地震监测方法现状研究

摘要：本文首先对地震进行了一个综合的介绍，包括地震和地震监测的概念。再谈具体的地震监测方法，震前、震后以及一些非专业的方法。在这些方法中着重谈到目前国内国外使用的一些先进的模型和观测技术。最后，提出可以建立四维模式以及相应的解决方法，更加全面的监测地震技术。讨论未来地震监测技术的发展方向。

关键词：地震监测方法；现状

1 地震简介

地震是构造运动的一种特殊形式，即大地的快速震动。当地球聚集的应力超

过岩层或岩体所能承受的限度时，地壳发生断裂、错动，急剧地释放积聚的能量，并以弹性波的形式向四周传播，引起地表的震动。

一般情况下，在发生地震的情况下，找寻地源要从发生地震的区域的下方进行巡找，找到震源之后，按照震源所处的方位，进行直线投影，就可以找到在地面上对应的震中，其中，这两点之间的距离就叫做震源深度。（图1）

所谓地震监测工作，指的就是在地震要开始之前，事先利用已经准备好的地震监测设备进行对于地震的一些特殊的情况进行分析工作。截至目前为止，主要由以下几种不同的地震的检测方法。一种是专业的地震监测方法，该方法是利用一些相对比较先进的地震监测设备进行对地震的检测工作，也会使用到一些先进的检测设备仪器。另一种则是群众使用的检测方式，主要是通过观察生活周边是否出现异常情况进行的检查。

地震对人类的危害是众所周知的。为了减少地震造成的危害，许多国家大力进行地震方面的研究，寻求对付它的方法。汶川地震、唐山地震都给我们带来了极大的心理创伤和人员伤害。目前，国际上的监测手段总体分为两类：测震（地震监测和强震监测）、前兆（形变、地磁、地电、流体、电磁波等）。

2 地震监测方法

2.1测震（地震监测和强震监测）

震后监测也叫测震，它包括地震监测和强震监测。地震监测和强震监测属于地震发生后监测地震发生的时间、地点、震级、强度，有无余震等，是人们常说的“事后诸葛亮”类型的监测，主要是为了确定地震发生的几要素，为接下来的政府抗震救灾和应急救援提供决策依据。否则，如果不知道地震发生的基本信息，那么救灾简直就是无从谈起的。因此这一监测手段也是目前各个国、各个地区发展最早、技术最为先进和完善的监测方法。其他的监测手段就统一称为前兆手段，主要通过各种方法的监测数据来预测预报地震发生的地点、可能性、影响等。

2.1.1地震监测

板块构造概念带动了地球科学、地理学等学科的一次重大革命，板间构造理论和板块运动理论能否成立或被人接受，均需得到全球板块运动的最新直接测量结果的支持。地震震中分布集中的地带称为地震带。地震带往往与活动性很强的构造活动带一致，全球大体可以划分为以下几个地震带（图2）。

测震观测目的主要是要监测地震的活动性，确定震源的特性，包括震级大小、震源位置和初动方向等。随着科技的发展，空间测量技术（例如：人造卫星测距——SLR、全球定位系统——GPS、卫星遥感——RS、地理信息系统----GIS、合

成孔径雷达干涉测量——INSAR）越来越得到广泛的运用。特别是GPS全球定位系统技术，近10年来，发展极为快速，观测精度尤为高，为监测地壳运动提供了有效的观测方法。现今全球有200个GPS基准站点，计划在板块边界和全球已知构造活动活跃区约25个区域加密GPS监测网点，实现全球地壳运动的自动监测。各种地震仪的使用是基于地震观测点上的基本设备，可以较为准确的测量出地震的各个数据。

2.1.2强震监测

强震监测的目的和应用都是与一般的测震观测不同。强震观测是要测量强的地震引起的强烈地面运动过程和工程结构的地震后反应，是强地面运动特性和工程结构抗震特性研究以及结构抗震设计提供基础资料。因此，强震动观测台站的选址、所采用的仪器和观测方法等也都与测震观测是不同的。强震动台站点主要设在可能发生强地震地区的自由场地上，尤其是人口密集的城市地区和重大工程附近的各类典型场地上，而且台网要有较高的密度，才可以获取大量强地震动近场记录数据，用来编制地震动参数区划图、地图、确定抗震设计方案和设计反应谱。同时，还要在各类典型建筑和重要结构物上布强震动观测仪器，测量它们的抗震反应，以研究结构的地震反应特性，以期可以检验和改进结构的抗震设计方法。

迄今为止，全球强震仪已超过7500台。1994年1月，美国南加州北岭6.7级地震获得加速度记录230条。1995年1月日本阪神地震，165个观测点获得了276个主震加速度记录。日本紧急地震检测和警报系统UrEDAS、美国Tri-Net台网、墨西哥地震警报系统SAS等观测系统和预警系统都是现代强震系统监测的重要方法。这些系统在地铁、火车、观测点上都有不同程度的应用。很是受到关注，是地震监测技术的一个大飞跃、大进步。

2.2前兆（形变、地磁、地电、流体等）

2.2.1地壳变形观测

地球在发生地震前，地震区的地壳形变会增大，可以是平时的几倍到几十倍不等。测量断层两侧的相对垂直升降或者水平位移的参数，是地震预报重要的依据。现代GPS技术在地壳形变中有很大的利用价值。Remote Sensing技术能够全面即使获取大范围的、综合的动态的地表信息，当然地壳形变也在其中，然后Global Positioning System技术能够获得地表上任何点位的坐标信息，二者嘉禾起来，使得地震的监测更加的准确。

2.2.2地磁

又称“地球磁场”或“地磁场”。指地球周围空间分布的磁场。地球磁场近似于一个位于地球中心的磁偶极子的磁场。它的磁南极（S）大致指向地理北极附近，磁北极（N）大致指向地理南极附近。地球磁场的变化也可以用来观测和预报地震。地球基本磁场可以直接反映地球各种深度乃至地核的物理过程，地磁场及其变化是地球深部物理过程信息的重要来源之一。震磁效益的研究有其理论依据和实验基础，更有震例的事实。根据卫星观测得到的太阳风及行星际磁场资料（采用ACE卫星数据），可以采用多步法预测Dst值随时间的变化。所谓的多步法预测是指：对每一组连续的观测数据，在进行预测时，我们只是在预测开始的时刻利用观测的Dst值预测下一小时的Dst，之后均用上一步预测的Dst值再预测下一步的Dst值。本方法可提前两个小时对Dst指数进行预报。endprint

ACE卫星观测时对地球进行地磁观测的一种重要工具。通过对地磁的跟踪观测，可以看出哪些属于异常点，哪些是正常范围内，从而来预测地震的发生的可能性等。目前各大学者都相应的提出自己的计算模型来计算地磁与地震的关系，那么这对于地震监测方法的研究也是有极大的意义的。电磁波测量仪是比较基础的一种测量方法，非常的传统，很多观测都开始采用卫星的模式，但是这种传统的方式一眼在使用中，这对于地震原理的研究具有重大的指导意义。

2.2.3地电

在地球内部，由于存在着一些物质的不稳定状态，这就很有可能导致地下的这些物质因为一些变化而产生相应的变化。这就很有可能导致地震问题的出现。具体的来说，在地球内部的电力随着时间的退役发生变化，并随着地下介质的结构发生变化而产生不同的结果。这都是很有可能会导致地震问题的产生的原因，与此同时，随着地球内部物质的组成的改变，也很有可能会出现地震的一些类似特征，这都可以作为相关的数据进行参考。由于地震是地下岩浆旋转上升引起的，那么在地震前地下的岩浆旋泉会把靠近中心的岩浆输送到上地幔，也就是说把带正电的岩浆输送到了上地幔，由于正负电的相吸作用，负电会向岩浆涡流中心的上方流动，这就会引起地电异常。

2.3非专业方法

民间百姓根据自己的生活经验，对一些生活变化有了非常可靠的了解。例如地下水动态在震前会出现异常现象，人们就会根据这种现象来判断是否要发生的证。例如水井水位上涨，水中翻花冒泡、井水变色变味等，再如现象如水化学成分改变（如水中溶解氡气量变化等），固体潮（天体引潮力引起的地下水位涨落现象——就像海水潮涨落一样）的改变等。通过地下水动态的观测，可以直接地了解含水层受周围的影响情况和受力的情况，从而进行地震预报。地下水包括井水、泉水等。主要异常有发浑、冒泡、翻花、升温、变色、变味、突升、突降、井孔变形、泉源突然枯竭或涌出等。中国古代人民是很聪明的，早前就已经总结了地震带来的水体变化。例如震前井水变化的谚语： 井水是个宝，地震有前兆。无雨泉水浑，天干井水冒。 水位升降大，翻花冒气泡。有的变颜色，有的变味道。除此之外，还可以根据动物生活习惯的变化，比如大规模的动物躁动迁徙。

3 结论

综上所述，在仅需地震监测预防的过程之中，最重要的就是在地震开始之前，就对整个地震的防御工作进行积极地准备，从地震出现的各种情况进行探析，并利用一些先进的科学设备进行相应的探测工作。

地震的监测不仅仅只依靠技术或者模型来监测。国家也是必不可少的一部分。所以应该从国家层面成立由中央统一领导的跨部门、跨专业的重大自然灾害成因与预测的指导协调实施机构来管理自然灾害，开始的营救到后来的灾后修复等。整体综合所有地理要素，如地质、地震、气象、水文、空间、海洋、环境等领域的技术力量，建立健全的组织协调机制，进而开展重大自然灾害链的成因机制研究和理论工作的创新， 健全和完善全国地震及其重大自然灾害预测系统工程。除此之外，在进行地震的监测工作的过程之中，还要充分的重视到对于地震检测人才的培养，并加强和外地的地震监测专家的联系，建立起一套相对比较完善的地震监测体系。，在这套地震监测体系之中，要有这相应的技术措施和与之配套的地震监测设备，充分保证在进行地震监测的过程之中，可以有充足的技术支持和设备支撑，来完成整个的地震预测监督工作。

在未来，首先GPS的运用将仍然占据主导地位，将会辅以GIS、RS技术，单独的GPS技术可能任然会存在一些缺陷，在微小的地震监测中无法发挥那么强大的威力，但是，结合了GIS、RS就会更加的全面。其次光纤传感技术也会得到大面积的运用，光纤传感器是指具有较高的抗电磁干扰能力、高精度、不存在零漂、方便于组网以及适合长距离传输等一系列独特优势的一个地震监测器具，还可以解决地震前兆观测中电学测量仪器存在的疑难杂症。在技术上是一种极大的提高。将会被利用与跟多的地震监测中。

参考文献：

[1]伍光和等.自然地理学（第四版）[M].高等教育出版社，2009.

[2]夏正楷.第四纪环境学[M].北京大学出版社，1999.

[3]尹章才，李霖.Web 2.0地图学[M].北京：科学出版社，2013

[4]刘耀林.地理信息系统[M].北京：中国农业出版社，2004.

[5]陈运泰等著.数字地震学[M].北京：地震出版社，2000.

作者简介：王建伟（1977，8-），男，汉族，专科，研究方向：地球物理，工作单位：湖北省地震局恩施地震台endprint

ACE卫星观测时对地球进行地磁观测的一种重要工具。通过对地磁的跟踪观测，可以看出哪些属于异常点，哪些是正常范围内，从而来预测地震的发生的可能性等。目前各大学者都相应的提出自己的计算模型来计算地磁与地震的关系，那么这对于地震监测方法的研究也是有极大的意义的。电磁波测量仪是比较基础的一种测量方法，非常的传统，很多观测都开始采用卫星的模式，但是这种传统的方式一眼在使用中，这对于地震原理的研究具有重大的指导意义。

2.2.3地电

在地球内部，由于存在着一些物质的不稳定状态，这就很有可能导致地下的这些物质因为一些变化而产生相应的变化。这就很有可能导致地震问题的出现。具体的来说，在地球内部的电力随着时间的退役发生变化，并随着地下介质的结构发生变化而产生不同的结果。这都是很有可能会导致地震问题的产生的原因，与此同时，随着地球内部物质的组成的改变，也很有可能会出现地震的一些类似特征，这都可以作为相关的数据进行参考。由于地震是地下岩浆旋转上升引起的，那么在地震前地下的岩浆旋泉会把靠近中心的岩浆输送到上地幔，也就是说把带正电的岩浆输送到了上地幔，由于正负电的相吸作用，负电会向岩浆涡流中心的上方流动，这就会引起地电异常。

2.3非专业方法

民间百姓根据自己的生活经验，对一些生活变化有了非常可靠的了解。例如地下水动态在震前会出现异常现象，人们就会根据这种现象来判断是否要发生的证。例如水井水位上涨，水中翻花冒泡、井水变色变味等，再如现象如水化学成分改变（如水中溶解氡气量变化等），固体潮（天体引潮力引起的地下水位涨落现象——就像海水潮涨落一样）的改变等。通过地下水动态的观测，可以直接地了解含水层受周围的影响情况和受力的情况，从而进行地震预报。地下水包括井水、泉水等。主要异常有发浑、冒泡、翻花、升温、变色、变味、突升、突降、井孔变形、泉源突然枯竭或涌出等。中国古代人民是很聪明的，早前就已经总结了地震带来的水体变化。例如震前井水变化的谚语： 井水是个宝，地震有前兆。无雨泉水浑，天干井水冒。 水位升降大，翻花冒气泡。有的变颜色，有的变味道。除此之外，还可以根据动物生活习惯的变化，比如大规模的动物躁动迁徙。

3 结论

综上所述，在仅需地震监测预防的过程之中，最重要的就是在地震开始之前，就对整个地震的防御工作进行积极地准备，从地震出现的各种情况进行探析，并利用一些先进的科学设备进行相应的探测工作。

地震的监测不仅仅只依靠技术或者模型来监测。国家也是必不可少的一部分。所以应该从国家层面成立由中央统一领导的跨部门、跨专业的重大自然灾害成因与预测的指导协调实施机构来管理自然灾害，开始的营救到后来的灾后修复等。整体综合所有地理要素，如地质、地震、气象、水文、空间、海洋、环境等领域的技术力量，建立健全的组织协调机制，进而开展重大自然灾害链的成因机制研究和理论工作的创新， 健全和完善全国地震及其重大自然灾害预测系统工程。除此之外，在进行地震的监测工作的过程之中，还要充分的重视到对于地震检测人才的培养，并加强和外地的地震监测专家的联系，建立起一套相对比较完善的地震监测体系。，在这套地震监测体系之中，要有这相应的技术措施和与之配套的地震监测设备，充分保证在进行地震监测的过程之中，可以有充足的技术支持和设备支撑，来完成整个的地震预测监督工作。

在未来，首先GPS的运用将仍然占据主导地位，将会辅以GIS、RS技术，单独的GPS技术可能任然会存在一些缺陷，在微小的地震监测中无法发挥那么强大的威力，但是，结合了GIS、RS就会更加的全面。其次光纤传感技术也会得到大面积的运用，光纤传感器是指具有较高的抗电磁干扰能力、高精度、不存在零漂、方便于组网以及适合长距离传输等一系列独特优势的一个地震监测器具，还可以解决地震前兆观测中电学测量仪器存在的疑难杂症。在技术上是一种极大的提高。将会被利用与跟多的地震监测中。

参考文献：

[1]伍光和等.自然地理学（第四版）[M].高等教育出版社，2009.

[2]夏正楷.第四纪环境学[M].北京大学出版社，1999.

[3]尹章才，李霖.Web 2.0地图学[M].北京：科学出版社，2013

[4]刘耀林.地理信息系统[M].北京：中国农业出版社，2004.

[5]陈运泰等著.数字地震学[M].北京：地震出版社，2000.

作者简介：王建伟（1977，8-），男，汉族，专科，研究方向：地球物理，工作单位：湖北省地震局恩施地震台endprint

ACE卫星观测时对地球进行地磁观测的一种重要工具。通过对地磁的跟踪观测，可以看出哪些属于异常点，哪些是正常范围内，从而来预测地震的发生的可能性等。目前各大学者都相应的提出自己的计算模型来计算地磁与地震的关系，那么这对于地震监测方法的研究也是有极大的意义的。电磁波测量仪是比较基础的一种测量方法，非常的传统，很多观测都开始采用卫星的模式，但是这种传统的方式一眼在使用中，这对于地震原理的研究具有重大的指导意义。

2.2.3地电

在地球内部，由于存在着一些物质的不稳定状态，这就很有可能导致地下的这些物质因为一些变化而产生相应的变化。这就很有可能导致地震问题的出现。具体的来说，在地球内部的电力随着时间的退役发生变化，并随着地下介质的结构发生变化而产生不同的结果。这都是很有可能会导致地震问题的产生的原因，与此同时，随着地球内部物质的组成的改变，也很有可能会出现地震的一些类似特征，这都可以作为相关的数据进行参考。由于地震是地下岩浆旋转上升引起的，那么在地震前地下的岩浆旋泉会把靠近中心的岩浆输送到上地幔，也就是说把带正电的岩浆输送到了上地幔，由于正负电的相吸作用，负电会向岩浆涡流中心的上方流动，这就会引起地电异常。

2.3非专业方法

民间百姓根据自己的生活经验，对一些生活变化有了非常可靠的了解。例如地下水动态在震前会出现异常现象，人们就会根据这种现象来判断是否要发生的证。例如水井水位上涨，水中翻花冒泡、井水变色变味等，再如现象如水化学成分改变（如水中溶解氡气量变化等），固体潮（天体引潮力引起的地下水位涨落现象——就像海水潮涨落一样）的改变等。通过地下水动态的观测，可以直接地了解含水层受周围的影响情况和受力的情况，从而进行地震预报。地下水包括井水、泉水等。主要异常有发浑、冒泡、翻花、升温、变色、变味、突升、突降、井孔变形、泉源突然枯竭或涌出等。中国古代人民是很聪明的，早前就已经总结了地震带来的水体变化。例如震前井水变化的谚语： 井水是个宝，地震有前兆。无雨泉水浑，天干井水冒。 水位升降大，翻花冒气泡。有的变颜色，有的变味道。除此之外，还可以根据动物生活习惯的变化，比如大规模的动物躁动迁徙。

3 结论

综上所述，在仅需地震监测预防的过程之中，最重要的就是在地震开始之前，就对整个地震的防御工作进行积极地准备，从地震出现的各种情况进行探析，并利用一些先进的科学设备进行相应的探测工作。

地震的监测不仅仅只依靠技术或者模型来监测。国家也是必不可少的一部分。所以应该从国家层面成立由中央统一领导的跨部门、跨专业的重大自然灾害成因与预测的指导协调实施机构来管理自然灾害，开始的营救到后来的灾后修复等。整体综合所有地理要素，如地质、地震、气象、水文、空间、海洋、环境等领域的技术力量，建立健全的组织协调机制，进而开展重大自然灾害链的成因机制研究和理论工作的创新， 健全和完善全国地震及其重大自然灾害预测系统工程。除此之外，在进行地震的监测工作的过程之中，还要充分的重视到对于地震检测人才的培养，并加强和外地的地震监测专家的联系，建立起一套相对比较完善的地震监测体系。，在这套地震监测体系之中，要有这相应的技术措施和与之配套的地震监测设备，充分保证在进行地震监测的过程之中，可以有充足的技术支持和设备支撑，来完成整个的地震预测监督工作。

在未来，首先GPS的运用将仍然占据主导地位，将会辅以GIS、RS技术，单独的GPS技术可能任然会存在一些缺陷，在微小的地震监测中无法发挥那么强大的威力，但是，结合了GIS、RS就会更加的全面。其次光纤传感技术也会得到大面积的运用，光纤传感器是指具有较高的抗电磁干扰能力、高精度、不存在零漂、方便于组网以及适合长距离传输等一系列独特优势的一个地震监测器具，还可以解决地震前兆观测中电学测量仪器存在的疑难杂症。在技术上是一种极大的提高。将会被利用与跟多的地震监测中。

参考文献：

[1]伍光和等.自然地理学（第四版）[M].高等教育出版社，2009.

[2]夏正楷.第四纪环境学[M].北京大学出版社，1999.

[3]尹章才，李霖.Web 2.0地图学[M].北京：科学出版社，2013

[4]刘耀林.地理信息系统[M].北京：中国农业出版社，2004.

[5]陈运泰等著.数字地震学[M].北京：地震出版社，2000.

作者简介：王建伟（1977，8-），男，汉族，专科，研究方向：地球物理，工作单位：湖北省地震局恩施地震台endprint