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日志

转载:从波的角度看地震短期预报

已有 891 次阅读2010-5-10 04:02 |

 在国家地震局放弃地震监测预报的情况下,民间学者却做出了不懈的努力,自费开展该项研究。民间学者用自制的仪器检测地震波(其自制仪器的原理和实现方法并未公开, 已引起争论)。那么,这些自制仪器是否能检测到地震波信号呢?下面的文章介绍地震波与地震的关系。

地震实质上是地壳的振动,振动必然会产生和释放振动波,因此,从这个角度看,地震就是地壳振动波的产生和释放。不过,这个振动波的产生需要太多的能量积累,需要的时间尺度较长,振动时产生和释放的波频率分布很广、很复杂而已,既有振动的机械波,也有电磁波。从地震发生和监测的实践中看:地震发生前的微破裂时会有次声波产生,地震的短临前兆会有地声、和地光的发生。次声波的频率在20HZ以下,地声人耳可以听到,其频率应在20HZ以上,人们看到的地光是可见光,频率应该在3.9×1014—7.7×1014HZ之间。地震时地壳振动的频率很复杂,大家看到的仪器记录的震波是多个频率不同的波相互叠加的结果,人工爆破地震的主频率在15.57---52.61HZ之间,可见,在地震发生前和地震发生时,由地震而产生的波频率分布是很广泛的,应该有各种频率的波都存在,包括人用眼看不到的紫外线、红外线,用耳听不到的次生波。人们听到的地声和看到的地光只是地壳振动所产生的一部分波,比可见光频率更高的紫外线和比可见光频率更低的红外线很可能也有释放,只是人的肉眼看不到而已,因此,从波的角度看,当前对地震的监测特别是短临监测应进一步拓宽视野,增加手段。

一、次声波手段

北京工业大学地震研究所在北京昌平安装了一个次声波测量三点阵,并从1998年开始连续观测,先后观测到100多次强震前的次声波信号。根据邵长金的研究,强震前次声波存在着两个典型特点,一是次声波振幅由弱至强,先是10—30P A,然后是50—80PA,再至极大,最后减弱。二是次声波的波长周期有变化,先是长周期(10—20分),紧跟着短周期(5—10分),然后出现更长周期,最后是长、短周期一起出现。震前次声波一般为5---20分钟的长周期波,而流星雨和大风的次声波一般为几秒到几十秒的短周期。次声波一般出现在震前100—240小时。魏树红研究认为地震引起的次声波频率一般在0—3×10-3HZ数量级频段范围内,而风和雷雨引起的次声波的频率在0.03—0.18HZ频段,明显高于地震前次声波。苏肪、苏骄研究认为:震前次声波的最大振幅不仅与震级有关,而且与震源距和震源深度有关。秦飞对地震次声波产生的机理研究认为:在孕震末期,地层地质构造的动力行为(如膨胀、走滑)引起地表运动,地表与空气偶合在大气中产生次声波。

次声波频率在4—8HZ时,能与人体腹腔某些器官产生强烈的共振,引起头痛、烦躁、恶心、心悸、失眠等症状甚至导致死亡。这也很可能是引起震前各种动物异常的主要原因,一些构造地震会产生次声波、并且频率与动物器官能产生共振引起动物异常,而一些构造地震不产生次声波或者产生的次声波频率不同与动物器官的固有频率,不能引起动物器官的共振,动物就没有异常反应。应开展次声波对动物影响方面的研究,找到动物震前异常产生的直接原因。这样,我们就可以以监测次声波来代替对动物异常的监测。

二、      电磁波手段

地震前电磁辐射现象已越来越受到地震学家们的关注,地震孕育和发生过成中会产生低频电磁辐射,监测低频电磁辐射信号异常,已成为一种重要的地震短临观测手段(王继军等,2005年)。冯竞等研究认为:地震发生前和发生过程中产生电磁辐射的主要原因是压电、压磁效应,即在岩石所受载荷超过其破裂强度产生破裂时,因岩石晶格被破坏,产生电位跳跃辐射出电磁波。我国利用电磁辐射已成功预报了多次地震,如1999年的辽宁岫岩5.4级地震、1994年的青海共和5.8级和5.3级地震、1996年的云南丽江7.0级地震等。总结出了电磁辐射和地震三要素之间的一些关系,如一般情况下,震级越大,电磁辐射出现异常的空间范围越大;低频电磁波异常出现的时间较早(震前20天),高频电磁波异常出现的教晚(震前2—3天)。陈化然等对我国各地不同电磁监测仪器和观测方式以及电磁辐射的研究方法进行了总结认为:电磁辐射现象与地震活动有着较为密贴的关系,电磁辐射观测是一种临震信息较为有效的手段,有希望成为有前途的地震短临监测方法之一。

电磁波的频段范围很宽,用于地震观测的电磁波频段主要是0.01—20HZ的超低频段和几千到几十千赫的频段。电磁观测的主要障碍是人工干扰因素太多、太强,一是要选择干扰较少的频段,二是要设计和选择能排除干扰的观测仪器和观测方法,如云南省地震局研制的DZO—1型深井鞭式天线电磁仪,可直接接收地下100—280米深井内0—15HZ和1.9KHZ和27KHZ三个频段的电磁信号。三是要选择剔除干扰因素的计算方法。应加强这三个方面的研究。

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