地震監測方法現狀研究

摘要：本文首先對地震進行了一個綜合的介紹，包括地震和地震監測的概念。再談具體的地震監測方法，震前、震后以及一些非專業的方法。在這些方法中著重談到目前國內國外使用的一些先進的模型和觀測技術。最后，提出可以建立四維模式以及相應的解決方法，更加全面的監測地震技術。討論未來地震監測技術的發展方向。

關鍵詞：地震監測方法；現狀

1 地震簡介

地震是構造運動的一種特殊形式，即大地的快速震動。當地球聚集的應力超

過巖層或巖體所能承受的限度時，地殼發生斷裂、錯動，急劇地釋放積聚的能量，并以彈性波的形式向四周傳播，引起地表的震動。

一般情況下，在發生地震的情況下，找尋地源要從發生地震的區域的下方進行巡找，找到震源之后，按照震源所處的方位，進行直線投影，就可以找到在地面上對應的震中，其中，這兩點之間的距離就叫做震源深度。（圖1）

所謂地震監測工作，指的就是在地震要開始之前，事先利用已經準備好的地震監測設備進行對于地震的一些特殊的情況進行分析工作。截至目前為止，主要由以下幾種不同的地震的檢測方法。一種是專業的地震監測方法，該方法是利用一些相對比較先進的地震監測設備進行對地震的檢測工作，也會使用到一些先進的檢測設備儀器。另一種則是群眾使用的檢測方式，主要是通過觀察生活周邊是否出現異常情況進行的檢查。

地震對人類的危害是眾所周知的。為了減少地震造成的危害，許多國家大力進行地震方面的研究，尋求對付它的方法。汶川地震、唐山地震都給我們帶來了極大的心理創傷和人員傷害。目前，國際上的監測手段總體分為兩類：測震（地震監測和強震監測）、前兆（形變、地磁、地電、流體、電磁波等）。

2 地震監測方法

2.1測震（地震監測和強震監測）

震后監測也叫測震，它包括地震監測和強震監測。地震監測和強震監測屬于地震發生后監測地震發生的時間、地點、震級、強度，有無余震等，是人們常說的“事后諸葛亮”類型的監測，主要是為了確定地震發生的幾要素，為接下來的政府抗震救災和應急救援提供決策依據。否則，如果不知道地震發生的基本信息，那么救災簡直就是無從談起的。因此這一監測手段也是目前各個國、各個地區發展最早、技術最為先進和完善的監測方法。其他的監測手段就統一稱為前兆手段，主要通過各種方法的監測數據來預測預報地震發生的地點、可能性、影響等。

2.1.1地震監測

板塊構造概念帶動了地球科學、地理學等學科的一次重大革命，板間構造理論和板塊運動理論能否成立或被人接受，均需得到全球板塊運動的最新直接測量結果的支持。地震震中分布集中的地帶稱為地震帶。地震帶往往與活動性很強的構造活動帶一致，全球大體可以劃分為以下幾個地震帶（圖2）。

測震觀測目的主要是要監測地震的活動性，確定震源的特性，包括震級大小、震源位置和初動方向等。隨著科技的發展，空間測量技術（例如：人造衛星測距——SLR、全球定位系統——GPS、衛星遙感——RS、地理信息系統----GIS、合

成孔徑雷達干涉測量——INSAR）越來越得到廣泛的運用。特別是GPS全球定位系統技術，近10年來，發展極為快速，觀測精度尤為高，為監測地殼運動提供了有效的觀測方法。現今全球有200個GPS基準站點，計劃在板塊邊界和全球已知構造活動活躍區約25個區域加密GPS監測網點，實現全球地殼運動的自動監測。各種地震儀的使用是基于地震觀測點上的基本設備，可以較為準確的測量出地震的各個數據。

2.1.2強震監測

強震監測的目的和應用都是與一般的測震觀測不同。強震觀測是要測量強的地震引起的強烈地面運動過程和工程結構的地震后反應，是強地面運動特性和工程結構抗震特性研究以及結構抗震設計提供基礎資料。因此，強震動觀測臺站的選址、所采用的儀器和觀測方法等也都與測震觀測是不同的。強震動臺站點主要設在可能發生強地震地區的自由場地上，尤其是人口密集的城市地區和重大工程附近的各類典型場地上，而且臺網要有較高的密度，才可以獲取大量強地震動近場記錄數據，用來編制地震動參數區劃圖、地圖、確定抗震設計方案和設計反應譜。同時，還要在各類典型建筑和重要結構物上布強震動觀測儀器，測量它們的抗震反應，以研究結構的地震反應特性，以期可以檢驗和改進結構的抗震設計方法。

迄今為止，全球強震儀已超過7500臺。1994年1月，美國南加州北嶺6.7級地震獲得加速度記錄230條。1995年1月日本阪神地震，165個觀測點獲得了276個主震加速度記錄。日本緊急地震檢測和警報系統UrEDAS、美國Tri-Net臺網、墨西哥地震警報系統SAS等觀測系統和預警系統都是現代強震系統監測的重要方法。這些系統在地鐵、火車、觀測點上都有不同程度的應用。很是受到關注，是地震監測技術的一個大飛躍、大進步。

2.2前兆（形變、地磁、地電、流體等）

2.2.1地殼變形觀測

地球在發生地震前，地震區的地殼形變會增大，可以是平時的幾倍到幾十倍不等。測量斷層兩側的相對垂直升降或者水平位移的參數，是地震預報重要的依據。現代GPS技術在地殼形變中有很大的利用價值。Remote Sensing技術能夠全面即使獲取大范圍的、綜合的動態的地表信息，當然地殼形變也在其中，然后Global Positioning System技術能夠獲得地表上任何點位的坐標信息，二者嘉禾起來，使得地震的監測更加的準確。

2.2.2地磁

又稱“地球磁場”或“地磁場”。指地球周圍空間分布的磁場。地球磁場近似于一個位于地球中心的磁偶極子的磁場。它的磁南極（S）大致指向地理北極附近，磁北極（N）大致指向地理南極附近。地球磁場的變化也可以用來觀測和預報地震。地球基本磁場可以直接反映地球各種深度乃至地核的物理過程，地磁場及其變化是地球深部物理過程信息的重要來源之一。震磁效益的研究有其理論依據和實驗基礎，更有震例的事實。根據衛星觀測得到的太陽風及行星際磁場資料（采用ACE衛星數據），可以采用多步法預測Dst值隨時間的變化。所謂的多步法預測是指：對每一組連續的觀測數據，在進行預測時，我們只是在預測開始的時刻利用觀測的Dst值預測下一小時的Dst，之后均用上一步預測的Dst值再預測下一步的Dst值。本方法可提前兩個小時對Dst指數進行預報。endprint

ACE衛星觀測時對地球進行地磁觀測的一種重要工具。通過對地磁的跟蹤觀測，可以看出哪些屬于異常點，哪些是正常范圍內，從而來預測地震的發生的可能性等。目前各大學者都相應的提出自己的計算模型來計算地磁與地震的關系，那么這對于地震監測方法的研究也是有極大的意義的。電磁波測量儀是比較基礎的一種測量方法，非常的傳統，很多觀測都開始采用衛星的模式，但是這種傳統的方式一眼在使用中，這對于地震原理的研究具有重大的指導意義。

2.2.3地電

在地球內部，由于存在著一些物質的不穩定狀態，這就很有可能導致地下的這些物質因為一些變化而產生相應的變化。這就很有可能導致地震問題的出現。具體的來說，在地球內部的電力隨著時間的退役發生變化，并隨著地下介質的結構發生變化而產生不同的結果。這都是很有可能會導致地震問題的產生的原因，與此同時，隨著地球內部物質的組成的改變，也很有可能會出現地震的一些類似特征，這都可以作為相關的數據進行參考。由于地震是地下巖漿旋轉上升引起的，那么在地震前地下的巖漿旋泉會把靠近中心的巖漿輸送到上地幔，也就是說把帶正電的巖漿輸送到了上地幔，由于正負電的相吸作用，負電會向巖漿渦流中心的上方流動，這就會引起地電異常。

2.3非專業方法

民間百姓根據自己的生活經驗，對一些生活變化有了非常可靠的了解。例如地下水動態在震前會出現異常現象，人們就會根據這種現象來判斷是否要發生的證。例如水井水位上漲，水中翻花冒泡、井水變色變味等，再如現象如水化學成分改變（如水中溶解氡氣量變化等），固體潮（天體引潮力引起的地下水位漲落現象——就像海水潮漲落一樣）的改變等。通過地下水動態的觀測，可以直接地了解含水層受周圍的影響情況和受力的情況，從而進行地震預報。地下水包括井水、泉水等。主要異常有發渾、冒泡、翻花、升溫、變色、變味、突升、突降、井孔變形、泉源突然枯竭或涌出等。中國古代人民是很聰明的，早前就已經總結了地震帶來的水體變化。例如震前井水變化的諺語： 井水是個寶，地震有前兆。無雨泉水渾，天干井水冒。 水位升降大，翻花冒氣泡。有的變顏色，有的變味道。除此之外，還可以根據動物生活習慣的變化，比如大規模的動物躁動遷徙。

3 結論

綜上所述，在僅需地震監測預防的過程之中，最重要的就是在地震開始之前，就對整個地震的防御工作進行積極地準備，從地震出現的各種情況進行探析，并利用一些先進的科學設備進行相應的探測工作。

地震的監測不僅僅只依靠技術或者模型來監測。國家也是必不可少的一部分。所以應該從國家層面成立由中央統一領導的跨部門、跨專業的重大自然災害成因與預測的指導協調實施機構來管理自然災害，開始的營救到后來的災后修復等。整體綜合所有地理要素，如地質、地震、氣象、水文、空間、海洋、環境等領域的技術力量，建立健全的組織協調機制，進而開展重大自然災害鏈的成因機制研究和理論工作的創新， 健全和完善全國地震及其重大自然災害預測系統工程。除此之外，在進行地震的監測工作的過程之中，還要充分的重視到對于地震檢測人才的培養，并加強和外地的地震監測專家的聯系，建立起一套相對比較完善的地震監測體系。，在這套地震監測體系之中，要有這相應的技術措施和與之配套的地震監測設備，充分保證在進行地震監測的過程之中，可以有充足的技術支持和設備支撐，來完成整個的地震預測監督工作。

在未來，首先GPS的運用將仍然占據主導地位，將會輔以GIS、RS技術，單獨的GPS技術可能任然會存在一些缺陷，在微小的地震監測中無法發揮那么強大的威力，但是，結合了GIS、RS就會更加的全面。其次光纖傳感技術也會得到大面積的運用，光纖傳感器是指具有較高的抗電磁干擾能力、高精度、不存在零漂、方便于組網以及適合長距離傳輸等一系列獨特優勢的一個地震監測器具，還可以解決地震前兆觀測中電學測量儀器存在的疑難雜癥。在技術上是一種極大的提高。將會被利用與跟多的地震監測中。

參考文獻：

[1]伍光和等.自然地理學（第四版）[M].高等教育出版社，2009.

[2]夏正楷.第四紀環境學[M].北京大學出版社，1999.

[3]尹章才，李霖.Web 2.0地圖學[M].北京：科學出版社，2013

[4]劉耀林.地理信息系統[M].北京：中國農業出版社，2004.

[5]陳運泰等著.數字地震學[M].北京：地震出版社，2000.

作者簡介：王建偉（1977，8-），男，漢族，專科，研究方向：地球物理，工作單位：湖北省地震局恩施地震臺endprint

ACE衛星觀測時對地球進行地磁觀測的一種重要工具。通過對地磁的跟蹤觀測，可以看出哪些屬于異常點，哪些是正常范圍內，從而來預測地震的發生的可能性等。目前各大學者都相應的提出自己的計算模型來計算地磁與地震的關系，那么這對于地震監測方法的研究也是有極大的意義的。電磁波測量儀是比較基礎的一種測量方法，非常的傳統，很多觀測都開始采用衛星的模式，但是這種傳統的方式一眼在使用中，這對于地震原理的研究具有重大的指導意義。

2.2.3地電

在地球內部，由于存在著一些物質的不穩定狀態，這就很有可能導致地下的這些物質因為一些變化而產生相應的變化。這就很有可能導致地震問題的出現。具體的來說，在地球內部的電力隨著時間的退役發生變化，并隨著地下介質的結構發生變化而產生不同的結果。這都是很有可能會導致地震問題的產生的原因，與此同時，隨著地球內部物質的組成的改變，也很有可能會出現地震的一些類似特征，這都可以作為相關的數據進行參考。由于地震是地下巖漿旋轉上升引起的，那么在地震前地下的巖漿旋泉會把靠近中心的巖漿輸送到上地幔，也就是說把帶正電的巖漿輸送到了上地幔，由于正負電的相吸作用，負電會向巖漿渦流中心的上方流動，這就會引起地電異常。

2.3非專業方法

民間百姓根據自己的生活經驗，對一些生活變化有了非常可靠的了解。例如地下水動態在震前會出現異常現象，人們就會根據這種現象來判斷是否要發生的證。例如水井水位上漲，水中翻花冒泡、井水變色變味等，再如現象如水化學成分改變（如水中溶解氡氣量變化等），固體潮（天體引潮力引起的地下水位漲落現象——就像海水潮漲落一樣）的改變等。通過地下水動態的觀測，可以直接地了解含水層受周圍的影響情況和受力的情況，從而進行地震預報。地下水包括井水、泉水等。主要異常有發渾、冒泡、翻花、升溫、變色、變味、突升、突降、井孔變形、泉源突然枯竭或涌出等。中國古代人民是很聰明的，早前就已經總結了地震帶來的水體變化。例如震前井水變化的諺語： 井水是個寶，地震有前兆。無雨泉水渾，天干井水冒。 水位升降大，翻花冒氣泡。有的變顏色，有的變味道。除此之外，還可以根據動物生活習慣的變化，比如大規模的動物躁動遷徙。

3 結論

綜上所述，在僅需地震監測預防的過程之中，最重要的就是在地震開始之前，就對整個地震的防御工作進行積極地準備，從地震出現的各種情況進行探析，并利用一些先進的科學設備進行相應的探測工作。

地震的監測不僅僅只依靠技術或者模型來監測。國家也是必不可少的一部分。所以應該從國家層面成立由中央統一領導的跨部門、跨專業的重大自然災害成因與預測的指導協調實施機構來管理自然災害，開始的營救到后來的災后修復等。整體綜合所有地理要素，如地質、地震、氣象、水文、空間、海洋、環境等領域的技術力量，建立健全的組織協調機制，進而開展重大自然災害鏈的成因機制研究和理論工作的創新， 健全和完善全國地震及其重大自然災害預測系統工程。除此之外，在進行地震的監測工作的過程之中，還要充分的重視到對于地震檢測人才的培養，并加強和外地的地震監測專家的聯系，建立起一套相對比較完善的地震監測體系。，在這套地震監測體系之中，要有這相應的技術措施和與之配套的地震監測設備，充分保證在進行地震監測的過程之中，可以有充足的技術支持和設備支撐，來完成整個的地震預測監督工作。

在未來，首先GPS的運用將仍然占據主導地位，將會輔以GIS、RS技術，單獨的GPS技術可能任然會存在一些缺陷，在微小的地震監測中無法發揮那么強大的威力，但是，結合了GIS、RS就會更加的全面。其次光纖傳感技術也會得到大面積的運用，光纖傳感器是指具有較高的抗電磁干擾能力、高精度、不存在零漂、方便于組網以及適合長距離傳輸等一系列獨特優勢的一個地震監測器具，還可以解決地震前兆觀測中電學測量儀器存在的疑難雜癥。在技術上是一種極大的提高。將會被利用與跟多的地震監測中。

參考文獻：

[1]伍光和等.自然地理學（第四版）[M].高等教育出版社，2009.

[2]夏正楷.第四紀環境學[M].北京大學出版社，1999.

[3]尹章才，李霖.Web 2.0地圖學[M].北京：科學出版社，2013

[4]劉耀林.地理信息系統[M].北京：中國農業出版社，2004.

[5]陳運泰等著.數字地震學[M].北京：地震出版社，2000.

作者簡介：王建偉（1977，8-），男，漢族，專科，研究方向：地球物理，工作單位：湖北省地震局恩施地震臺endprint

ACE衛星觀測時對地球進行地磁觀測的一種重要工具。通過對地磁的跟蹤觀測，可以看出哪些屬于異常點，哪些是正常范圍內，從而來預測地震的發生的可能性等。目前各大學者都相應的提出自己的計算模型來計算地磁與地震的關系，那么這對于地震監測方法的研究也是有極大的意義的。電磁波測量儀是比較基礎的一種測量方法，非常的傳統，很多觀測都開始采用衛星的模式，但是這種傳統的方式一眼在使用中，這對于地震原理的研究具有重大的指導意義。

2.2.3地電

在地球內部，由于存在著一些物質的不穩定狀態，這就很有可能導致地下的這些物質因為一些變化而產生相應的變化。這就很有可能導致地震問題的出現。具體的來說，在地球內部的電力隨著時間的退役發生變化，并隨著地下介質的結構發生變化而產生不同的結果。這都是很有可能會導致地震問題的產生的原因，與此同時，隨著地球內部物質的組成的改變，也很有可能會出現地震的一些類似特征，這都可以作為相關的數據進行參考。由于地震是地下巖漿旋轉上升引起的，那么在地震前地下的巖漿旋泉會把靠近中心的巖漿輸送到上地幔，也就是說把帶正電的巖漿輸送到了上地幔，由于正負電的相吸作用，負電會向巖漿渦流中心的上方流動，這就會引起地電異常。

2.3非專業方法

民間百姓根據自己的生活經驗，對一些生活變化有了非常可靠的了解。例如地下水動態在震前會出現異常現象，人們就會根據這種現象來判斷是否要發生的證。例如水井水位上漲，水中翻花冒泡、井水變色變味等，再如現象如水化學成分改變（如水中溶解氡氣量變化等），固體潮（天體引潮力引起的地下水位漲落現象——就像海水潮漲落一樣）的改變等。通過地下水動態的觀測，可以直接地了解含水層受周圍的影響情況和受力的情況，從而進行地震預報。地下水包括井水、泉水等。主要異常有發渾、冒泡、翻花、升溫、變色、變味、突升、突降、井孔變形、泉源突然枯竭或涌出等。中國古代人民是很聰明的，早前就已經總結了地震帶來的水體變化。例如震前井水變化的諺語： 井水是個寶，地震有前兆。無雨泉水渾，天干井水冒。 水位升降大，翻花冒氣泡。有的變顏色，有的變味道。除此之外，還可以根據動物生活習慣的變化，比如大規模的動物躁動遷徙。

3 結論

綜上所述，在僅需地震監測預防的過程之中，最重要的就是在地震開始之前，就對整個地震的防御工作進行積極地準備，從地震出現的各種情況進行探析，并利用一些先進的科學設備進行相應的探測工作。

地震的監測不僅僅只依靠技術或者模型來監測。國家也是必不可少的一部分。所以應該從國家層面成立由中央統一領導的跨部門、跨專業的重大自然災害成因與預測的指導協調實施機構來管理自然災害，開始的營救到后來的災后修復等。整體綜合所有地理要素，如地質、地震、氣象、水文、空間、海洋、環境等領域的技術力量，建立健全的組織協調機制，進而開展重大自然災害鏈的成因機制研究和理論工作的創新， 健全和完善全國地震及其重大自然災害預測系統工程。除此之外，在進行地震的監測工作的過程之中，還要充分的重視到對于地震檢測人才的培養，并加強和外地的地震監測專家的聯系，建立起一套相對比較完善的地震監測體系。，在這套地震監測體系之中，要有這相應的技術措施和與之配套的地震監測設備，充分保證在進行地震監測的過程之中，可以有充足的技術支持和設備支撐，來完成整個的地震預測監督工作。

在未來，首先GPS的運用將仍然占據主導地位，將會輔以GIS、RS技術，單獨的GPS技術可能任然會存在一些缺陷，在微小的地震監測中無法發揮那么強大的威力，但是，結合了GIS、RS就會更加的全面。其次光纖傳感技術也會得到大面積的運用，光纖傳感器是指具有較高的抗電磁干擾能力、高精度、不存在零漂、方便于組網以及適合長距離傳輸等一系列獨特優勢的一個地震監測器具，還可以解決地震前兆觀測中電學測量儀器存在的疑難雜癥。在技術上是一種極大的提高。將會被利用與跟多的地震監測中。

參考文獻：

[1]伍光和等.自然地理學（第四版）[M].高等教育出版社，2009.

[2]夏正楷.第四紀環境學[M].北京大學出版社，1999.

[3]尹章才，李霖.Web 2.0地圖學[M].北京：科學出版社，2013

[4]劉耀林.地理信息系統[M].北京：中國農業出版社，2004.

[5]陳運泰等著.數字地震學[M].北京：地震出版社，2000.

作者簡介：王建偉（1977，8-），男，漢族，專科，研究方向：地球物理，工作單位：湖北省地震局恩施地震臺endprint