电磁波异常与相关地震的探讨

1、第13卷第1期1997年3月东北地震研究SEISMOLOGICALRESEARCHOFNORTHEASTCHINAVol113,No11Mar11997()(121000),结合近年来观测实践,深入具体的分析,同时也总结了观测仪器的有效使用与,。震前电磁波;渐态变化;大陆内部断层地震;电磁辐射;微破列;巨破裂1前言利用震前电磁波异常信息进行地震的短临预报的工作在我国已经开展20多,年我们涉足电磁波这一新领域已有近十年历史。我台先用的是土地电埋地电极为探头,自制简易电路为放大装置,以电位差计做记录的原始电磁波仪。从1991年起先后购置多台江苏省地震局研制的电磁信息观测仪。其中有一台型号为ULF2

2、 型专门接收011Hz10Hz信号的超低频机,用三个探头同时接收EW、NS、垂直三个方向的地下电磁波;三台型号为DPJ2 型专门接收空中38133kHz频段电磁辐射的点频机,同时呈EW、ES、WS三个方向展布。记录仪分别采用的是改进的DK21四笔道和DJ21三笔道滚桶式记录仪。另一台接收频段为5KHz的新型低频机,外型与原超低频机一样,但抗干扰性增强了,不再受流动铁器及人为影响了,记录仪也改为了JS21型数字采集仪,增加了NS、ES、WS三个监测方向。原超低频和点频也都改进为滚桶模拟与数采量化记录并举。最近又购进一台由486微机监控的MDZQY2 型八方位电磁地震前兆观测仪,时刻记录着锦州本地

3、地下5km、7km、10km三个不同深度的地应力变化及来自四面八方的电磁波变化。2机理关于震源电磁辐射的存在,近年来,国内外许多专家做了各种广泛深入的实验。其结果无论是小块岩石的摩擦、击碎实验;岩石的单轴压力和围压实验;或是化学爆破和地下爆破的野外观测以及实地的水压致裂实验,都证实岩石在破裂过程中产生电磁辐射。大量的观测接收实验证明:这种辐射产生于岩石的微破裂和巨破裂。199604收到本文初稿东北地震研究13卷32从地应力的角度看,地震的发生过程,无非是地应力在某一区域积累释放调整稳定。我们通过多年的观测实践认为就我国东部地区的破坏性地震来说,应力主要来自太平洋板块向欧亚大陆的俯冲。使俄远东,

4、日本、台湾、菲律宾、印尼、这一弧型板块交接带地震频繁、火山多发;促使我国内蒙、环渤海及东南沿海震灾不断、损失巨大。3认识就地球上任意一点来说,在正常状态下,就它的电磁场说也应该是个常量,只有在地震发生前,电磁波才会有相应的变化,出现地震前兆异常:板块交接带区域发生地震,电磁波异常来得急快;而我国东部大华北发生近震,电磁波异常,快。,超低频探头又置放于-3m地下室底部,收到大量宝贵的地下和空中电磁波信息。通过实践认识,逐渐探索到了电磁波异常与海城、唐山老震余震的对应关系。成功地向市办多次反映了海城ML3级以上唐山ML4级以上中强余震的前兆信息。为了更好地区分余震方位以及捕捉新震,近震,地方震,利

5、用点频机磁天线的可转性,一有异常,就转动磁天线,找来波方向,对超低频探头易受人为干扰的弊病,1993年底就对其插口进行了改进,给探头做了个铝屏蔽装置,屏蔽掉了周围的工业游散电流,解决了大型火电厂强大电磁场的干扰,又圈了围墙,保证25m之内没有流动铁器,使地下信息的接收更加集中,异常方向性也十分明显了。通过多年观测,逐渐认识了多种异常波型,认识到震前电磁波的变化与地应力能量积累有关,就其异常波型、方位、幅值、天数与将要发生的地震三要素密切相关。近震和地方震震前异常的渐态变化特征是:“波型先细小而零碎,后渐大而连续,异常多达几天或几十天”。异常不足一个月,构不成破坏性地震。在时间上显示了良好的的提

6、前量,为我们预报这种地震提供了宝贵的时间信息。一般来说:“异常相应的多少决定震中距的远近异常一个相位、多对应400km1000km之内;异常二个相位多对应200km400km之间;异常3个相位才对应200km之内的近震与地方震。发震方位一般就是异常最大的相位所指的方向;发震时间为异常结束后1天12天。震级与异常天数与异常幅值正相关;震级的经验公式为Ms=311lgT+015,Ms为未来地震震级,T为异常持续天数;震级与异常幅值的关系是:幅值越大相关地震震级越大。几年来我们用此方法较成功向市局,省局预报了辽宁朝阳ML419级地震,辽宁海城1995年4月15日ML510级地震,山东苍山1995年9

7、月20Ms512级地震,河北唐山1995年10月6日Ms510级地震,渤海1996年3月23日ML412级地震辽蒙交界贝子府1966年7月17日ML511级地应震。4震例分析4111994年10月22日辽宁朝阳ML419级地震我台95km属地方震范畴。其异常特征是:超低频三个相位与点频多方位同时发生异常。1期郭宝昌等:电磁波异常与相关地震的探讨33超低频以东西向为主,从9月15日出现异常到10月20日结束,长达35天之多。超低频的垂直向在震前10多天开始出现摆动和大突跳。我们认定该异常后,多次向市地震办汇报,并于1994年9月26日市地震办主持召开的第四季度地震趋势会商会上介绍了我台近期异常图

8、表多幅,在会上明确提出意见:“熊岳ML417级地震之后,超低频以东西向为主的异常仍在加剧发展,结合转动点频磁天线,确认近期在锦州东南或西北两个方位的邻区,ML5级左右地震的可能”。结果于10月22日朝阳西五家子发生ML419级地震图1朝阳ML419级地震异常波形Fig11AnomalousshapeofML419earthquakeinchaoyang图1是该震震前4天的异常形态。4121995年4月15日辽宁营口ML510级地震。该震震中距我台110km。其异常特征是:超低频EW向从3月初开始出现异常,而且不断发展,垂直与NS向同时伴生,由于它持续时间长,一直引起我们关注,为此曾在3月底锦州

9、市地震办召开的第二季度地震趋势会商会上强调了这一异常。说明近期将在我东南或西北两个方位有近震,震级大约5级左右。会商意见记载了我们的异常情况。4月12日又向锦州市地震市办反映了临震异常,该震异常时间长达36天,点频也有脉冲及越轨异常(图2)。图2是该震震前7、8天的异常形态。4131995年9月20日山东苍山Ms512级地震该震震中距我台720km,其异常特征是:我台超低频NS向从8月3日开始出现一个新异常,一改往日以东西向为主的局面,随着它的不断深化越来越引起我们关注,为此,在长达39天异常时间里,我们时刻留心这一异常的结束,多次转动点频机磁天线,确定来波方向为正南北。所以9月12日晚18时

10、30分左右异常一结束,立即分析判断,于13月下午上报市东北地震研究13卷34图2营口ML5.0级地震波形异常Fig12AnomalousshapeofML512earthquakeinyingkou办并通过市办上报省局,提出:“预报将在未来10天内,300km至1000km的范围内将发生”结果9月20日山东苍ML6级左右地震,”发震方位在南北方向,主要是南面,不是地方震。山发生MS512级地震。由于我们提前预报,受到了省局的通报表扬。该震异常特点是:“单向、新型、异常渐重伴有垂直向临震突跳及点频临震脉冲,说明新震区距我台稍远(图3)。图3苍山MS512级地震异常波形Fig13Anomalons

11、shapeofMS512earthquakeinchangshan1期郭宝昌等:电磁波异常与相关地震的探讨35图3是该震震前8天异常波型。4141995年10月6日河北古冶MS510级地震该震震中距我台290km。在山东苍山地震之后,我台的超低频、点频均未平静,但南北向异常波型稍有变化,垂直向半个月之内连续出现13次大幅摆动和突跳。在异常期间,我们又做了寻找异常方位的工作,确定了异常方位在西南,在9上,我们提出:“10月上旬将在西南方向的300km处至1000km5级以上地震,会议结束后,6日河北古冶发生MS512级地震,我区也普遍有感:地震异常叠加在一起了,明了这一点。,说明该震震中距将不会

12、象苍山一样500km以远,4)。图4古冶MS510级地震异常波型Fig14AnomlousshapeofMS510earthquakeinguye4151996年3月23日渤海ML412级地震该震震中位于E11921、N3840的渤海之中,距我台345km。我台对于该震的三要素预报是比较成功的。该震出现震前异常时,正值辽西闹地震误传之时,说什么:“6日凌晨13时锦州地区将要发生7级大地震。”一时锦州、葫芦岛市区出户外人口多达20余万,加之其它市区县镇出户人口共达40余万。我厂职工家属也出户800多人。当时我台确实有个新异常,但是异常天数刚刚12天,还构不成破坏性地震。所以我们立即同厂领导联系,

13、及时做了地震宣传工作,让大家回到室内。该震异常特征是:MS单相异常,从2月23日开始到3月13月东北地震研究13卷36结束,历时20天,异常波型也有别于山东苍山512级地震,在11日前后垂直相也相映出现异常,加之我们曾转动点频磁天线,确认异常方位在南南西,所以15日我们经会商上报市地办及省局。预报意见是:“16日26日期间,在E118E120,N34N38范围之内,将有一个MS5级左右,应低于5级的地震。结果如期渤海发生了ML412级地震。该震北偏圈定预报震中仅50km,方向在预定之中,发震时间在预报时间之内(图5)图5渤海ML412级地震异常波形Fig15AnomalousshapeofML

14、412earthquakeinBohai图6包头MS614级地震异常波形Fig16AnomalousshapeofMS614earthquakeinBaotou4161996年5月3日内蒙包头MS614级地震该震震中距我台不到1000km,也属近震范畴。我台震前异常特征是:4月11日上午超低频东西向出现一次大幅摆动,预示我台西部内陆将来中强地震发生。4月21日我台又出现一次连续4天的超低频三个相位都有的近震异常波型。24日将此情况及时上报了市地办与厂领导,认为该异常若持续发展到本月底或下月初,本地及较近地区将有可能发生破坏性地震。厂1期郭宝昌等:电磁波异常与相关地震的探讨37长当晚即来台查看异

15、常情况。由于该异常在4月27日结束,我们又向厂长和市办反映说:该震不象地方震了,有破坏性地震也离我们较远了,结果5月3日包头发生MS614级地震(图6)该震震后锦州市又闹了一次地震误传,说什么17日左右锦州将有7级以上地震。一时搞得城乡都搭起防震蓬,不少人夜不进户,为了平息这次误传,地震台深入调查,又同市办到凌海沈家台水井了解水氡、水温变化情况。磁波情况,向市地震办、省地震局、厂部提出:。使全厂职工家属得以安心工作与生活,没有较大动荡图7贝子府ML510级地震异常波形Fig17AnomalousshapeofML510earthquakeinBeizifu4171996年7月17日内蒙贝子府M

16、L510级地震该震震中距我台110km。异常特征是:降低放大倍数的超低频EW和垂直向在震前几天一直有明显异常,因乎略了放大倍数一事,所以异常没引起我们注意。我台于7月5日新安装的八方位电磁信息监测仪,从买的那一天起,就发现其异常方向在ES和WN两上相位,一直持续十多天,15日八路值又呈现近震圆形状态,16日三路值又反映出16日本地地下地应力变化很大,说明要有近震,并显出临震迹象。于是17日下午向市办赵科长反映:“虽然今天早晨6时36分河北迂西发生了一个ML4级地震,但近日还要有震、有近震,有几迂西还大的近震。发震方向在锦州的ES或WN。结果当日晚18时35分内东北地震研究13卷38蒙敖汉的贝子

17、府发生ML5级地震(图7)。5结束语应用电磁波技术做地震的短临预报与其他手段比,;不足是有时出现电磁波异常却不一定对应到地震。,应概率是较高的,一般可多达80%以上。由于我们水平有限、,还都未能,、还属于看图说话的定性阶段,运用好现代武器数据采集仪与微机。进,以便我们由定性分析向定量分析发展,将,为近震和地方震的短临预报提供可靠信息。RESEARCHONELECTROMAGNETICWAVEANOMALYANDCORRELATIVEEARTHQUAKEGuoBaochangZhouHuanyuYangYujuan(SeismicstationofJinzhouPowerplant,121006,Jmzhou)ZhaoLianshengTianBaorui(Jinzhouseismicottice,Jinzhou,12100)ABSTRACTHavinganalyzedthemechanismofseismalelectromagneticwaveandhavingcombinedobservationsinrecentyears,thecorrespondingrelationbetweenshortandimpend2inganomalyofpre-earthq