第四章 地震预报

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内容出处: 《福建省志·地震志(1996-2005)》 图书
唯一号: 130020020230002233
颗粒名称: 第四章 地震预报
分类号: P315.7
页数: 22
页码: 164-185
摘要: 本文记述了1996-2005年,福建省地震局重视地震预报工作,建成现代化会商室和完善的计算机网络设备,建成地震数据库,研究前兆观测资料的分析预报处理方法并编写相应软件,实现地震分析预报工作的数字化和网络化,预测预报和震后趋势判断水平不断提高。
关键词: 福建省 地震预报

内容

1996—2005年,省地震局把地震预报工作作为一项重要任务来抓,建成现代化会商室,配备较完善的计算机网络设备;建成包括地震目录、各类前兆数据、震例总结等较完整的地震数据库;研究各类前兆观测资料的分析预报处理方法并编写了相应软件;完成地震会商系统的集成,初步实现地震分析预报工作的数字化和网络化,预测预报、震后趋势判断水平不断提高。
  第一节 震情分析
  一、数据库建设与分析
  1996年起,省地震局依据重点项目建设规划,针对尚未形成统一的网络数据库管理模式的实际情况,完成部分前兆观测资料的补录。之后专门设立“地震分析预报数据库系统”子专题,重点解决前兆观测资料录入网络数据库的问题;同时将地震目录也转入网络数据库中,以方便管理使用。网络数据库建设基本完成地倾斜、地应力、跨断层短水准、地磁、电磁波、水化学、水位等定点前兆观测资料以及流动跨断层短水准、流动重力、流动地磁等观测资料的收集、整理和入库等工作,完成福建省及其邻近地区地震目录、全国地震目录和全国强震历史地震目录的入库工作。尤其是“十五”期间新增大量的数字化前兆观测仪器,但数据格式不统一。为方便、快速地分析处理前兆观测资料,专门开发了前兆观测资料分析处理和数据库管理软件系统SODE、测震分析处理和数据库管理软件SuperSeis、网络式会商管理软件系统EPCS。软件系统的建成应用,方便了日常分析预报工作。
  经过系统建设,各地震台站观测的前兆资料已基本上实现数字化记录,时间采样率一般为分钟值。数据的传输一般由省地震局监测中心通过电话拨号或网络传输的形式从台站的观测仪器上获取,再经值班人员分门别类添加到专门的数据库中,供分析预报人员分析处理使用。地震目录则由监测中心编目人员定期传送到内部网络FTP服务器上,由省地震局预报中心测震分析人员自行转入地震目录数据库中管理和使用。
  预报分析人员可从各类数据库中提取各自学科所需的观测资料进行多种方法的分析处理工作。前兆学科可根据关注角度的需要而对观测资料进行分钟值、时均值、日均值、月均值等的时间进程变化分析,处理方法有原始值、差值、固体潮、相关法、相对变化、绝对变化等。测震学科可根据需要进行空区、条带、集中度等空间异常的扫描分析处理,也可对地震强度、频度、b值、缺震、小震调制比、集中度、分维、熵等参数进行时间进程方法的扫描分析处理,提高分析预报工作的效率。
  二、前兆异常识别
  利用前兆观测资料做震情分析,主要是从大量的日常监测资料中提取和识别与地震孕育、发展有关的前兆异常信息,并据此对未来的地震趋势做出判断。对前兆的异常识别,一般先进行监测资料处理,然后再根据以往的震例及各种前兆机理进行震情分析判断。
  (一)监测资料处理
  1.大地形变测量资料
  地壳形变测量资料包括跨断层短水准、地倾斜、钻孔线应变、体应变等观测资料。
  (1)跨断层短水准
  1995年开始采用国家地震局推广使用的“DDPS”软件系统,用低通滤波方法对长趋势异常进行识别,对异常信息进行速率、频次合成,以提高异常信息的置信度;2000年后则利用小波分析提取异常。主要应用实用化攻关成果软件对观测值进行拟合计算以排除雨量、温度、地下水等干扰因素,绘制相应的拟合曲线、残差曲线和断层运动模式图。对个别场地也采用直接图示法或高程变化分析法。对定点跨断层水准资料处理主要采用多元线性回归法、动态灰箱法、褶积滤波法(①动态灰箱法、褶积滤波法等:水准测量资料处理的一种方法。)、带控制项的自回归模型(CAR模型)法、卡尔曼滤波等。
  (2)地倾斜
  1996—2005年期间,模拟地倾斜观测逐渐被数字化地倾斜观测(数字化水管倾斜仪、数字化垂直摆倾斜仪)所代替,资料预报分析处理方法仍沿用传统的方法。
  地倾斜观测受多种因素干扰,观测环境改变、仪器因素及人为干扰均会影响观测结果,资料处理较为复杂,主要是应用实用化攻关软件完成。
  (3)线应变
  1996—2005年,全省地震前兆线应变观测手段仅有伸缩仪一种,只在两个地震台站先后安装。观测资料处理主要提取形变速率、方向上的变化,这些变化可以从形变观测数据直接取得。资料处理主要是采用形态分析判别法,同时亦采用拟合、滤波、潮汐变化分析等处理方法方法排除干扰,提取异常。
  (4)钻孔体应变
  1996—2005年,全省有5个地震台先后安装了钻孔体应变仪器,钻孔体应变主要影响因素是环境及仪器。观测资料处理主要提取形变速率及幅度上的变化,这些变化可以从形变观测数据直接获取。资料处理主要是采用形态分析判别法,同时亦采用拟合、滤波、潮汐变化、固体潮改正分析等处理方法排除干扰,提取异常。
  2.地下流体资料
  2000年以前,地震地下流体监测资料都是模拟观测,主要包括地震地下水动态监测资料和地震水文地球化学监测资料。2000年后,省地震局先后改造并新建了26个数字化地下流体观测井,新增数字化地下水温观测资料及—批数字化水位、气氡观测资料。其中水位、水温均是分钟采样,即每分钟测一个数据;气氡则每小时测一个数据,因此获取的信息量大大增加。
  (1)地下流体物理量
  1996—2005年,全省地下流体物理量主要观测的是水动态及水温。数字化观测和模拟观测资料一致性较好,但数字化观测资料数据量大,且影响因素更多,如停电、雷击、仪器故障、死机等均会影响测值;资料处理工作内容也更多,主要有三种:①每天及时接收数据并进行分析前资料预处理:根据资料要连续和稳定的要求,停电、雷击、仪器故障、死机、仪器维修、仪器标定等引起的测值突变或产生的无效数据做缺数处理;对少数缺数的断点,采用插值法补上;对突跳和阶跃现象做原因分析,确认为观测的偶然事件可将突跳值做缺数处理,若系阶跃,则由SODE软件自动调整基线,将阶跃前后的观测值归算到同一水平;同时将所有这些情况记录到工作日志中。②将原始数据(包括未经格式转换的org文件和经格式转换的qzh文件)、已处理数据、工作日志均入库保存并备份。③原始数据的日常处理、干扰因素排除与异常判定处理由数据处理软件SODE和EIS2000完成。
  (2)地下流体化学量
  长期以来,地下流体化学量主要观测项目有水氡、水电导率、PH值、水质阴离子组分、水质阳离子组分、水溶性二氧化硅等。1998年11月,气相色谱仪器发生故障无法修复,1999年初,水质阳离子组分分析资料停测。2000年以来开展数字化气氡观测。
  水化资料处理工作主要有三项:①资料的预处理,根据连续、稳定的质量要求,首先对资料进行可靠性检查,对断记或因测试条件(包括仪器K值标定、溶液标定、电极标定等)、观测环境条件变更引起数据突变的要给予补缺、校正等预处理,并将数据及时录入数据库并备份。②利用科技攻关软件EIS2000进行日常数据计算及图件绘制,计算主测项和辅助测项的日均值、五日均值、旬均值、月均值,绘制相应曲线。③在此基础上采用回归分析(多元线性回归分析:如水氡、气氡主要对气温、降雨等做相关分析;电导率主要对降雨、流量等做相关分析)、相关矩平分析、差分分析等方法进行分析处理,排除干扰以便提取对地震预报有用的信息。
  3.重力、地磁资料
  (1)重力
  1996—2005年期间,省地震局在厦门台和漳州台安装重力仪,资料处理采用经典、自由网、拟稳等平差方法对观测的重力段差进行平差,绘制相应的重力段差时序变化图、剖面图、重力点值变化趋势图、高差随时间变化图、重力变化等值线图、重力变化梯度场图像、重力变化梯度场的散度分布图像等。
  (2)地磁
  流动地磁测点39个,定点地磁台站5个。地磁资料包括1977年投入正式使用以来的流动地磁观测资料和80年代之后建成的固定地磁台网观测资料,对比台仍选为邵武地震台,通化台仍选设厦门天马形变台和龙岩地震台两处。
  地磁资料的分析处理主要是:对流动地磁资料点值通化处理,并按不同区域绘出地磁场三维变化图,判断地磁场上升区及下降区的位置;地磁变化梯度场分析:根据流动地磁资料绘制地磁变化梯度图、地磁变化等值线图和地磁变化梯度场的散度分布图分析地震前区域地磁变化梯度场在空间分布上表现出的某些特征;绘制各定点地磁差值变化曲线以判断地磁场趋势变化,结合差分法、相关分析、差值等方法识别异常。
  (3)电磁波
  1989年开始陆续建成的10个电磁波台观测资料,受仪器故障和环境影响,至2005年只有6个台的电磁波能正常工作。电磁波资料的分析处理主要是:①收集电磁波场强、变化持续时间资料,记录在报表上,并输入电脑保存并备份;②绘制场强逐日变化图、变化持续时间逐日变化图件及电磁波的方位变化等参数图件,在排除干扰基础上提取异常,结合以往震例对地震趋势做出一定程度的预测。
  (二)前兆学科异常提取
  1.大地形变
  异常识别主要依据点位的自然条件和观测精度,对单线的水准测量资料采用直接的处理方法,画出垂直形变速率图、等值线图和应变分布图、水平位移矢量图等图件。当局部地区的构造单元运动速率明显改变,出现垂直形变高梯度带或高应变积累区,其运动速率或应变积累速率超出允许值,就划为形变异常区。
  跨断层短水准主要是用傅立叶级数对观测高差进行拟合,用残差(①残差:测定值与按回归方程预测的值之差。)的两倍均方差作为异常判别的指标。该方法已获得一些震例的支持。主要有天马东点1992年11月26日龙岩4.7级地震前出现低值异常,开始回升时发震;惠安梅岭2—3测段在1994年9月16日台湾海峡7.3级地震前超限0.61mm;1995年2月25日晋江5.3级地震及1997年5月31日永安5.2级地震前明显处于高值,恢复过程中发震;2002年8月福清三山场地1—2测段之间快速下降超限1.51mm,随后发生了2003年12月10日台湾宜兰7.0级地震。
  定点跨断层短水准资料,主要通过低通滤波方法对长趋势异常进行识别,短临异常采用动态灰箱法、广义回归法、褶积滤波法、CAR模型法进行识别。2000年以来也用小波分析跨断层短水准资料。1999年惠安ML4.8级地震、2004年厦门海外ML4.5级地震、2005年海峡ML5.0级地震均是在天马东点小波分析曲线趋势下降到阶段低点并开始转折回升的过程中发震。
  地倾斜一般采用形态法判别异常。震例有莆田台地倾斜SN向,1997到1999年年变规律被打破,NS向持续北倾,随后发生了1999年台湾南投地震;2003年3月后又出现NS向持续北倾,随后在2003年12月10日台湾宜兰发生7.0级地震。
  体应变主要是采用形态分析判别法提取异常。
  2.地下流体
  (1)地下流体物理量
  1999年代以前,主要用滑动平均法、褶积滤波、维纳滤波、回归分析等方法提取地震地下水位前兆。2000年,科技攻关开发EIS2000软件,其分析处理资料功能增强,使水位观测资料能够应用潮汐变化分析、水位变差分析及气压、潮汐改正方法提取异常。
  形态分析法应用最为普遍,主要提取上升、下降、阶变、脉冲—振荡和固体潮(②固体潮:在日、月引潮力的作用下,固体地球产生的周期性形变的现象。)畸变等五种异常形态:
  上升型一般是对应较大的地震,由于福建发生的地震规模不大,故这种异常较少出现。2000年以来全省水位阶变型变化主要是同震阶变,永春井、南靖井、尤溪井、安溪井、南安2号井等对世界巨震、台湾强震或省内中强地震时会出现不同幅度的阶升或阶降。
  脉冲—振荡是福建水位出现最为频繁的一种现象,对世界巨震、台湾强震或省内中强地震许多水位井均有此类反应。
  地下水温的异常提取主要是用形态分析法,提取水温速率及幅度上的变化,同时也利用水温变化趋势的改变提取异常。2000年数字化水温观测点建立以来,福建地区未发生中强地震,还没有此类震例。水温对世界大震亦有同震效应,南靖井、仙游井、宁德井在2004年12月26日印尼9.0级巨震时都出现同震阶跃的效应。
  (2)地下流体化学量
  1996—2005年,除了前期常用的“看图识字”法、线性趋势分析法、回归分析法、相关矩平分析法、原始数据曲线标准差分析法、差分法、自适应阈值法等分析方法分析外,还结合水井(或泉)的构造条件及水文地球化学环境从机理上进一步分析发生异常的可能性,并用同一地质单元或构造单元上水井(或泉)同步出现异常来加大异常判识的可靠性。在异常判别标准差控制线方面更为灵活,不再固定以2倍或3倍等整数倍标准差作为控制线,只要重复性好,震例多任何非整数倍均可作为异常控制线。具有良好年动态的水井(或泉)常用去趋势法提取异常,华安汰内井和泉州四至井的氟离子就是采用非整数倍作为异常控制线,1990年以来台湾发生的6次7级以上地震中,有5次地震前均能提取到异常。
  映震效能较好的测项,依然沿用传统的“看图识字”法,以对比曲线变化形态的“鼓包”、“突升、突降”变化作为异常判别标准。甚至单点突跳或多点突跳也可以用来作为识别异常的方法。
  此外,测值不稳、持续在高值震荡亦是我们提取异常的指标。1994年9月16日台湾海峡7.3级地震、1995年2月25日晋江海外5.3级地震、1997年5月31日永安西南5.2级地震前,华安汰内井的水电导率均出现大幅振荡。
  3.重力、地磁、电磁波
  (1)重力
  采用经典、自由网、拟稳等平差方法对重力段差进行平差处理后绘制相应的点位重力变化趋势图,高差随时间变化图、重力段差时序变化图等。以平差精度的三倍中误差作为异常判别指标,结合区域的地形、地下水、季节变化、海潮等情况进行异常的综合分析。随着计算机新技术的发展,目前可以画出重力变化等值线图、重力变化梯度场图像、重力变化梯度场的散度分布图像等更为直观的变化图以帮助我们识别地震前各测值的空间变化情况,帮助我们迅速捕捉地震前区域重力变化梯度场在空间分布上表现出的某些异常特征。
  (2)地磁
  流动地磁采用常规通化方法、对比差值法、滑动平均改正法对资料进行处理后,用差值滑动平均改正法的二倍残差均方差作为异常的识别指标。同时亦采用形态分析法绘制各测点地磁差值变化曲线以判断地磁场趋势变化。随着计算机新技术的发展,可以画出更为直观的变化图以帮助识别地震前各测值的空间变化情况,如通化处理后点值资料按不同区域绘出地磁场三维变化图,可判断地磁场上升区及下降区的位置;绘制地磁变化梯度图、地磁变化等值线图、地磁变化梯度场的散度分布图可分析地震前区域地磁变化梯度场在空间分布上表现出的某些特征。
  70年代,定点地磁异常识别采用“红绿灯”法、磁暴二倍法、差值法。80年代后,经过清理攻关和实用化攻关,差值法在本省得到普遍运用。主要考虑两台站之间的观测值的差值为—常数,一般以±3NT(①NT:磁化强度单位)为异常识别标准,在无干扰和仪器故障情况下,趋势变化超过±3NT以上可做中强地震预报依据。另外还有二阶差分求加速度法,即对单个台站磁偏角月值进行二阶差分求加速度计算,以加速度值出现正弦波形态作为识别异常标准。
  (3)电磁波
  主要是根据以往震例,用原始曲线法分析震前电磁波场强、变化持续时间方面的变化规律,在排除干扰的基础上提取异常,结合以往震例对地震趋势做出一定程度的预测。震例:1999年9月21日台湾南投发生7.6级地震前,莆田台接收到累计时间为34天的异常,最大场强8000μV/m(②μV/m:磁场场强单位。),平静1天后发震;福州台记录到累计时间为23天的异常,最大场强8112μV/m,平静15天后发震。2002年3月31日台湾花莲海外发生7.5级地震前,莆田台记录到累计时间为17天的异常,最大场强8200μV/m,平静25天后发震;福州台记录到累计时间为16天的异常,最大场强3830μV/m,平静3天后发震。
  第二节 会商与预报
  一、震情会商
  按照中国地震局有关震情会商的规章制度,省地震局预报中心严格执行周月会商、临时或紧急会商、年度会商、年中会商等会商制度,会商意见及时上报中国地震台网中心。坚持每周三上午召开由各学科分析预报人员参加的震情会商会,每月最后一周的周三上午召开月会商会。主要任务是跟踪分析上周、上月的趋势和异常变化,并根据各学科前兆观测资料最新出现的异常变化对上周、上月震情发展提出修正意见,提出下一周的震情趋势分析意见。发现前兆观测资料的明显异常突变时一般应召开临时会商会,在检查落实或实地调查落实的基础上对异常变化进行分析判定。在全省发生显著地震或发生对全省有明显影响的地震后,省地震局预报中心均及时召开紧急会商会,快速提出震后地震趋势判定意见,为上级地震部门和地方政府的应对决策提供震情分析依据。
  年度会商会一般在每年的11月份召开,主要任务:一是跟踪分析上年度地震趋势会商报告中所提结论和异常变化,二是根据最近一年来新出现的前兆观测资料的异常变化对上年度的会商结论进行修正,以研究报告的形式提供下一年度地震趋势分析会商意见。
  年中会商会一般在每年的6月份召开,主要任务是对年度会商报告中所提预测结论和异常依据跟踪分析,根据近半年来的最新观测资料发展变化对年度会商结论或依据进行必要的补充或修正。
  1996年起,各种会商意见通过中国地震分析预报(专用保密网)及时上报。周月会商和临时、紧急会商意见当天及时通过网络上报,取消以往电话或书面寄报的形式。年度、年中会商报告主要结论在规定的时限内通过网络上报。
  除了省地震局严格执行地震趋势会商制度外,同时要求各地市地震局和专业台站每周也召开地震趋势会商会,重点要求对各种前兆观测资料异常变化进行检查核实,明确异常变化是否属实,总结本辖区地震活动和前兆观测资料的变化特点和规律。每年度和年中全省各地方地震部门和专业台站以地市为单位召开专门会商会,以研究报告的形式提供年度或年中地震趋势会商意见。
  临时出现新的震情,省地震局要组织临时紧急会商。当进入震情应急状态时,应每天、甚至在更短的时间内组织临时紧急会商。
  二、长期预报
  1996—1997年,省地震局长期预报执行的是第三代地震烈度区域图。1998年,完成编制福建省区域新构造图和潜在震源区划分图,为全国第四代地震烈度区域图的编制提供了基础资料。
  2004年至2005年,省地震局根据中国地震局的统一安排,专题研究并提出了2006—2020年福建省地震重点监视防御区,认为闽东南和闽粤赣交界及其海域2006—2020年有可能发生6级以上地震。
  三、中、短期及临震预报
  每年11月召开的年度地震趋势研究会商会,重点研究下一年度或稍长一点时间福建省是否可能发生5级以上地震、发震的可能区域,以及未来两三年华南地区地震大形势。在全球、全国、华南地区地震活动背景的基础上,对福建省的地震活动趋势进行了专门的研究。研究工作主要依据华南地块地震活动规律、东南沿海地震带地震活动规律、福建及其邻近地区地震活动规律、闽台地区地震活动相关性等内容开展。重点分析长乐—诏安断裂带、政和—海丰断裂带、河源—邵武断裂带等三条主干断裂带以及部分次一级北西向断裂带附近地震活动特点,地震活动性的空区、条带、集中等空间异常分布特征,地震活动性的增强、平静、b值、缺震、小震调制比、地震间隔等时序;根据地壳形变学科分析跨断层短水准、倾斜仪、伸缩仪、应变仪、重力等异常变化;根据地下流体学科分析水位、水氡、水温、水化学离子成分等的异常变化;根据磁电学科分析地磁各分量、电磁波等的异常变化,以及每年观测1—2期的流动跨断层短水准、流动地磁和流动重力等观测资料,应用专门的地震分析预报软件进行异常信息提取分析,并经综合评判后提出下一年度地震趋势会商意见。
  短期预报一般指三个月内的地震预报,临震预报一般指10天内的地震预报。在年度地震趋势会商意见的基础上,周、月会商会有针对性地开展震情跟踪分析工作,提出短期或临震预报意见。周、月会商主要是根据各学科前兆观测资料的最新异常变化,跟踪所预测地震在短期或临震预测时间内发生的可能性。省地震局对闽台地区部分显著地震做出过一定程度的预测。
  地震预报方法仍主要使用地震预报传统方法。“十五”期间,地震预报选用部分新方法,地震资料处理方式主要采用SuperSeis地震活动性分析预报软件、SODE地震前兆观测资料分析预报软件等,部分模拟观测的前兆观测资料仍采用Mapsis分析预报软件。会商方式采用现代化会商计算机软件系统,以数据库内部联网的方式存储、调用分析结果,以超大屏幕显示方式为参加会商人员展示分析处理结果。
  自1993年至1997年连续5年的闽台地震趋势年度会商研究报告获得全国地震同类型单位前三名的好成绩,其中1993年、1994年的闽台地震趋势年度会商研究报告为第三名,其他年份的闽台地震趋势年度会商研究报告为第二名。获得1994年的综合预报日常工作第一名。尤其是对1997年5月31日永安西南5.2级地震有所觉察,并向地方政府打了招呼,使之提前有所准备。1998年报经中国地震局评审,确定为中国地震局科技进步三等奖。
  附1: 1997年5月31日永安西南5.2级地震的震情会商与措施
  1997年2月19日开始至4月11日,永安市小陶附近发生23次ML1.0级以上地震的震群活动,其中ML3.0级以上地震4次,最大地震ML3.5级。该震群序列参数显示,h值为0.3,u值为0.97,k值为0.87,ρ值(①h、u、k、p:地震活动分析参数。)为0.33,b值为0.78,ΔM(②ΔM:地震震级级差)0.2级,是明显的前震序列。省地震局于4月3日召开了紧急震情会商会,对本次震群活动进行了认真分析研究,对比以往震例并根据测震学指标,判定该震群属前兆震群活动,提出注意后面可能发生更大地震的可能性。并决定在龙岩新罗区万安镇(距震中22千米)架设临时测震流动观测台,以加强该地区的震情监视。同时要求永安、龙岩、华安、长汀等地震台密切加强监测,记录到小震及时上报,对周边的所有地震前兆手段观测站点也作了布置,要求出现异常迅速跟踪分析。根据多次震情会商意见和震情发展,省地震局于4月24日、5月5日先后派出陈金海副局长和科技监测处负责人前往三明市和永安市及小陶镇,检查地震台站震情应急工作,就当前如何加强防震减灾工作与当地领导进行了认真磋商,同时向省政府打招呼、通报震情。
  5月31日14时51分,永安西南发生5.2级地震,全省多数地区有感。分析预报中心15分钟内发出速报。省地震局立即召开震情紧急会商会,宣布地震局进入紧急状态,立即派出地震现场工作队。紧急会商会结合年度会商会意见和前段会商会意见,综合比较判断,提出了“短时间内原地重复发生5级以上地震的可能性不大,但要注意可能发生4级左右有感余震”的第一次趋势判断意见。省地震局按照震情应急预案,开展有条不紊的地震监测、应急科普宣传、地震现场科学考察、震害损失评估等工作。地震现场工作队积极配合三明市、永安市等地方政府做好震后应急工作。
  省地震局每天召开临时会商会,认真分析研究震情发展及变化,不断地提出震情判断意见。6月7日的临时会商会,分析预报中心计算主震后一周的余震序列参数值明显区别于前兆震群指标,综合前兆手段和测震学方法再次判断,永安及其附近地区短期内再次发生5级以上地震的可能性不大,但考虑到该地区以往地震活动特征,还有可能发生4级左右余震,推算最大余震为ML4.6级左右。实际上于7月1日10时04分发生ML4.1级余震,判断基本正确。
  永安地震前虽未作出明确的短临预报,但由于事先通报情况,引起两级政府的重视,地震发生时当地政府反应迅速,措施得力,社会稳定,在一定程度上取得了减灾效果。
  附2: 1999年8月5日惠安ML4.8级地震的震情会商与措施
  1999年8月5日20时07分在惠安海域发生ML4.8级地震,福州至厦门沿海城镇普遍有感,惠安、泉州、莆田等地的震感比较强烈。由于该地震发生在特殊背景下,引起中国地震局分析预报中心和省地震局的高度重视。
  地震活动期间,全局进入Ⅱ级应急状态,先后进行8次地震紧急临时会商。第一次会商会就明确提出:“估计余震活动仍将持续—段时间,根据已掌握的资料分析认为,近期内在该地区发生造成陆地破坏地震的可能性不大。”这次地震之前,上午10时30分发生了莆田平海湾ML3.6级地震,这两个前后发生的地震位置相隔37千米,同属长乐—诏安大断裂上;晚上20时07分发生的地震震级比上午发生的地震震级大,这是非常引人注目的地震发展态势,国内不少大地震震例都有类似的此类现象,这也是引起中国地震局专家和省地震局高度重视的重要原因。因此科学地、实事求是地判断这两个地震的内在关系是非常关键的,涉及正确判断震后两种截然不同趋势的重要依据。
  各个地震单位、部门立即行动,泉州、莆田等市地震局赶到地震现场开展地震宏观调查,监测中心、预报中心及各地震台站加强震情监视、跟踪与会商分析等工作。
  在8月6日第二次地震紧急会商会上,重点分析这两个地震的内在关系:数字地震台网记录到的两个地震波形具有明显的不一致性,表明它们破裂方式是不同的;两个地震的震源机制明显差别,表明它们受到的局部应力场是有区别的;从宏观震感调查结果看,甫田平海湾3.6级地震的震感有明显得差别;尽管两个地震处在同一大断裂上,但具体的地质构造小单元是不同的;两个地震均有各自的余震活动,莆田平海湾ML3.6级只有3个余震,两天就衰减结束,且震中没有转移,两个地震相距37千米,不属于同一组系列地震。
  同时,紧急会商会还对惠安ML4.8级地震的震后趋势进行了会商。根据地震活动序列参数指标和地震前兆资料分析,对比1992年2月南日岛5.2级地震、1995年5月晋江海外5.3级地震特征,比较符合该地区地震的震型分布特征。另外,根据主震与次一级地震的震级差(ΔM=1.9)和主震释放的能量占序列能量99.9%,认为本次地震属主震型地震的可能性较大。但ML4.8级地震序列参数ρ值为0.279,余震S波到时与P波到时差相对稳定,P波方向基本一致等特征显示具有前震性质,因此应对该地震活动的发展趋势进行跟踪分析和前兆异常的研究。
  会商会还注意到1992年2月南日岛5.2级地震后沿海地震活动向南迁移的特点,且1999年年中会商提出的测震与前兆异常尚未恢复,要密切注意闽粤交界及其近海地区地震活动和前兆异常的发展动向。
  在之后的几次会商会上,继续跟踪分析两个地震的关系,不断地根据新的地震序列和地震前兆资料进行反复分析研究,认为需要继续对惠安ML4.8级地震活动的发展趋势跟踪分析外,加强对前兆资料的异常对比分析,更应密切注视全省震情活动的变化。
  第七次临时会商会上,根据7天的震情跟踪分析结果,与会专家对两次地震的序列特征、震区地质构造环境、历史地震情况等作了全面的分析研究,并就ML4.8级地震可能对全省地震活动造成的影响作了进一步分析,认为惠安ML4.8级地震和莆田平海湾3.6级地震不属于同一地震序列;惠安ML4.8级地震属于主震—余震型地震活动类型,余震活动仍将持续—段时间,震区仍存在发生3.5级余震的可能;近期福建及其近海地区的地震活动明显增强,惠安ML4.8级地震后,沿海地区小震活动呈异常分布状态,且年中会商提出的异常仍存在,认为闽粵交界及其近海地区仍存在发生5.0级左右地震的可能。
  根据以上3点会商意见,省地震局宣布持续7天的Ⅱ级应急状态予以解除,并要求继续对震情的发展趋势加强跟踪分析。
  每次临时会商意见都及时上报中国地震局。
  8月20日01时14分在广东省新丰江发生4.9级地震,10时35分在惠安海域发生ML3.5级余震,与震后趋势判断意见基本一致。并且又召开第八次临时会商会,认为3.5级地震实属正常的余震活动,估计震区余震活动仍将持续—段时间,可能仍发生3.0级左右余震;继续对闽粤交界及其近海地区的震情发展加强跟踪分析。
  第三节 会商系统
  一、“九五”期间建设的地震会商系统
  1995年7月开始筹划地震会商系统。该专题项目属于“震情监视与应急指挥系统”专题项目的子专题。1996年6月可行性研究报告通过了专家论证,1997年4月建设方案开始实施。“地震会商系统”建设的主要目标是:以省地震局计算机局域网为依托,充分利用现有实用化攻关成果,建成一个集地震数据库、地震资料分析处理、会商资料演示和基础资料信息查询为一体的操作平台。
  (一)系统软件部分
  该系统的软件部分包括会商演示、震后趋势判定、基础资料查询、数据预处理和各学科分析处理软件等模块。各模块既相互独立,又通过计算机局域网有机地联系在一起。
  会商演示、震后趋势判定和各学科分析处理软件等模块采用中国地震局推广使用的相关软件,包含测震、水化、地磁、地形变等各学科所使用的分析处理软件,由主控程序直接调用。
  数据预处理软件包括原始数据入库和数据库格式转换程序。
  震后趋势判断模块采用“大震现场分析软件”,地震发生后,通过网络获取地震序列目录,快速计算有关地震序列参数,与历史强震进行类比,为震后趋势快速判定提供参考依据。
  基础资料查询模块内含福建地区地震地质构造背景、历史地震分布、主要震例、地震活动周期划分、地震类型分布、地震烈度分布等基础性资料图件,为日常会商和地震应急处理提供较丰富的背景资料。
  (二)系统数据库部分
  建设数据库的设计目标是,对日常观测数据进行方便有效的管理、检索和分析处理,为日常地震分析预报和地震应急处理提供快速、准确的观测数据准备。
  数据库管理系统采用VisualFoxpro5.0计算机语言编制,建立各学科原始观测数据的自由表,形成关系数据库,并利用WINDOWSSQLSERVER软件进行管理,以达到前兆观测资料的查询、分析应用和共享的目的。前兆观测资料的分析处理采用中国地震局推广使用的地震前兆信息处理软件EIS2000。
  建设的数据库部分收集整理了地形变、地下水、地磁、地应力、电磁波和流动跨断层短水准、流动地磁、流动重力等前兆手段的观测资料。
  二、“十五”期间建设的地震会商系统
  2000年上半年开始筹划“福建中强以上地震中短期预报指标及其系统建设”专题项目,并经过多次调研和专家咨询,5月提交可行性研究报告。该项目建设的主要目的是建设现代化会商室,建立集地震数据库、观测资料分析处理、震后趋势快速判定、基础资料查询、会商演示为一体的地震分析预报网络系统,为震情跟踪分析、地震应急处置和日常科学分析研究提供软硬件支撑。2000年11月可行性方案获批复,2001年6月实施方案经专家组论证通过,并开始正式实施,建设过程历时三年多。
  “福建中强以上地震中短期预报指标及其系统建设”专题共分成四个子专题,分别为地震分析预报数据库系统、现代化会商室建设、地震预测预报应用基础研究和分析预报计算机网络系统建设。四个子专题的内容最终以“福建省地震会商系统”集成在统一的软硬件系统平台上,供分析预报人员管理和使用。
  “福建省地震会商系统”的主要技术思路是综合利用现代化信息技术,采用计算机网络技术、数据库管理软件、地震分析研究软件和多媒体技术,将“八五”、“九五”攻关成果和最新地震科学研究成果,以及日常分析研究所需的基础数据和最新观测资料,集合到会商系统中,初步实现地震分析预报工作数字化和网络化。
  “福建省地震会商系统”的总体构成及其功能:
  (一)计算机网络
  以福建省防灾减灾大楼计算机网络为依托,采用双机集群和SQLServer2000并行服务器技术,构建数据库服务器;结合福建省地震分析预报会商集成系统,通过网络服务器和客户微机组成的虚拟网络实现数据库服务、分析预报软件、系统集成和管理等应用;以安装网络版瑞星杀毒软件、双机热备份和由网络室每周定期磁带备份数据库等技术手段提高数据库和系统的安全性和可靠性,建成为震前预报、震后趋势快速判断、日常震情监视提供技术支撑平台的分析预报计算机网络系统。
  (二)会商室配置
  会商室建设主要包括音频扩声系统、多媒体投影系统、数字会议及自动跟踪摄像系统、集中控制系统、电源系统、避雷系统、弱电系统、室内装修等。其中避雷系统、弱电系统、室内装修以及电源系统中地极网络系统与防震减灾中心大楼基建统一施工。
  1.音频扩声系统
  功放系统:CROWNXLS系列
  扬声器:EVID6.2、EVID4.2
  调音台:SOUNDCRAFTE6
  数字音频处理器:DBXDriveRackPA
  无线话筒ETVSPG58
  2.多媒体投影系统
  会商室选用双屏100"背投影系统。
  投影机:松下PT—P1X200
  屏幕:100"DNP硬质背投影屏
  双屏显示控制系统:COLORGRAPHICEvolution2V—T双屏卡
  矩阵控制系统:EXTRON16进16出音视频矩阵、EXTRON12进8出RGB矩阵
  3.数字会议及自动跟踪摄像系统
  配备飞利浦数字会议网络(DCN)无机务人员的自动控制系统,使用英国DMM室内自动球型摄像系统构成自动跟踪摄像系统。专题配置了一台硬盘录像机,可同时对4路视频信号进行实时录像,方便后期制作时调用。
  4.中央控制系统
  选用美国CRESTRONAV2中央控制系统,会商室设置了一台5.7英寸无线彩色触摸屏,通过预编程,对控制设备的控制输出进行事先编排。
  5.UPS不间断电源
  为会商室及指挥中心机房提供电源保护,保证地震应急指挥和应急会商的需要。具体配置为:COMETDX10KVA主机1台,梅兰日兰(MAL)12V/100AH电池20节,C—20电池柜1个。
  (三)地震数据库
  地震数据库通过管理软件实现对地震观测资料的统一管理和共享,为地震预报、地震应急、地震科研提供了完整、可靠的基础资料。
  1.地震目录数据库
  地震目录数据库包括福建区域地震台网地震目录、全国地震目录、全国强震目录、全球强震目录和主要地震序列等。数据库基于SQL—Server2000数据库平台,为测震分析软件(SuperSeis)提供数据服务和网络共享。
  2.定点前兆数据库
  定点前兆数据库内容包括福建全部定点台站模拟、数字观测(地形变、地磁、电磁波、地应力、地下流体及天马跨断层短水准)的各测项及其辅助测项。数据库基于SQL-Server2000数据库平台,通过计算机网络为前兆分析软件(SODE)提供数据服务和资料共享,并由SODE数据库管理模块对数据库进行管理。
  3.流动观测成果数据库
  流动观测成果数据库包括1990年以来福建及其邻区实测的各期流动地磁、流动重力和流动跨断层短水准成果资料。
  (四)分析预报软件系统
  1.系统集成
  福建地震分析预报软件系统由10个子系统组成,使用MicrosoftVisualC++6.0开发系统集成平台,实现在同一平台和同一用户界面上对各子系统的调用。
  2.地震前兆分析及数据库管理软件(SODE)
  SODE是融前兆数据库管理及日常分析预报研究于一体,并针对按时间顺序、可变化采样率的数据处理而设计的高效能软件系统,可在网络环境中运行。SODE对地震前兆数据处理方法,是在继承中国地震局“八五”、“九五”期间所研制的前兆实用化攻关方法的基础上,研制的地震系统常用数据处理方法。
  3.地震分析处理子系统(SuperSeis)
  该软件系统包括以下主要功能:
  目录管理:大容量地震目录数据库及管理功能的实现。
  GIS功能:提供与Mapinfo数据结构相兼容的GIS应用软件。
  台网管理:提供地震台网基本信息管理功能及台网控制能力的运算模块,并可将台网控制能力作为相关数据处理方法的约束条件。
  目录完整性分析:提供快速的目录完整性分析方法及图像处理功能,并可将其作为相关处理的约束条件。
  地震成丛性删除:提供地震成丛性删除的Resenberg方法。
  地震数据处理与研究方法:地震频度、地震能量、蠕变释放、b值、缺震分析、GL值、η值、C值、D值、Mf值、A值、Dq值、小震调制比、Ac值、Ab值、YH值、地震平静算法SEISMOLAP等。
  地震序列分析:包括H值、震级—频度关系、地震衰减、K值、U值、p值、等待时间法、常规的序列参数统计等。
  4.震例查询子系统
  提供了1966—1999年《中国震例》的主要内容,通过网页查询方式查阅相关震例的内容。
  5.地震会商系统(EPCS)
  主要是为地震预报和应急会商服务,功能分为三大模块:系统信息管理(包括网络应用管理)、用户管理和异常信息处理。
  用户管理包括用户的添加、删除、口令修改。
  系统管理:系统根目录下设四个子目录:会商材料、异常信息、会商报告和其他资料。
  异常信息管理:异常信息目录下存放由用户从会商材料中提取的异常信息,异常信息以观测类型(如重力、地磁、地电、辅助测项等)分类。异常时间类型分为趋势异常、中期异常、短期异常和临震异常。异常空间分类分为点异常(单台异常)、空间异常(多台异常)和其他异常。
  会商报告管理:会商报告目录下以会商类型分为周会商、月会商、半年会商、年度会商和应急会商等目录。
  基础资料管理:其他资料目录下存放各种基础资料,包括基础地理底图、趋预报水平。研究的内容有以下几个方面:
  (1)收集菲律宾海板块与欧亚板块相互作用的相关资料。
  (2)收集台湾东部、西部、台湾海峡及闽粤沿海地区震源机制、应力场的演化图像等相关资料。
  (3)收集闽台地区GPS观测资料,分析地壳形变场的分布及区域差异性特征。
  (4)通过震源机制和区域应力场的分析,应用所收集的资料,研究和论证闽粤沿海地区构造活动的相关特征。
  (5)研究台湾强震活动对闽粤沿海地区中强以上地震活动的影响并提取有关时空强特征或指标。
  2.隶属华南沿海地震带的福建省地震背景研究
  主要开展以下方面研究并取得成果:
  (1)地震区、带划分概述,东南沿海地震带界定。
  (2)整理华南地震区历史地震,分析东南沿海地震带历史地震的可靠性、完整性,并编目。
  (3)讨论东南沿海地震带内地震活动时空分布特征。
  (4)从时间分布特征上,通过周期、蠕变、能量、M—T等分析寻找出东南沿海地震带的地震活动周期、准周期、地震幕等。
  (5)在地震带内,以—至两个完整周期时间段内的历史地震进行各种数理统计,如:分时段进行频度—震级统计,以拟合求得合理的b值和v值,进而预测未来地震趋势。采用极值、马尔科夫、模糊数学等方法综合估计东南沿海地震带未来百年地震趋势。
  (6)在地震带内通过地震迁移、空区、网络结点及地震地质构造分析,确定福建及邻近地区的地震危险区。
  (7)通过地震地质构造和地震活动特征研究,归纳本地区的强震发震条件,确定福建及邻区的潜在震源区。
  (8)提取地震特征量(包括地质、地震时空特征、危险区等),采用模糊识别方法综合评定各潜在震源区地震发生的相对概率。
  3.福建地区中强以上地震中短期预报指标研究成果
  主要研究福建及其邻近地区中强以上地震前区域地震活动的时、空、强演化特征;综合分析前兆各观测项目中短期异常变化特征和异常的空间演化规律.提取适合本地区的中短期预报指标,建立福建地区中强以上地震中短期预报指标体系,完成1970年以来东南沿海地震平静与活跃时段活动参数的定量时空差异性,福建及其附近沿海地区中强地震前地震平静及其短临异常跟踪,福建地区中强以上地震中短期前兆学科异常特征研究等研究任务,并取得以下研究成果:
  (1)闽台地震相关性分析结果,划定与台湾强震活动存在明显相关的构造部位和区域。
  (2)东南沿海地震带地震活动周期、活动幕划分,强震活动特征,福建及其邻区未来强震潜在震源区判定结果。
  (3)福建及其邻区中强以上地震中短期预报指标。
  (4)福建地区数字地震应用可行性初探。
  (5)《华南沿海地震带地震简目》。
  (6)《华南沿海地震带b值统计与v值估计》。
  (7)《华南沿海地震带地震等烈度线集》。
  (8)《福建省现代应力场》。
  (9)《华南沿海地震带地震烈度衰减关系》。

知识出处

福建省志·地震志(1996-2005)

《福建省志·地震志(1996-2005)》

出版者:鹭江出版社

本书介绍了福建省防震减灾事业的发展历程,重点记述了1998年至2005年期间的变化。此外,文章还提到了福建省地震局承编了该志书,并提供了资料来源和引用的出处。同时,文章还强调了所有地震术语均为标准地震术语,并按照相关规定进行测定和表示。

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