在分析地震活动区地震监测资料时,应当注意低频地球物理观测中产生同步信号的3个重要原因。
第一是外部噪声干扰源的存在,它们的空间范围半径很大,对此范围内的测点观测产生很大作用与影响。
第二是在地球物理台网地区内,地壳物质的聚集(小的地块集结成大的地块)。
第三,强震之后,地球物理场变化同步性很明显。
第一个原因造成的信号可以用对外部强干扰噪声的补偿加以消除。特别注意的是,当彼此相关的并同时起作用的噪声存在时,消噪补偿应多维的协同进行,这才是有效的。日本和格鲁吉亚震例的分析验证了该方法的有效性。在一些形变观测分析中,也都有同样的效果。在俄罗斯和美国地震活动区观测地电和地震资料的分析中,消除第三种原因造成的干扰噪声,得到了肯定的结果,有时只用目视就能分离出有益信号。第二种原因造成的噪声消除是比较复杂的,噪声很隐蔽,潜伏性很深,但是也最令人感兴趣。由于在长期的和中期的地震前兆出现的阶段,强震孕育过程必然在地壳物质聚集时发生发展,这正是监测发现地震前兆的好时机。在相反的情况中,没有可能积累这样充足能量的。这些能量完全可能在地壳薄弱点和蠕动耗散过程中被消耗掉了,正如在观测断层蠕动时那样的过程。蠕变是一种粘性过程。
上述地球物理场观测资料的分析方法适用于地震、地形变、地倾斜、地电、地磁、水化学的观测分析。该方法在俄罗斯科学院远东分院堪察加地球动力学实验场试验成功,在日本地震、格鲁吉亚、土耳其、希腊地震监测现场得到部分检验,效果是肯定的(索波列夫,1998;凯利斯博洛克,2001;沃罗斯,2001;佐川,2002等)。在堪察加地下水四维酸盐浓度和五维碳酸盐浓度时间序列最大典型同调性(同步变化)分析中,发现地震前兆(1987和1992年)。在天山地震(1976年和1997年)地震波束形状变化的分析中,发现该变化可能就是地震前兆,后被地震所证实。
在堪察加和中国东北部地震群的分析中,证实了地球物理场变化综合观测的共同分析结果。这表明,虽然局部噪声干扰水平较高,但是利用上述统计分析方法,仍能有效地分离出反映强震孕育的总的集合效应信号。正如检验所证实的,该信号可能是被监测地区强震可能发生的时间标志。多维时间序列分析方法是以寻找地球物理场变化过程的集合分量的依据,使用有效的信噪比增加的方法,消除各种噪声干扰,提取孕震区参数信号,进行长期和中期的地震预报和检验。对短期预报的需求,研究了有关地电和地磁以及低频电磁辐射方法的软件试验。在俄罗斯仍然坚持孕震区(潜在震源判定区贝加尔和堪察加短期前兆的观测研究计划)超极低频电磁辐射前兆的监测研究工作。除了国际上20世纪地震卫星观测时期的各国工作以外,法、日、俄已于2005年签订了联合实验室工作合同。规定的第一阶段工作,即详细如实地总结已有工作,写出了回顾总结和2006年实验工作安排报告,预备发射新型观测仪器装备的空间实验室,进行精细的观测。
俄罗斯科学院地震预报讨论会综述(2008年)
陈英方 崔秋文 |