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潮汐玫瑰图揭示出日本九级地震怎样影响华北地区: 热度 2 池顺良 2016-2-6 19:48; 由四分量钻孔应变固体潮观测数据可以求算 0 ～360°任意方位地面线应变固体潮。理论固体潮由日月天体运行轨迹决定，可以精确计算得到。固体潮观测值与该方向理论固体潮值比较，得该方向潮汐因子值。由此可绘制仪器所在地的潮汐响应方向玫瑰图。地壳若为均匀连续介质，各地潮汐响应方向玫瑰图理论上应该是单位圆。实际地壳中断裂密布，断层会吸纳潮汐应变，垂直于断裂方向的潮汐应变会强烈衰减。图 1 是位于地震活动相对平静地区某台站 2007 年～ 2015 年九年潮汐响应方向玫瑰图。北东 60 °为玫瑰图长轴方向，该方向与附近断裂带走向平行。与断裂走向垂直方向，潮汐因子值只有平行方向的 46 ％。九年中潮汐因子变化最大不超过 6 ％。图 1. 地震活动平静地区某台站 2007 ～ 2015 年九年潮汐响应方向玫瑰图形状相对稳定图 1 显示，在地震活动相对平静地区，潮汐玫瑰图形状相对稳定；而在地震活动带，由于地块活动性强，断层接触状态多变导致断层对潮汐应变的吸纳与传导能力不断改变，玫瑰图形状不断变化。图 2 显示位于地震活动区某台站潮汐玫瑰图形状的多变。一年中潮汐因子变化值就能达到 23 ％。图 2. 地震活动地区某台站 06 年 12 月～ 08 年 1 月，潮汐响应方向玫瑰图形状多变潮汐玫瑰图对于防震减灾工作能够发挥什么作用呢？这里先来说说由几个台站玫瑰图分析得出的日本大地震与华北地震关系的开拓性认识。我国多位作者研究过日本发生大地震与之后我国华北地区发生强震之间的关联性。吴佳翼在“华北地震同日本地震的相关性”（《地球物理学报》 ,1979(04) ）一文中谈到：“对比 1918 — 1976 年发生的中国华北地震和日本列岛及其附近的较大地震 , 发现二者有比较好的对应关系。一般是 , 日本海沟先发生 7 ～ 8 级大地震序列 , 其后日本海西部发生 h ≥ 300 公里的深源地震 , 最后我国华北地区发生 M ≥ 6 的强烈地震。对 1918 年以来的十四个活动期进行了统计分析 , 得到复相关系数 R=0.82, 能够在很高的显著性水平上通过 F 检验。” 李文英、王秀英在“华北地区与日本海沟地震的相关性分析”（《地震》 ,1996(3) ）一文中有下述文字：“我国华北地区 6 级以上与日本海沟地区 7 级以上地震活动 …具有一定的同步性。华北的地震活动开始时间晚于日本海沟地区;日本海沟地区发生的M S ≥7.3地震后3年内,在华北地区相应发生6级以上地震,其对应率为61％。” 2011 年 3 月 11 日日本本州岛宫城县以东太平洋海域发生了 Mw9.0 级地震，是有仪器记录以来第四大的地震。日本这次特大地震后，我国华北地区会不会接着发生强震？如果日本大地震与华北强震之间存在物理、力学联系，我们能够观测并追踪到这次特大地震影响华北地区的“影响力流”或“影响能流”吗？如果能够观测到影响过程，我们或许对华北地区未来可能发生强震的地点、震级和时间给出更确实的判断。作者在整理华北地区 YRY-4 型钻孔应变台站观测数据时发现，这种“影响力流”确实存在，而且相当明显。这种影响表现为固体潮汐观测数据“潮汐响应方向玫瑰图”很有规律的形状变化过程。图 3. 是华北平原北部某台站在 8 年应变固体潮汐观测数据基础上绘制的潮汐响应方向玫瑰图。 2008 年 12 月时，玫瑰图黑线的图形最大， 2009 年 12 月图形收缩到红线位置， 2010 年 12 月兰线同红线相比变化不大， 311 九级大地震后的 2011 年 12 月绿线急剧收缩到了最里层位置，经过 2013 年、到 2015 年 12 月的玫瑰图又膨胀到接近 2008 年 12 月的初始位置。图 3. 华北平原北部某台站 7 年潮汐响应方向玫瑰图，从中可看出有规律的变形过程图 4. 是华北平原南部某台站 6 年潮汐响应方向玫瑰图。与图 3 相同， 311 大地震后的 2011 年 12 月的玫瑰图收缩到了最里层位置。与图 3 不同的是， 2012 年的图形扩张到 2009 年图形的位置后又向外扩张的到 13 年淡兰色图形位置。之后的变化相对稳定。图 4. 华北某台站 2009 年～ 2015 年在 6 年应变固体潮汐响应方向玫瑰图图 5 是华北西部某台站 2011 年～ 2015 年的潮汐响应方向玫瑰图。该台由 2011 年 11 月开始建台观测。 2011 年 12 月开始时的黑色图形一年后收缩到最里层红线位置，一年后膨胀到兰线位置，之后缓慢地扩张到 2015 年浅兰色图形位置。 2012 年 12 月玫瑰图形收缩到最里层，比东面台站最里层玫瑰图形出现的时间晚了 1 年。该台距东面台站约 350 千米，由此估算“影响流”的传导速度约 11 毫米 ╱ 秒。图 5. 华北西部某台站 2011 年～ 2015 年的潮汐响应方向玫瑰图。如果由潮汐玫瑰图形状的演变，能够判断地震的危险性，对防震减灾工作就有了价值。地震是地层块体与断裂结构失稳调整的结果。 311 大地震可看作对华北各地区的一次扰动。这个地区的地壳结构如果处于稳定状态、那么被扰动而收缩到内层的玫瑰图，经过几年后，会回复到扰动之前的位置，就像一个处于锅底的小球，被推到高于锅底位置最后还会回到原处。图 3 台站应该属于这种情况，也发现一些台站玫瑰图在 311 大地震后变化形态比较复杂，这里就不作介绍了。对于地壳结构已经处于不很稳定状态的地区，潮汐玫瑰图的变化不能回复到扰动前的位置。密集应变观测台网建立起来后，对全国各地玫瑰图的关联分析，自然会对地震的孕育和发生过程得到更多规律性认识。如果没有东、西两个台站的资料，就不会有“影响流”传播速率的认识。我相信，一个设计考虑周到，仪器性能优良，管理到位能连续数十年长期工作的应变观测网建成，一定会加快我们从必然王国走向自由王国的速度。; 个人分类: 钻孔应变仪地震前兆观测技术|7158 次阅读|4 个评论

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