强烈地震。

1970年云南通海地震也发生在大涝大旱之后。1975年海城、营口地震前,头年秋季雨水特别多。从历史记载来看,1830年河北磁县大地震,1889年河北大名强烈地震之前也都有大旱大涝。归纳起来,大致有“涝-旱-震”和“旱-涝-震”两种类型。

上述种种震前的气象异常,为地震的中、短期预测提供了一定的依据。但因造成气象变化的因素较多,所以并不是每次特异的气象变化都能激发强震的发生,也不是每一次强震前都有气象异常。在实际工作中,必须把震前气象异常和正常的气象发展过程区别开来,才能收到较好的效果。

现代地震仪

记录已发生地震的仪器叫地震仪。世界上最早的地震仪是我国东汉时期的科学家张衡于公元132年发明的。公元138年,他设置在洛阳的地动仪检测到了一次发生在甘肃省陇西的地震,这是人类历史上第一次用地震仪器检测到地震。1889年英国人米尔恩(J.Milne)和尤因(J.A.Ewing)安置在德国波茨坦的现代地震仪记录到了发生在日本的一次地震,获得了人类历史上第一张地震图。以后,地震仪有了很大的发展。

现代地震仪是利用摆的原理和惯性原理制成的,可以自动记录地表振动。