利用區域大氣靜電場監測網臨震預估地震災害

陳濤， 張效信， 張學民， 靳小兵， 吳晗,5， 提爍，李仁康， 李磊,5， 王詩涵,5

1 中國科學院國家空間科學中心， 空間天氣學國家重點實驗室， 北京 100190 2 國家氣象局衛星氣象中心， 北京 100081 3 中國地震局地震預測研究所， 北京 100036 4 四川省氣象災害防御技術中心， 成都 610000 5 中國科學院大學， 北京 100049 6 云南師范大學， 物理與電子信息學院， 昆明 650500

0 引言

大地震給人類社會帶來的危害巨大，影響深遠，從20世紀初至今，我國因地震災害死亡的人數占全球的一半以上.全球科技界迫切希望能獲得一種確定性的預警手段，在大震到來之前，提醒人們采取緊急措施，避免重大損失.在中長期的地震預測中，科技界能確定出潛在危險地段.但在小時尺度的短、臨預測方面，如何通過有效的科學手段在一定時間范圍內，感知和確定大震到來的時間、地點和震級的大小，仍然是一個尚待解決的科學問題.

地震的短期(10日至數百日)和臨震(1日至10日及以下)預測(趙克常，2012)，相比地震中長期預測更能直接有效地保護人類生命和社會基礎設施.地震前有許多異常都可以被儀器觀測到，例如：氡氣的異常(Walia et al., 2006)、地光現象(St-Laurent et al., 2006；Derr et al., 2011)、VLF/ULF波異常(Hayakawa et al., 2010,2012)、電離層異常等(Heki, 2011).但上述異常現象通常發生在震前幾天至數月不等的時間尺度上，無法有效地預測地震具體的發生日期和地點，并提前組織疏散相關人群.此外，某些測量方法也存在一定的局限性，例如氡氣含量較低，產生的變化不易被儀器捕捉到；電離層中被廣泛研究的可能與地震有關的電子濃度總含量(TEC，Total Electron Content)容易受太陽活動、火山、臺風等的影響，出現異常時不代表一定會發生地震，這類異常監測手段受其低空間分辨率影響，很難確定具體的發震地點.因此，是否存在其他能夠有效預測地震并且可以普及的科學手段呢？

大氣電離環境主要受三大類驅動源的影響：(1)地光、氣象因子和閃電等活動(李尚勇, 2018；馬伽洛倫和馬富潤, 2014；Jin et al., 2020)；(2)日冕物質拋射、宇宙線等引起全球大氣電路變化的太陽活動(Li et al., 2016；Shumilov et al., 2015)；(3)大地震等大型地質構造活動.這些活動都會極大地改變大氣的電離環境，使大氣電導率、大氣傳導電流和大氣靜電場產生相應的異常改變(Jin et al., 2020).其中，正負離子濃度異常、晴天大氣電場(Jin et al., 2020)異常等大氣電離環境改變的現象，在地震發生前被廣泛觀測到(Liperovsky et al., 2008；Martell, 1985；Omori et al., 2009；Ouzounov et al., 2018；Pulinets and Ouzounov, 2018；Pulinets et al., 1997； Sorokin et al., 2007a,b；Jin et al., 2020).近期國家空間科學中心子午工程和鴻鵠專項的觀測和數據分析表明：如果是晴天條件(排除掉降水、雷電、大風、低云、水汽等氣象因子和揚塵、霧霾、人工污染，以及太陽輻射后)(Harrison, 2013；Harrison and Nicoll, 2018；Jin et al., 2020)，出現大氣電場的負值異常很可能就是大型地質活動導致大面積巖石微破裂的信號，這個信號在小時尺度上最接近地震發生.近100年來零散和系統的觀測經驗(Choudhury et al., 2013；Smirnov, 2008；郝建國和張云福, 2001；李一丁等, 2017；朱傳鎮等, 1990；Jin et al., 2020)已經證明了從3.0～8.0級地震發生前幾個小時至幾十小時時段內，大氣電場有負值異常的表現.這種大氣電場負異常現象與地震的關聯，以及如何利用這種異常來預測地震正是本文的主要闡述內容.

本文首先通過列舉一些震前大氣靜電異常信號的實例，歸納總結這類現象的時間尺度特征.其次，通過機理的分析探討，提出了放射性物質電離輻射的理論觀點.最后，提出了一種可以提前數小時預測重大地質災害的大氣靜電場組網觀測新手段.

1 觀測事例

本節列舉多例震前大氣電場的異常反向信號，并對觀測點與震中的位置特點，異常信號的持續特征，信號識別的天氣條件等也做了相關說明和討論.

1.1 歷史事例概述

自20世紀20年代以來，陸續出現中外學者報告在震前觀測到了大氣電場異常變化或者大氣電位異常改變的現象，表1是20世紀部分異常觀測事例(郝建國等，2000；Pulinets and Boyarchuk, 2005)，表中“-”表示缺省.其中，1976年8月23日中國四川省松潘市MS7.2大地震發生前，離震中50 km的文縣觀測臺大氣電場儀在震前23 h開始記錄到大氣電場反向異常現象，異常持續到地震發生.

表1 20世紀中外學者報告在震前觀測到的大氣電場異常變化或者大氣電位改變的部分案例Table 1 Several cases of abnormal variations of atmospheric electric field observed before earthquakes reported by Chinese and foreign researchers in 20th century

這種震前的大氣電場或者大氣電位的異常現象引起了很多地震學家的注意，國內外專家團隊對這種現象進行了持續觀測和研究.1949年前蘇聯地震工作者記錄到了22次余震發生前2.5 h內，大氣電位梯度發生變化；1966年日本科學家在研究地震發光成因問題時，發現地震能引起大氣電場的變化，他們對78次2級以上地震發生前大氣電場的變化進行了統計，其中46次地震發生前，大氣電場明顯下降，22次地震發生前大氣電場沒有顯著變化；在1980—1999年間，郝建國團隊在華北地區進行了近20年的連續可靠觀測.觀測表明，地震發生前，離震中200～500 km的大氣電場儀會出現異常(郝建國和張云福, 2001).從1997年1月到2002年12月，俄羅斯科學院遠東地球物理研究所，在晴天大氣條件下，于勘察加半島觀測到103次大氣電場負值異常事件，其中有37例異常出現后，在未來的1～24 h內發生了地震(Smirnov, 2008).印度學者(Choudhury et al., 2013)也報道了從2009年到2012年間觀測到的震前大氣電場負值異常，異常早于地震發生前7～12 h.近年來，國內靳小兵與陳濤等在汶川MS8.0地震和九寨溝MS7.0地震案例分析中也發現了震前大氣電場異常變化(Jin et al.,2020；陳濤等，2020；卜俊偉等，2020)，并從全球電路模型和震前氡排放增強(Ren et al., 2012)的角度對近地面大氣電導率上升的現象進行了物理機制解釋.值得注意的是，Mizuno等在2011年3月11日日本MS9.0大地震前約15 h也發現持續6 h的大氣電場顯著下降現象(Mizuno and Takashima, 2013)，其形態、持續時間與汶川地震大氣電場的異常變化相當一致.

雖然這些震前大氣電場異常因觀測儀器和觀測方法的不同存在差異，但是我們不難發現這種異常存在著這樣的共性：這些異常多為大氣電場的負異常，它們多發生于震前數小時到幾十小時內，負異常持續時間從幾十分鐘至十幾小時不等(個別負異常持續時間會超過一天).因此，我們推斷，震前幾小時或幾十小時內存在大氣電位梯度下降現象，有時這個電位梯度下降使得大氣電場正值減小；有時這個電位梯度下降使得大氣電場由正值變成負值，與晴天大氣電場方向正好相反，易于識別.

1.2 偶然提前預判到的觀測事例

2019年4月初，中國科學院臨近空間先導專項(鴻鵠計劃)氣球實驗隊，準備于4月底到內蒙四子王旗光電研究院實驗基地，進行針對太陽耀斑和冕洞高速流引發地球臨近空間環境效應的觀測實驗.地基協同觀測的子午工程項目大氣電場儀器，于4月11日起進行連續兩個星期的開機測試，專項成員在4月14日早上發現大氣電場負值異常，并基于當日空間天氣參數、晴天大氣參數(吳亭等, 2009; Jin et al., 2020)和地震先兆因子的分析經驗，推斷在隨后的幾個小時，離觀測儀器50 km的范圍內，很可能發生中等強度以下地震，不會造成傷亡.

果然，幾小時后，中國地震局臺網中心發布2019年4月14日12時47分，在北京市懷柔區發生3.0級地震，震源深度19 km，震中位于北緯40.34°，東經116.39°.距離項目大氣電場觀測點正北方向43 km.同時中國科學院國家空間科學中心“次聲測量小組”也在當日12點47分觀測到本次地震.

圖1所示為地基電場探測儀觀測數據、預測時間以及地震發生時刻的圖形說明.

1.3 其他國內震例大氣靜電異常信號研究回溯

除北京MS3.0地震震前數小時觀測到晴天大氣條件下大氣電場異常外，我們也回溯了一些有多點觀測的其他國內震前大氣靜電異常現象，具體如圖2所示.

從圖2a中可以看出，2008年5月12日MS8.0汶川地震發生前，離震中55 km的郫縣站大氣電場儀(黑色線)和離震中50 km的溫江站大氣電場儀(紅色線)同時提前近7個小時觀測到大氣電場的反方向信號.兩個觀測站在南北方向相差18 km，信號強度差4倍且整體上隨時間的變化趨勢幾乎一致，水平梯度方向明顯指向西北(龍門山斷裂帶)方向.

如圖2b所示，2019年2月24日MS4.7榮縣地震發生前，離震中30 km的自貢站大氣電場儀(紅色線)提前約11.5 h觀測到大氣電場下降的現象，并提前約9.5 h觀測到連續的大氣電場反方向信號，雖然期間大氣電場有短暫的恢復，但在發生地震前1 h內大氣電場仍然是負值.相比之下距離震中距離略遠(約60 km)的內江站大氣電場儀(黑色線)，在時間上比自貢站大氣電場儀晚數十分鐘后才觀測到大氣電場下降的現象.雖然內江站離震中的距離更遠，但是震前1 h負異常信號的強度高于自貢站，這可能是局地的氣象、地質條件等不同導致的.此外，與圖2a中兩臺大氣電場儀信號變化不同的是：榮縣地震區附近的兩個站的信號特點和變化趨勢存在明顯的差異.這可能是因為，榮縣地震發生時，自貢站位于震中的東南方，而內江站位于震中的東北方，兩個站點相距44 km，過遠的距離會使信號受局地其他因素的影響呈現出不同的形態.

2019年6月17日長寧MS6.0地震(圖2c)發生前，離震中59 km的宜賓翠屏山大氣電場儀提前23 h觀測到大氣電場的反方向信號，信號持續70 min，隨后恢復到正常狀態.大氣電場負異常并沒有一直延續到地震發生，在第二天晚上23∶30長寧MS6.0地震發生時，大氣電場為正值.此外，此次地震發生時，距離震中144 km的內江站大氣電場儀沒有觀測到震前負異常現象，是正常的晴天大氣電場狀態(約幾百V/m).如此可知，當大氣電場儀距離震中過遠時，很可能捕捉不到負異常信號.

圖1 根據大氣靜電場觀測成功預測2019/04/14北京MS3.0地震Fig.1 Successful prediction of Beijing MS3.0 earthquake based on atmospheric electrostatic field observations on April 14, 2019

圖2 其他地震事例震前大氣靜電負異常信號特征圖Fig.2 Characteristics of negative atmospheric electrostatic field anomaly signals before other earthquakes

所有這些近一百年來的研究發現都表述了一個事實：存在震前幾個小時出現大氣電位梯度下降現象，大多時候電位梯度的下降會使大氣電場出現與晴天大氣電場反向的信號，這種信號在晴天條件下很容易識別.由此引出一連串令人極為關注的問題：為什么臨震前大氣電場會正值下降甚至反向？為什么這個信號在時間上最靠近地震觸發？如果發現完全反方向電場現象出現，能否用來推斷當地大地震的發生？而這個現象的物理本質又是什么？

2 物理過程解釋

理解上述觀測現象以及用物理過程來一一回答上述問題，可能需要結合日地空間物理、電離層物理、磁層物理、電波傳播、氣象學、大氣電學、熱力學、塵埃等離子體、同位素地球化學、微觀物理、原子核物理、巖石力學、地質學和地震學等多學科的基礎知識.本節將地質構造的力學過程與空間靜電變化過程作為整體考慮，這個過程可以概括為：臨震條件下持續放射性物質電離輻射首先會造成眾多離子對的出現，然后這些近地空間正負帶電離子對的遷移和分離過程會導致正負電荷完全分離，最終產生局部方向朝上的極化電場.此外，本節也簡要說明臨震狀態下，地下氣體溢出和電離輻射對大氣溫度、壓力、相對濕度以及其他氣象條件的影響.

全球大氣電路如圖3a所示，圖中“+”號代表正電荷的空間位置.就全球電路而言，電離層底部帶正電荷，地表帶負電荷.在晴天區域，大氣電場從電離層指向地面，在大氣電學里，這個方向被定義為正，從地面指向天空則定義為負(Namgaladze, 2013).當有雷雨云或其他帶電云出現時，云下方局地會形成一個向上的異常電場(圖3b).臨震階段的各種地殼運動，導致巖石的破碎或熔融，礦物的溶解或相變，保留在某些礦物質或巖石中的一些放射性母體同位素衰變的子體同位素便會大量釋放出來.探測表明，當地震發生前，震中附近區域的氡氣含量已經發生異常(圖3c).氡衰變過程中，大量的α粒子也會釋放出來，一個α粒子的能量是5.2 MeV，一個大氣分子需要的電離能是32 eV，因此一個α粒子就足以產生15萬對正負離子，從而讓空氣中充滿大量的離子對.在這些離子沒有復合之前，熱壓力、重力和晴天大氣向下的電場力會使得這些正負離子產生位移分離.正離子向地面堆積，負離子上升，在近地面附近形成與晴天正常電場相反的極化靜電場(圖3d).在潛在的震中區域附近，利用大氣靜電監測儀很可能觀測到這些正負離子分離后形成異常的極化電場.

圖3 晴天大氣條件下，臨震階段大氣電場反向的物理機理(a) 全球大氣電路模型； (b) 雨天或多云地區云下反向大氣電場； (c) 震前大面積巖石破碎撕裂，通道打開持續釋放氡氣產生放射性衰變； (d) 震前大氣電場負異常形成.Fig.3 The physical mechanisms of atmospheric electric field reversal in the near earthquake under fair-weather conditions(a) The global atmospheric circuit; (b) The near-ground negative electric field in rainy/cloudy areas; (c) A large area of rock is broken and torn before earthquake, then the channel is opened to continuously release radon gas to generate radioactive decay; (d) The formation of negative atmospheric electric field before earthquake.

因此，之所以能在大震震中附近晴天大氣條件下出現的電場負異常而被大氣靜電儀所捕獲，可能是源于在臨震階段的異常大量地下流體包括氣體逸出到近地表大氣并伴隨的電離輻射.這個過程主要是地震前臨震巖石破裂程度增強以至于原來被封閉在巖層中的放射性物質排出，引起強烈的電離輻射，并且在震中區域會產生一個強大的靜電場，被近場靜電監測設備所感知.這個現象的物理順序是：1)臨震地殼運動導致大量巖縫里放出氡氣；2)氡氣放射性衰變產生大量α粒子；3)帶正電的α粒子電離近地面大氣，更多的離子對出現在低高度大氣中，重的正離子在近地面形成較強的電荷梯度，產生出一個向上的孕震區靜電場，信號極易識別；4)同時，離子的水合作用加熱大氣，使得大氣相對濕度變低，并形成高溫低壓環境.這也使得地震中心區域上空更容易出現晴天大氣狀態.Pulinets等人認為：由于大震的孕震區域廣，震中區域總的熱輻射高，甚至導致了震中區域高溫低壓，相對濕度低，使得氣象狀態向晴天轉變，這個現象將有利于排除氣象因素造成的大氣電場的反向信號(Pulinets and Ouzounov, 2018).此外，巖石破碎程度越大，撕裂越深，區域越廣，產生的負異常信號越好識別.

大地震即將發生前，由于巖石力學過程中的結構發生破碎撕裂變化，藏在地下的微量同位素氣體如氡氣等就有機會被大量釋放出來.即臨震狀態下大面積巖石破裂和巖縫通道打開放射性物質逸出電離大氣巨量離子對出現正離子近地面堆積與平時晴天大氣電場相反的大氣靜電場建立顯著大氣靜電信號異常出現.這個解釋符合巖石-大氣圈層耦合過程中核物理的邏輯鏈.因此，晴天大氣條件下，大氣靜電信號的異常反向可能是一個有效的大震即將來臨的先兆信號.

近期觀測和數據分析研究表明：如果大地震即將發生，根據公式R=100.43M+σ(其中R為異常區半徑，單位為km，M為震級，σ表示電磁波對地殼的穿透能力)，當M=7.0～9.0時，孕震區/應變半徑應該大于1000 km(郝建國等，1998)，大地震震中附近50～200 km的大氣電場監測儀大概率會接收到反向的異常信號，這個信號的持續時間是小時尺度的，通常為幾個小時到1天不等.我們可以利用這個信號來輔助地震預測，并且在大震發生之前，做出有效預警判斷.

因此，基于上面提出的物理機制，利用局部多點地基靜電觀測在分離太陽活動和氣象活動信號的基礎上，確定大型地質活動引起大氣電離異常的區域范圍、程度和對應下方巖石層進入失穩狀態的短臨時間范圍，以便達到提前數小時或數十小時預測大地震的目的.

3 討論和建議

前兩節提出并討論了大氣電場異常信號的一些觀測實例和可能導致這種信號產生的物理解釋，那么我們又該采取怎樣的手段來把科學問題投入到實際應用中呢？

3.1 大氣電場儀組網觀測預估地震方法的應用前提

想要確保大氣電場異常信號的出現是震前活動導致的，首先要排除其他信號的干擾.圖4所示為同一臺大氣電場儀在2019年4月對不同情況下大氣電場負異常的觀測.其中，(a)為1.2節所示的北京地震當天大氣電場負異常；(b)為天空多云和下雨等氣象因素導致的大氣電場負異常；(c)為空氣質量較差時出現的大氣電場負異常.在地震預測時，首先要排除類似(b)和(c)以及其他因素引起大氣電場負異常的信號.

在上述震前晴天大氣電場的研究中，作者結合前人對晴天大氣的定義(Harrison and Nicoll， 2018；Jin et al., 2020)所采用的晴天大氣標準是：

1)沒有降水，并且水汽較少，即相對濕度低(排除降水，霧，沙塵和氣溶膠的影響，要求在關注的時間段，大氣干燥且能見度大于2 km，相對濕度小于95%).

2)沒有低層云，對流云(3 km以下)等.

3)附近(20 km內)沒有帶電云.

4)距離地表10 m高度范圍內，風速小于8 m·s-1(也有其他參考標準要求小于5 m·s-1).輻射元素(比如氡)的儀器測量要求風速小于1～3 m·s-1.但很多情況下，局地風速會超過3 m·s-1.為了排除永久地表電荷層的影響，最好2 m以內的地方風速大于1 m·s-1.根據各標準綜合總結為近地面大氣風速最好限制在1～7 m·s-1，即風力不超過3級.

在排除氣象或人為因素等可能產生的大氣電場負異常對地震信號的干擾后，要想捕捉到震前晴天條件下的大氣電場負異常信號，電場儀的選址也有要求.如前文圖2c所示，當儀器距離震中距離過遠時，就捕捉不到負異常信號，并且電場儀之間距離過遠時信號的變化特征也不盡相同.針對這個問題，我們建議電場儀應沿著斷裂帶兩側布置，避免因為距離震中過遠而接收不到信號，且電場儀之間的距離最好在20～40 km，以便根據信號梯度判斷震中方位.圖5所示為川南部分臺站布置示意圖，其中綠色十字為已有臺站，綠色矩形為待布置臺站，紅色圓點為近4年來這一區域所發生的地震分布.所使用的地震數據來自中國地震臺網(http:∥news.ceic.ac.cn/).此外，為了遠離人為因素對大氣電場的扭曲和近地面揚塵造成的離子濃度變化的影響，我們建議臺站多布置在郊區空曠的平臺上.

圖4 不同條件下大氣電場負異常信號Fig.4 Negative abnormal signals of atmospheric electric field under different conditions

圖5 組網布站示意圖其中綠色十字為已有臺站，綠色矩形為待布置臺站，紅色圓點為近4年來這一區域所發生的地震分布Fig.5 Schematic diagram of station networkThe green cross is the existing stations, the green rectangle is the stations to be constructed, and the red dot is the distribution of earthquakes that have occurred in this area in the past 4 years.

3.2 組網觀測具體實施方案

地震臨震階段可靠前兆信號識別及其相關物理機理一直是科學家致力解決的問題,傳統的電磁探測已經表明異常信號出現在震前數月或數天.各個國家在電離層高度的專門衛星巡航式測量可以發現潛在的異常區域，提醒其他觀測手段在此基礎上進一步確認異常區域大型地質活動構造的發展.地基局域性觀測體系根據衛星監測結果，可以將潛在危險區域的空間位置鎖定在更小的范圍，通過多站點觀測數據評估未來可能發震的震級和時間.這種方式可能會極大地提高我們預測地震的能力，并給相關部門提供充分的決策依據.目前全球都在開展地震多圈層耦合機理的研究，相關國家已設立多項天地空觀測體系，多方位、多角度、多參數地提取重大地震前兆信號.美國宇航局在2017年支持19項資助去廣泛征集利用地震電磁先兆預警的方案，迫切希望能解決災害型地震的有效時間預測、預警問題.5級以上地震的預報、預警是世界性難題，主要是精準預測地震發生的地點、時間和震級大小有相當的難度.針對這一情況，本文提出的下列方法可能有助于開展新型臨震預警輔助手段的探索研究.

利用區域大氣靜電場監測網臨震預估地震災害的具體實施方案如下：

1)建立局部的多點大氣靜電參數監測網，服務于需要重點警戒的區域，如潛在危險斷裂地段，特別是西部高速鐵路，高速公路，大型輸油管道，核電站周邊，以及云貴高原附近的川滇區域，青藏高原，天山山脈東南西三個方向的地區，太行山脈兩側河北山西地區，燕山山脈兩側人口密集地區等.利用專群結合，在廣大的鄉村地區廣布靜電感知點.

2)對每一個大氣靜電觀測點，要對當地可能出現的微量氣體進行測試和計算評估.根據當地的斷裂走向，巖石的裂縫結構，巖石中可能的氣體成分和儲量，對可能出現的大氣電離的異常程度和大氣電場的異常程度，建立一個當地初步模型，根據這個模型算出大氣電場的負值閾值.同時再進一步根據監測網區域氣象條件，建立基于不同氣象條件下臨震狀態的大氣靜電變化的分析模型，分析各種氣象條件下大氣電場的平均特征信號，確定降水、閃電、霧、云量、水汽等氣象因子和工業污染對大氣電場變化的影響.研究在定點觀測信號中分離屬于氣象活動導致大氣靜電變化的正負數值大小的方法和技術.同時定量揭示太陽活動、大氣溫度、壓力、相對濕度等因素對當地大氣電場變化的影響規律，研究分離空間天氣，氣象因子造成大氣電離變化的判定方法，進一步確定判別地質構造活動源的大氣靜電場異常閾值和時空分布規律.

3)結合其他參數如地磁、地電、地下水位、水溫、水質、 水氡、氣氡、位移、形變、重力、電離層電子濃度變化、高能粒子通量變化、紅外熱輻射、氣象要素、氣溶膠成分(Liperovsky et al., 2005)和異常空間低頻電磁波等同步信號分析，以及所建靜電監測區域記錄到大氣靜電反向異常站點的數目，搭建臨震狀態下大氣電場變化強度與地震三要素的關聯性公式，形成一種規范的大氣靜電場分析方法.多點觀測的異常數值站點之間的梯度比較和接收到異常反向信號臺站數目也是必須重點考慮的關鍵參數，在不斷的觀測分析中，盡量縮小位置誤差和震級預測誤差，并將時間誤差壓縮至數小時到數天以內.這種利用組網觀測獲取多點大氣靜電信號去研究信號與地震三要素之間的量化關系，對將來在臨震階段輔助預警大地震有重要的實際應用意義.

通過組網監測，在區分太陽活動和氣象活動引起的大氣靜電場異常信號的基礎上，提取屬于構造活動引起的局部地區的正負靜電異常數值大小和時間特征.分析多個站點與震中的位置關系，分析異常信號的出現與發震時間的關系，分析站點數目和大氣靜電觀測異常信號的正負大小與震級的關系.因為這種靜電信號代表的是一種宏觀現象，它是震區大面積微觀尺度上出現地殼運動破碎而產生的結果.由于斷層上的應力釋放，周邊相關的巖層可能出現間歇、伸展性裂隙打開或關閉現象，從而更易釋放出放射性物質，這種放射性物質導致的異常靜電信號足以被附近多點布站觀測的儀器接收.這種形式的組網監測系統在國際上被稱為Multi-Sensor-Networking Analytics (MSNA)(Pulinets and Ouzounov, 2018).

本文所舉觀測事例表明存在臨震前幾個小時或者幾天的大氣靜電反方向信號，并且給出了組網捕獲這種信號的具體實施手段，警戒需要特別關注的區域.本文所建議的組網觀測和提前感知的方法可能會對將來提高短期和臨震預測水平有實際的促進作用.