地震预报的几种方法探讨

科技信息　。科教前沿ｏ　ＳＣＩＥＮＣＥ＆ＴＥＣＨＮＯＬＯＧＹ　ＩＮＦＯＲＭＡＴＩＯＮ　２０１０年第３５期　地震预报的几种方法探讨　周（石河子市地震局【摘波邢佑宏　新疆石河子８３２０００）　要】介绍了地震预报的研究现状，地震预报的几种分类方式。分析了几种传统的通过前兆方式进行地震预报的方式以及几种新的地　震预报方法．多种预报方法相结合从而提高地震预报的水平。　【关键词】地震预报；地震前兆；热红外异常；地震云；磁暴二倍法；引潮力共振的异常叠加法　Ｏ引言　３．１．１地应力测量　由于地震发生前会引起地壳的应变异，因此，常利用钻孔变形应　地震灾害主要是地球内能释放所引起的，是一种不可避免的自然　力计，或者体积式应变计探明地壳中各点应力状态，根据应力的变化　灾害。在众多自然灾害中，地震灾害具有发生时间短，破坏力强，预报　预测震中位置。　困难．次生灾害严重等特点。我国地处环太平洋地震带和地中海一喜马　３．１＿２利用氡气前兆　拉雅地震带之间，是一个多地震的国家，地震灾害对我国国民经济建　１９６６年苏联地震专家首次证实，地震爆发之前地下会向地面散发　设与社会发展造成巨大影响。据统计，１９４９年一２Ｏ０５年止，中国地震灾　种稀有气体——氡。大震前调整单元或调整场上的快速变形引起地　害造成２７＿８万人死亡，民房毁坏约１１００万间，直接经济损失超过４２０　层变动进而使氡气含量发生变化从而形成氡气突跳，但是氡气变化是　一亿元。我国地震死亡人数约占全球地震死亡人数的一半，是世界上地　没有方向的，所以很难预测出地震的震中位置。　震灾害最严重的国家之一。　３．１．３自然电场　２００８年５月１２日，汶川８．０级地震造成了巨大人员伤亡和财产　自然电场地震前兆是由于震源地方微裂和预滑产生的电场，或是　损失，２０１０年４月１４日，青海省玉树藏族自治州玉树县的７．１级地震　调整单元流体位移产生的过滤电势。希腊学者利用自然电场预报地震　使得社会公众对地震这一严重的自然灾害给予了空前的关注，也对地　在国际上曾掀起几次辩论高潮，评价者意见不一。　震预报提出了更高的要求。　３．１．４次声波　用次声波传感器及记录仪组成的次声波观测系统，记录电压信　１　地震预报的现状　号，次声波具有衰减小、传播远的优点，因而世界范围内７级以上地震　经过多年来的探索，越来越多的专家、公众和决策人认识与了解　在一般情况下震前能观测次声波信号异常。　到地震预测远比原先知道的困难．“发现”了原先没有发现的地震现象　３．１．５　动物异常　的复杂性　与其他自然现象相比．地震预测的确有它独特的困难，这就　震前许多动物会出现异常行为．利用许多动物的异常行为来预报　是大地震复发时间的长期性、地震物理过程本身的复杂性和地球内部　地震。这种方法对地震发生的强度以及震中位置很难预测。　的“不可人性”，虽然人类已经登上月球、探测火星等遥远星系，但对地　３．２利用现代技术进行地震预报的新方法主要有：　下几十、几百公里深处的地震的孕育、发展、发生规律仍然还不清楚，　３．２．１　卫星热红外遥感法　这使得地震预测、尤其是短临预测成为当代自然科学的一个世界性难　这种方法主要基于热红外异常与地震孕育过程之间的关系研究。　题，地震预测难题的解决需要几代人坚持不懈的努力。　由于地震孕育过程地壳内部结构变化会引起地表温度变化。根据国内　到２０世纪９Ｏ年代初，在我国大陆已经建立了包括地震学、地磁、　外地震学家所做的地震热红外异常机理、岩石实验、热红外遥感技术　地电、重力、地壳形变、应力应变、地下流体、地热和电磁辐射等九大学　的应用及典型震例分析，以及从卫星热红外遥感资料的实际应用等实　科的地震检测台网；其中包括近４００个测震台站，２０个区域遥测台网　践证明，强震发生前一个月左右．震源区地表温度会出现一次较为明　和１７００多项地震前兆观测项目．并取得了辽宁海城、云南盂连、新疆　显的增温过程。因此，这种方法利用卫星遥感技术探测地表和底层大　伽师和１９９９年ｌ１月２９辽宁岫岩等中强以上地震成功预报的经验。　气温度变化进行地震预测。但是，卫星热红外遥感资料在地震预测应　用研究中还存在一些问题．所以利用这种方法预测地震仍然处于积累　２地震预报方式分类　资料和实验预测的探索阶段。　目前，根据地震预报的时限长短，我们将地震预报分为长期预报、　３．２．２地震云　中期预报和短期预报。　在某些中强地震发生前．其周围地区的天空中，一般在凌晨或傍　长期预报，一般是根据地震活动的时空变化特征如周期性、填空　晚会出现条带状的地震云。另外．也可能有一种辐射状的地震云，一般　性、迁移性等的统计特性，区域地壳形变的研究活动构造研究，以及太　由数条带状云同时相交在一点．云的交点垂直于地面就是震中所在　阳活动、地球自转等环境因素与地震活动关系的分析等作出的。长期　地。根据地震云判断震中较为复杂。　预报的地区和时间尺度都比较大必须通过中期预报逐步缩小。长期预　３　２＿３磁暴二倍法　报的时间在１０年左右。　磁暴是由于太阳上的黑子群或耀斑等所产生的强大电磁辐射或　中期预报，主要的预测依据包括：区域地震活动时空演变特征；地　微粒辐射引起了全球性的磁扰动。数据表明｛　】：通过几百次地震与磁暴　震活动的背景性因素，如地震围空区地、地震条带等异常图象；前兆观　组合分析结果，磁暴强度越大，对应地震越多，震级越大。张铁铮认为　测资料长趋势异常；以及强震活动与环境因子相关分析等。中期预报　形成地震的原因是由于地球深部聚积的应变能，随着地球旋转沿着地　般是对未来１—２年左右时间内可能发生地震的地区和震级的预　壳底部深断裂向外扩散，沿途一环套一环形成震源点，经过短期聚积　一测。　和收缩，使高磁性地壳受到机械振动产生地磁波转化为磁暴。这种方　短期预报，是指对未来３个月时间内将要发生地震的时间、地点　法已被用于多次地震预测，是一种有效地地震预报手段。　和震级的预报。通过对有中期预报的重点危险区的跟踪监测，依据多　３．２．４引潮力共振的异常叠加法　种趋势异常的准同步回返或恢复、或加速变化，区域地震活动异常判　这种方法认为多种地球物理因子和天文因子可能会促使地震突　据，以及多种前兆手段出现速率较快的新异常等。　３　目前地震预报的几种方法　地震预报方法是多学科、多方法的信息综合，目前地震预报的方　法主要是使用传统的预测方法和现代通信、计算技术等来进行预报。　３．１　利用地震前兆预报的传统方法主要有：　然发生。通过进一步研究发现只有月亮奇异位置时的引潮力共振的异　常叠加方可以触发地震。　４结束语　目前，依靠地震前兆的预报方法会存在有异常信息，如无地震发　生有异常信息出现或者有地震发生而没有异常信息的（下转第７２页）　５１　２０１０年第３５期　Ｏ机械与电子Ｏ　。科技信Ｊ＿Ｌ　增减配重的大小。设计时需要考虑３个变量：（１）配重箱挂铰链中心距　离配重中心的距离Ｌ：，配重箱挂铰链中心距离游梁支承中心距离Ｌ．＋　Ｃ，（２）游梁中心线与配重臂中心线之间的偏置角　，（３）配重重量Ｑ。　ｙ角的确定：悬点处于下死点时，配重与游梁支承中心处在水平　线上，此时游梁与平衡臂之间的夹角　（如下图），即配重中心与游梁　支承中心处在水平线上时的　角为所需要的角度。此时，平衡力臂Ｌ　最大，配重产生的力矩最大，从而削弱了悬点载荷的峰值扭矩；在上冲　程结束下冲程开始时，即悬点在上死点时，因为悬点载荷较小，因此所　需要的平衡力矩就小，可以减少曲柄输出轴净扭矩的峰值、谷值。　Ｌ、Ｑ的确定：在第一次确定了　角度之后，用作图法或者计算法　算出Ｌ，则可用扭矩公式Ｍ　＝ＱＬ，计算出Ｑ值大小，不同的＾ｙ角度，就　确定了不同的Ｌ和Ｑ值，需要经过多次选取Ｌ和Ｑ。确定￡　时，应避　免平衡箱在下死点时碰住减速器。　设计时，还要考虑使曲柄轴均方根扭矩　最小，减速器的的负扭　矩要小，平衡率极大化，交变载荷系数接近于１等要求。　２运动和动力分析　２．１悬点速度、加速度　设游粱处在水平位置时，摆角８＝０。，向上为正，向下为负，规定：面　向抽油机，井口在右，曲柄位于６点钟时，转角０＝０。，曲柄逆时针转动　２．２．２在相同的抽汲工况下，与常规抽油机相比较，调径变矩抽油机　为正，由几何参数计算出悬点速度　＝　芈，若抽油机驱动电机为差　的峰值扭矩小．均方根扭矩小，净扭矩曲线波动小，很好的实现了削峰　填谷的目的。但还存在一定的负扭矩，其平衡效果远远好于常规抽油　转速率电动机，抽油机旋转角速度为常数，悬点速度可写为：Ｖ＝ＴＦｗ，　机，可以有效延长抽油机和驱动电机的寿命，因此，装配的电机功率低　对速度公式求导则可以得到加速度公式：。＝　Ａ丽ＲＫ　Ｌ￣ｃ。ｓ　ｄ　ｓｉｎ　＋　于常规抽油机，达到了节能的目的。　ＣＯＳ　Ｂ　ｓｉｎ（　一口）１可。　３结束语　２．２动力分析　为了消除负扭矩，可以采用二次平衡，在游梁平衡的基础上，采用　调径变矩抽油机平衡原理和常规抽油机类似，所以减速器输出轴　曲柄平衡，进　对曲柄输出轴的净扭矩削峰填谷，从而更好的达到　净扭矩也由常规抽油机演变而来，即：Ｔｎ＝ｆＱ一（Ｂ＋　）】　，其中Ｂ为　平衡的目的。　结构不平衡重，Ｑ为配重，Ａ为前臂长，ｗ为悬点载荷，　为扭矩系数　．　【参考文献】　（前面以作介绍），Ｌ可由三角函数计算　［１］国家经济贸易委员会．中华人民共和国石油天然气行业标准：ｓＹ／ｒ　５０４４—　＝、／（Ｃ＋　１）　Ｌ２２－２（Ｃ＋Ｌ１）Ｌ２ＣＯＳＴ　２００３游梁式抽油机．　下面作出了调径变矩抽油机与常规抽油机的速度、加速度、净扭　［２］采油技术手册：第四分册．机械采油技术．石油工业出版社．　矩曲线图（见右上图）。　［３］采油机械的设计计算．石油工业出版社．　通过上面的速度、加速度、净扭矩曲线图比较，可以得出下面的结　『４１ＡＰ１　１１Ｅ一２００８抽油机技术规范．　论：　［５］顾晓勤，刘申全．工程力学ＩＩ．机械工业出版社．　２．２．１调径变矩抽油机速度曲线比常规抽油机的速度曲线更接近正　ｆ６］王玉良．调径变矩型抽油机的优化设计与平衡效果分析．钻采工艺，２００３，２６　弦曲线，速度变化平稳；悬点加速度相对较小，这种特点有利于降低悬　（０４）．　点的惯性载荷，减少抽油机自身的振动，增加整个抽汲系统的稳定性。　【责任编辑：常鹏飞】　ｆ上接第５１页）现象。因此，仅仅依靠一种技术、手段或方法实现准确　［３］张元生，柳钦火，郭晓．卫星红外遥感在地震预报中的应用及研究进展．西北　的地震预报是不可能的，我们要结合多种方法，特别是给予新方法新　地震学报，２００４，１２．　技术切实有效的支持，以利于研究的进一步深化。这是一个需要多学　［４］张国民，刘杰，石耀霖．年度地震预报能力的科学评价．地震学报，２００２，９．　科、多种观测方法、多观测点的综合分析和判断过程。　［５］陈章立，李志雄．对地震预报的科学思考（一）．２００８，１　作者简介：周波（１９７５．７一），男，大学本科学历，石河子市地震局数字遥测台　【参考文献】　网中　．工程师。　［１］王贵武，唐伶俐，等ｌ地震预报的新方法、新途径．遥感技术与应用，２００６，４．　邢佑宏，石河子市地震局，高级工程师。　［２］蒋灏，夏雅琴．地震预报研究水平、预报方法及展望综述．北方工业大学学报　２００１，６．　［责任编辑：张慧］