地震預(yù)測
根據(jù)對地震規(guī)律的認(rèn)識,預(yù)測未來地震的時間、地點和強(qiáng)度。
在具備一定可靠程度的前提下將地震預(yù)測的意見向公眾宣布。目的在于避免或減輕地震災(zāi)害,為此,它應(yīng)當(dāng)具有高度的可靠性,預(yù)報不準(zhǔn)會引起居民不必要的恐慌,給社會、經(jīng)濟(jì)帶來損失。科學(xué)的地震預(yù)測是實現(xiàn)地震預(yù)報的基礎(chǔ)。地震預(yù)測是第二次世界大戰(zhàn)結(jié)束以后開展的探索性研究項目。21世紀(jì)以來隨著人口的城市化和經(jīng)濟(jì)的全球化,地震引起的災(zāi)害越來越引起各國政府和社會公眾的關(guān)注。全球地震監(jiān)測的能力迅速提高,國際地震學(xué)和地球內(nèi)部物理學(xué)協(xié)會(IASPEI)每年都召開學(xué)術(shù)會議,促進(jìn)世界各國科學(xué)家進(jìn)行合作研究,共同改進(jìn)地震預(yù)測方法。地震預(yù)測通常分為長期(10年以上)、中期(1~10年)、短期(10日至數(shù)百日)和臨震(1~10日及1日以下)預(yù)測。
科學(xué)前提
認(rèn)識地震孕育和發(fā)生的物理過程,包括地球介質(zhì)物理、力學(xué)性質(zhì)的異常變化。但是人類對地震成因和地震發(fā)生的規(guī)律還知之甚少,主要是因為地震是宏觀自然界中大規(guī)模變動的深層過程,不同于實驗室中單純的可控條件下進(jìn)行的樣品試驗,其影響因素過于復(fù)雜,還可能有人類未知的因素存在。人們所能做的是在地面上觀測某些物理量,這種觀測通常是不完全的和不完善的。在當(dāng)代科學(xué)技術(shù)條件下,還不能深入地球內(nèi)部直接或間接觀測深層介質(zhì)的物理狀態(tài)。大地震的復(fù)發(fā)時間比有現(xiàn)代儀器觀測以來的時間長得多,限制了作為一門觀測科學(xué)的地震學(xué)在對現(xiàn)象的觀測和對經(jīng)驗規(guī)律的認(rèn)知上的進(jìn)展,并且所能觀測的物理量異常變化是否與地震的發(fā)生真正相關(guān)還不能確知。這就是地震預(yù)測研究所面臨的困難,地震預(yù)測仍是國際性的一個科學(xué)前沿問題。
預(yù)測研究
地震是大地構(gòu)造活動的結(jié)果,其發(fā)生必然和一定的構(gòu)造環(huán)境有關(guān)。同時,地震不是孤立發(fā)生的,它只是整個構(gòu)造活動過程中的一個事件,在這個事件之前,還會發(fā)生其他事件。如果能確認(rèn)地震前所發(fā)生的事件,就可以利用它作為前兆來預(yù)測地震。地震預(yù)測研究有以下三種不同的思路。
地震地質(zhì)
地震發(fā)生在地質(zhì)上比較活動的地區(qū),尤其是在有最新構(gòu)造運動的地區(qū)(如活動地塊邊界帶)。不過老的構(gòu)造帶的殘余活動有時能持續(xù)很長時間,偶爾也會發(fā)生地震,所以不能完全忽略。大地震的復(fù)發(fā)周期一般取決于斷層周圍地殼的應(yīng)變速率與斷層的強(qiáng)度,應(yīng)變速率表現(xiàn)在斷層的滑動速率上,當(dāng)滑動速率一定時,斷層強(qiáng)度越大,震級越大,位錯量也越大,積累極限應(yīng)力所需時間,即地震復(fù)發(fā)周期越長。地震地質(zhì)預(yù)報就是研究已發(fā)生的大地震的地質(zhì)構(gòu)造特點,建造地震發(fā)生的物理模型,進(jìn)行數(shù)學(xué)模擬,判定何處具備發(fā)生大地震的背景。可用這種方法在大面積上劃分未來地震的危險地帶,確定不同強(qiáng)度的危險地區(qū)。但由于地質(zhì)的時間尺度太大,地震的時間預(yù)測不能依靠這一方法,并且有些地震發(fā)生前,地質(zhì)構(gòu)造不甚明朗,震后才發(fā)現(xiàn)有某個斷層與該地震有關(guān)。
地震統(tǒng)計
對過去已發(fā)生的地震,運用數(shù)理統(tǒng)計方法,從中發(fā)現(xiàn)地震發(fā)生的規(guī)律,特別是時間序列的規(guī)律,根據(jù)過去以推測未來。此法把地震問題歸結(jié)為數(shù)學(xué)問題,得到的結(jié)果只是地震發(fā)生的概率和地震活動的某種“平均”狀態(tài)。統(tǒng)計方法的可靠性決定于資料的多寡,因而在資料太少的時候,它的意義不大,但在地震資料豐富的地區(qū),地震統(tǒng)計預(yù)報是一個重要的預(yù)測方法。統(tǒng)計預(yù)報經(jīng)常用于地震趨勢判斷,但其研究的區(qū)域往往過大,判定地震的地點有困難,而且外推結(jié)果常常不準(zhǔn)確。