地震監(jiān)測（對地震活動地震前兆異常的檢測）

地震監(jiān)測（對地震活動地震前兆異常的檢測）

地震監(jiān)測 （對地震活動地震前兆異常的檢測） 次瀏覽 | 2022.08.10 17:57:35 更新 來源 ：互聯(lián)網(wǎng) 精選百科 本文由作者推薦 地震監(jiān)測對地震活動地震前兆異常的檢測

地震監(jiān)測是指在地震來臨之前，對地震活動、地震前兆異常的監(jiān)視、測量。目前地震監(jiān)測主要有幾種劃分方法，一種是專業(yè)與群眾之分，指專業(yè)的地震臺站和一些群測點，前者主要用監(jiān)測儀器，如水位儀、地震儀、電磁波測量儀等，用來監(jiān)測地震微觀前兆信息；后者則主要靠淺水井、水溫、動植物活動異常等手段，來觀察地震前的宏觀異常現(xiàn)象。

中文名

地震監(jiān)測

時間

地震來臨之前

監(jiān)視、測量

地震活動、地震前兆異常

劃分

專業(yè)與群眾之分

歸類

地震部門對地震的監(jiān)測可歸納為四大學(xué)科、八大手段。

第一，叫測震學(xué)科，專門負責(zé)記錄地下大大小小破裂引起的震動。1000多年前東漢的大科學(xué)家張衡發(fā)明的候風(fēng)地動儀，就屬于這種儀器。當年在洛陽記錄到了當?shù)厝藗儾]有察覺的遠在千里之遙的隴西大地震。現(xiàn)在的地震儀比過去完善多了，采用先進的電子反饋技術(shù)和衛(wèi)星通訊技術(shù)以及計算機技術(shù)，形成一種叫“寬頻帶、大動態(tài)、高精度數(shù)字化地震儀”。這種地震儀可記錄小到1級以下的微震、大到8級以上的巨震，而且還可以給出完整的地震波形。

目前，全球發(fā)生的大于7級、鄰國大于6級、國內(nèi)大于5級、首都圈地區(qū)大于4級的地震，在發(fā)生以后15分鐘就可以準確地給出地震的震級、位置、時間和深度，為人們減輕地震災(zāi)害的損失爭取了時間。

第二，叫地震形變監(jiān)測，專門負責(zé)監(jiān)測地球上板塊的運動、斷層的移動，尤其是一些重點地震區(qū)地下應(yīng)力應(yīng)變的微小變化，都逃不過這種監(jiān)測的“眼睛”。如1975年遼寧海城地震前，金縣水準測量站就發(fā)現(xiàn)地殼出現(xiàn)顯著性變化，為這次地震的成功預(yù)報立下大功。在大地形變監(jiān)測中，中國采取了“全球衛(wèi)星定位系統(tǒng)”(GPS)，達到國際先進水平。

第三，叫地震地球物理場監(jiān)測，專門負責(zé)監(jiān)測地球的重力場、電場、磁場、應(yīng)力場、溫度場等等變化。大家知道，地震發(fā)生在地殼內(nèi)，但地震的能量是由地球巖石層的構(gòu)造運動、地幔物質(zhì)的遷移、地核高壓高溫物質(zhì)的熱運動所提供的。在地震斷層發(fā)生錯動的前前后后，必然伴隨大量的這些物理場的劇烈變化。

第四，叫地震地下水體的監(jiān)測，專門負責(zé)監(jiān)測地下水的水位、水中氡、水中汞等放射性元素的變化。地球深部富含流體(以水為主體)，對于地下的各種物理、化學(xué)變化和構(gòu)造運動起很大作用。國外有不少地震的震前，發(fā)現(xiàn)水位有明顯的向震中趨近的變化，而且震中附近的氡含量等大幅度跳躍。

以上這四方面的監(jiān)測，重點可分為微震、強震、地磁、地電、地形變、地應(yīng)力、地下水位和地下水化學(xué)八種，成為中國當前監(jiān)視地下變化進行地震預(yù)測的主要手段。

系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)固定流動

用于長期監(jiān)測某一特定地區(qū)的地震活動情況，由若干個建立在固定地點的地震臺和一個負責(zé)業(yè)務(wù)管理和資料處理職能的部門組成的地震臺網(wǎng)稱為固定臺網(wǎng)。

為了地震學(xué)和地震預(yù)報研究的需要，或在某處發(fā)生強震后，為監(jiān)視震區(qū)及鄰區(qū)的余震活動情況，臨時架設(shè)了由若干個地震臺和一個資料處理中心的地震臺網(wǎng)。一旦已取得一批有用的記錄或余震活動已趨于平靜就將臺網(wǎng)撤離．這類臺網(wǎng)稱為流動臺網(wǎng)。

地震臺網(wǎng)臺網(wǎng)的地震監(jiān)測能力

用于監(jiān)測全球地震活動性的地震臺網(wǎng)，其尺度幾乎跨越全球。典型的是美國在60年代初建立的世界標準地震臺網(wǎng)（WWSSN）。該臺網(wǎng)由100余個分布在全球的地震臺和設(shè)在美國本土的業(yè)務(wù)管理部門組成。

在我國早已建成由24個基準地震臺組成的國家級地震臺網(wǎng)，其尺度跨越全國。用于監(jiān)測全國的基本地震活動情況。

為了監(jiān)測省內(nèi)及鄰省交界地區(qū)的地震活動性，我國絕大多數(shù)省份均已建成由十余個至數(shù)十個地震臺組成的區(qū)域地震臺網(wǎng)。跨度一般約為數(shù)百千米。

有些省內(nèi)的地區(qū)或一些大型的工礦企業(yè)，如大型水電站，為了監(jiān)測本地區(qū)的地震活動性，建成由幾個或十余個地震臺組成的地方地震臺網(wǎng)，跨度一般約在十余千米至幾十千米間。

處理中心

上述的全球的、國家的、區(qū)域的和地方的地震臺網(wǎng)，在業(yè)務(wù)上對地震臺作統(tǒng)一管理，處理地震臺產(chǎn)出的地震數(shù)據(jù)和資料，其結(jié)果將遠比單臺處理的精度高。因此這些臺網(wǎng)都有一個起組網(wǎng)作用的管理和數(shù)據(jù)處理中心。該機構(gòu)的主要職能是：對各臺進行業(yè)務(wù)指導(dǎo)、設(shè)備維修、技術(shù)管理；匯總、分析和處理各臺郵寄來的數(shù)據(jù)和資料；

定期或不定期出版、發(fā)行和交換處理后的地震目錄、地震觀測報告和各種印刷物，供地震學(xué)家們研究使用。例如，國家地震局地球物理所九室就是一個對全國基準地震臺起組網(wǎng)作用的機構(gòu)。在各省地震局或地方地震部門內(nèi)也均設(shè)有類似職能的部門作組網(wǎng)工作。

遙測臺網(wǎng)

近20余年來，隨著地震學(xué)和地震預(yù)報研究以及大震后快速響應(yīng)等工作的進一步開展，對地震觀測工作提出了愈來愈高的要求。上述的那些由單臺組成的臺網(wǎng)，在某些方面已有所不足，故在許多國家中，使用近代多項高新技術(shù)的成果建立了許多不同尺度的遙測地震臺網(wǎng)。這類臺網(wǎng)將分散的各地震臺上地震信號，使用各種數(shù)據(jù)傳輸方法實時傳輸至記錄處理中心。計算機組成的數(shù)據(jù)系統(tǒng)作快速的集中處理，并以電信號的形式存儲所有的地震信號和處理結(jié)果，供日后在處理用。

因僅須傳輸?shù)卣鹦盘枺实卣鹋_可做到無人值守。這就為地震臺址的最佳選定提供了很大的方便。計算機系統(tǒng)快速集中處理實時傳輸來的地震信號，可迅速獲得滿意的處理結(jié)果。為在短時期內(nèi)掌握大地震前的前震活動情況、快速進行大地震各項參數(shù)的速報、快速決策抗震救災(zāi)工作、余震監(jiān)測、震后趨勢判斷和強余震預(yù)報等工作提供了基本數(shù)據(jù)和資料。我國自1966年邢臺地震后，近30年來，已在全國建立了六個區(qū)域遙測地震臺網(wǎng)和十余個地方遙測地震臺網(wǎng)。為我國的地震觀測、地震學(xué)和地震預(yù)報的研究作出了貢獻。

遙網(wǎng)聯(lián)網(wǎng)

一些已建成的遙測臺網(wǎng)，因尺度不大，對發(fā)生在網(wǎng)邊的地震，處理結(jié)果有時不十分理想。為此將在地域上靠近的多個遙測臺網(wǎng)用各種數(shù)據(jù)傳輸手段聯(lián)網(wǎng)，相互交換地震信號或處理結(jié)果就可將發(fā)生在某臺網(wǎng)網(wǎng)邊的地震變成聯(lián)網(wǎng)后組成的大臺網(wǎng)內(nèi)的地震。可在很大程度上提高地震參數(shù)的測定精度。

目前我國已建成將北京、天津、大同、太原、臨汾、邯鄲、鄭州、呼和浩特和嘉祥等九個遙測臺網(wǎng)聯(lián)網(wǎng)組成一個華北地震臺網(wǎng)聯(lián)網(wǎng)。其跨度約有1000余千米。在西南，將成都和昆明及西昌遙測臺網(wǎng)，用租用電話線路及無線電相互交換傳輸各自六個地震信號的方式聯(lián)網(wǎng)，建成了跨越約為2000千米的川滇遙測地震臺網(wǎng)聯(lián)網(wǎng)。

地震臺陣

在世紀50年代末60年代初，一些研究用地震方法偵察和爆炸的國家，在地震觀測中參用了當時地震勘探中已使用多年的測線法。建立了一些地震臺陣來提高遠震的檢測和定位能力。

早期地震臺陣中的地震計是按規(guī)則幾何圖形在空間布設(shè)的。當各點的干擾不相關(guān)的情況下，把每個地震計輸出的地震信號延時組合后，其輸出信號的信噪比可比單臺輸出的高。假如有N個地震計，則組合后輸出信號的信噪比比單臺輸出可提高N1/2倍。在利用地震計在空間分布的坐標位置，可測定出地震波到來的方向即方位角，而后用走時曲線的慢度定出震中距。

美國在小型試驗臺陣運轉(zhuǎn)后所得到結(jié)果的基礎(chǔ)上于60年代在本土上蒙大拿州建立了一個由500余個架在淺井內(nèi)的地震計組成的大孔徑地震臺陣Lasa臺陣。運轉(zhuǎn)多年后取得了大量的觀測資料，發(fā)表了許多有價值的文章和資料。但由于不能完全達到設(shè)計時的預(yù)期效果，而且常維護該臺陣的費用卻相當巨大，因此在70年代后期，該臺陣就開始縮小規(guī)模直至最后停止運轉(zhuǎn)。

隨著觀測研究工作的深入發(fā)展，指出只要在地質(zhì)構(gòu)造均勻地區(qū)，不按規(guī)則幾何圖形布設(shè)的地震計輸出的遠震信號，在初動到達后一小段時間內(nèi)其形態(tài)是大體相同時，這就為用臺陣數(shù)據(jù)處理方法處理普通臺網(wǎng)的輸出信號提供了基礎(chǔ)。瑞典地震學(xué)家巴特利用現(xiàn)成的瑞典地震臺網(wǎng)（其尺度比美國的大孔徑地震臺陣約大10倍）的信號延時組合后，使輸出信號的信噪比比單臺信號提高了二倍。從而改善了遠震P波到時讀數(shù)的準確度，比較可靠地對P波初動方向識別，震源方向的測定精度也有所提高。

方法手段

地震前兆是與地震孕育和發(fā)生相關(guān)聯(lián)的異常現(xiàn)象。由于地震的孕育和發(fā)生是很復(fù)雜的自然現(xiàn)象，因此在這個過程中將出現(xiàn)地球物理學(xué)、地質(zhì)學(xué)、大地測量學(xué)、地球化學(xué)乃至生物學(xué)、氣象學(xué)等多學(xué)科領(lǐng)域中的各種異常現(xiàn)象。

經(jīng)過系統(tǒng)的清理和研究，自1966年邢臺地震以來，我國已在70多次中強以上地震前記錄到1000多條前兆異常。這些異常可歸為十大類，即地震學(xué)、地殼形變、重力地磁、地電、水文地球化學(xué)、地下流體（水、汽、氣、油）動態(tài)、應(yīng)力應(yīng)變、氣象異常以及宏觀前兆現(xiàn)象。每一類前兆又包含多種監(jiān)測手段和異常分析項目。

如地殼形變包含有大面積水準測量、斷層位移測量、海平面觀測、湖面觀測、地面傾斜觀測等手段。地震學(xué)前兆分析項目是各大類前兆中最豐富的，包括地震活動分布的條帶、空區(qū)集中、地震頻度、能量、應(yīng)變、b值、震群、前震、地震波速、波形、應(yīng)力降等三十多種異常分析項目。宏觀異常項目亦是豐富多彩，如地聲、地光、光球、噴水、噴油、噴氣、地氣味、地氣霧，井水翻花、冒泡、突升、突降、變色、變味、井孔變形、各種動物行為的反常現(xiàn)象等等。

總之，由于地震孕育和發(fā)生的復(fù)雜性，決定了地震前兆具有豐富，多樣和綜合的特點。歸納起來，前兆現(xiàn)象可分為十大類，其中包含異常分析項目和觀測手段可達近百項。

我國電磁波異常的觀測與研究

國內(nèi)外多次大震發(fā)生前，均在震中及其鄰區(qū)發(fā)現(xiàn)過大量與電磁波有關(guān)的異常現(xiàn)象。1966年邢臺地震后，我國即開始了地震電磁波異常現(xiàn)象的研究；1976年唐山地震后，更是有組織地開展了系統(tǒng)觀測和研究。

80年代，我國已有10個省、自治區(qū)、直轄市開展了震前電磁波的觀測與研究。電磁波觀測儀資料分析在這方面，已經(jīng)或?qū)⒁M行的研究課題十分廣泛，有的已取得一定成果。例如，對震前電磁波異常進行了分類，指出存在兩種不同起因的電磁波異常。一類是在孕育過程中，由震源體產(chǎn)生的某種電磁輻射，稱之為輻射異常；

另一類是由于震源體及其鄰區(qū)介質(zhì)物理性質(zhì)的變化，導(dǎo)致該區(qū)電磁波傳播特性的變化引起的電磁波異常，稱之為傳播異常。前者可能發(fā)生在孕育直到發(fā)震的整個過程中，壓電效應(yīng)、動電效應(yīng)、熱電效應(yīng)等均能導(dǎo)致巖石在微破裂時產(chǎn)生電荷的積累與釋放，從而使震源區(qū)輻射出頻譜很寬的電磁波。

我國地震監(jiān)測能力

我國地震監(jiān)測預(yù)報工作由建國初期的科學(xué)行為，逐步向科學(xué)化、規(guī)范化、現(xiàn)代化、數(shù)字化和自動化方向發(fā)展。30年前國家地震局成立初期，我國的地震監(jiān)測能力還很有限，到1966年邢臺地震時，我國僅有24個測震臺組成全國地震基本臺網(wǎng)，8個地磁臺組成全國地磁基本臺網(wǎng)。

30年后的今天，中國地震局在全國建立了415個專業(yè)地震臺站、20余個包含近300個站（點）的遙測地震臺網(wǎng)、560余個地方、企業(yè)觀測站（點），1200余部短波、超短波電臺組成的地震數(shù)據(jù)信息通信網(wǎng)絡(luò)。按觀測類別分，專業(yè)臺站（點）中：測震有近600個站（點）800套儀器，強震觀測臺（點）240個，形變有160個站（點）297套儀器，電磁有近150余個站（點）280余套儀器，地下流體有近110個站（點）200套儀器；地方、企業(yè)臺站（點）中：測震有近220個站（點）250余套儀器，形變有60余個站（點）65套儀器，電磁有120余個站（點）125套儀器，地下流體有300余個站（點）313套儀器。

直到70年代末，我國的地震監(jiān)測能力在部分重點危險區(qū)基本達到監(jiān)測6級以上地震的能力。目前我國地震監(jiān)測臺網(wǎng)具有監(jiān)測ML≥2.5級地震能力的面積占國土面積的1/2略強，1/4左右的面積具有監(jiān)測ML≥3.0級地震的能力，另有近1/4的面積（青藏高原大部分地區(qū)）具有監(jiān)測ML≥4.0-5.0級以上震級地震的能力。全國的監(jiān)控能力可達ML≥4.0級地震，東部重要省會城市及其附近具有監(jiān)測ML≥1.5-2.0級地震的能力，首都圈地區(qū)具有監(jiān)測ML≥1.0-1.5級地震的能力。

作用

提供地磁、強震、重力、深部探測、地球空間觀測、地殼應(yīng)力環(huán)境、地震地質(zhì)與地震動力學(xué)、地震災(zāi)情、定點形變、流動形變等觀測數(shù)據(jù)。運用體系工程方法，有序推進臺網(wǎng)中心信息化建設(shè)落地，提升防震減災(zāi)現(xiàn)代化水平。[1]

監(jiān)測事例

11月22日16時55分，四川省甘孜藏族自治州康定縣境內(nèi)發(fā)生6.3級地震，震源深度18公里。我國立即啟動應(yīng)急響應(yīng)機制，緊急安排多顆我國陸地觀測衛(wèi)星對地震災(zāi)區(qū)進行連續(xù)多次監(jiān)測。

截至11月24日，已通過衛(wèi)星數(shù)據(jù)應(yīng)急共享通道提供地震災(zāi)區(qū)震前和震后衛(wèi)星影像共計16景。其中，震前影像10景，分別是高分一號影像4景、資源三號影像2景、資源一號02C星影像2景，實踐九號A星影像2景;震后影像6景，分別是資源一號02C影像2景、高分一號影像4景。目前，這些數(shù)據(jù)已第一時間分發(fā)給中國地震局、民政部國家減災(zāi)中心、國土資源部以及四川省當?shù)叵嚓P(guān)部門。未來一段時間，服務(wù)地震災(zāi)害的監(jiān)測衛(wèi)星將持續(xù)對災(zāi)區(qū)進行觀測，并及時向相關(guān)部門提供所獲取的數(shù)據(jù)。

參考資料