地震預報依據不同的用途與目的,可劃分為四種類型。按照國家標準的說法:對十年以後破壞性地震的預報稱為長期預報;兩年以後的稱為中期(周期)預報;三個月以後的稱為短期預報;十天左右的則稱為臨震預報。以下分別介紹各類型預報的內涵與方法。
長期預報是對某一地區今後數年至數十年強震形勢的粗略估計與概率性預測。其主要依據包括:歷史地震活動資料的統計分析、現今地質構造活動(尤其是斷層)背景、地震活動背景及其他地球物理場的變化背景、地殼形變(幅度、速率、方向等)的觀測研究,並考慮天體運動、地球自轉等因素。
透過斷層活動與上述因素的組合特徵及發展趨勢,可對區內的發震可能性及其變化方式進行分析,提出長期性的趨勢預報意見。以此為基礎,才能在監測力量較強、資料較多的地區,進一步開展地震三要素的中、短期定量預報。
由於中國地域遼闊,監測與研究力量有限,長期預報必須有所側重,特別注意強震的地震地質標誌,例如:大地構造的邊界帶、新構造差異活動帶、活動斷裂帶、斷陷盆地、地殼厚度變異帶、殼內低速層,以及地殼形變的幅度、速度與強度等。所謂「低速層」,是指在地殼岩石圈之下、上地幔上部,約60~250公里深處,地震波速局部降低的圈層。此外,強震多發生在活動斷裂的端點、拐點、交點、閉鎖點等部位。
地震中期預報依據各種前兆趨勢異常的時空分布特徵圈定危險區,並根據經驗公式判斷發震時間與強度。進行中期預報時,需綜合考慮:監視研究區的地震地質構造與歷史地震情況、監測台網的布局、各單項異常的類型與空間分布特徵、數量、幅度,以及異常的起始、轉折、結束時間與預測意義;同時還要分析地震活動性的時間變化,以及是否出現空區、條帶、集中區等空間異常圖像。
其中,「地震空區」指地震活動水平明顯低於周圍地區、或幾乎沒有地震發生的區域,可能與孕震過程有關。在上述基礎上進行統計與作圖,進而分析各類異常的時空演變特點。
地震形勢預測是中期預報階段中的基礎性工作。根據歷史地震資料,運用統計學方法(如線性預測、極值理論、相關分析等)或宏觀震史學分析,可研究地震活動的時間分布特徵,並劃分區域地震的活動階段,據此估計區域強震活動進入活躍狀態的時間及相應的概率值。此外,還可運用模式識別、綜合概率及模糊判別等方法,利用多種預報因子對地震趨勢進行綜合分析與判定。但不論採用何種方法,關鍵仍在於對實際前兆信息的監測與處理分析。
值得一提的是,區域強震活動與太陽黑子活動、地球自轉、月相及早澇等天體活動及自然現象具有一定的相關性。所謂「太陽黑子」,是太陽光球層上出現的、溫度比光球低的暗黑斑點。透過分析,當發現有利於本區強震發生的環境因子出現時,也可作為強震預報的參考。
在短期與臨震預報階段,除了繼續追蹤監視中期與短期異常的發展變化外,還應從時間與空間兩方面,進一步核定與分析各類異常的數量、比例、持續時間、變化速率、異常幅度、轉折、加速或恢復時間等特徵量,臨震階段尤其要注意突發性異常的這些特徵。
突發性異常包括兩大類:一是原有中、短期趨勢異常出現新的大幅度加速、轉折或恢復;二是新出現的前兆突跳、階躍,以及有一定數量與範圍的宏觀異常現象。常見的宏觀異常包括:地下水的突然升降、變色、變味、翻花、冒泡,水、氣、油的噴發,動物習性異常,聲、光、電異常,以及氣象要素的突變等。
分析時應綜合考慮突發性異常的總體特徵,例如:各類突發性異常出現時間的准同步性、異常頻次與強度隨時間的變化、突發性異常在空間分布上的相對集中性、異常分布與構造的相關性,以及異常數量與項目的比例等。在此基礎上,繼續修正已有的地震三要素——即未來地震的發震時間、地點與震級,這是地震預報需要回答的主要問題。同時,應密切監視預報區及周圍地區的地震活動動態,尤其當監視區出現顯著的震群活動時,應立即運用多項判據判定是否為前震活動。
在中強以上地震或其他有重要意義的突發性震情(如中小震群活動)發生後,需迅速、準確且完整地確定地震的基本參數,給出地震序列資料及相應的基本圖件,如m-t圖、n-t圖等。具體工作包括:確定宏觀震中位置、烈度等值線與極震區長軸方向;分析震區周圍地震前後微觀與宏觀異常的變化;研究空區、條帶、波速等震前區域中、短期地震異常背景,以及其他中、短、臨前兆異常與已發生地震三要素的對應關係;並分析本區歷史地震的活動復發周期、地震類型,以及與鄰區地震活動的相關關係。
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