辽宁省铁岭地震台 辽宁省铁岭市 112000
摘要：我国是遭遇自然灾害最为严重的国家之一，其中尤以地震为甚。我国地震的发生具有频度高、强度大、震源浅、分布广等特点，严重威胁着广大人民群众的生命安全。通过运用一系列防震减震措施，可有效提升我国处置地震灾害的各项能力。地壳形变观测作为一种有效的观测方法，现已在地震监测预报工作中获得了广泛应用。本文主要论述了地壳形变观测在地震监测预报中的发展与应用。
关键词：地壳形变观测；地震监测预报；发展与应用
1地壳形变观测在地震监测预报中应用的重要性
1.1地震造成的直接灾害
建筑以及构筑物的破坏，如房屋倒塌、桥梁断落、公路开裂以及铁路变形等；对地面产生破坏，如地面出现裂缝、喷水冒砂等现象；山体等自然环境的破坏，如山崩、滑坡、天然水池干涸等；海啸，海底地震造成巨大海浪冲上海岸，进而对沿海地区产生毁灭性灾害。除此之外，在一些大地震之中还会出现地光烧伤人畜的情况。在发生地震灾害之后，伴随而来的还有次生灾害，有时地震带来的次生灾害所造成的人员伤亡以及经济损失甚至比地震灾害还要大。以1932年日本发生的关东大地震为例，在地震来临之际倒塌的房屋仅仅只有1万间左右，但是因为该地震衍生出来的次生灾害火灾却烧毁了七十余万间房屋。
1.2地震带来的次生灾害
火灾，主要是因为地震之后火源失控所导致的次生灾害。水灾，主要是因为地震造成水坝决口或者山崩塞住河道所导致的。毒气泄漏，主要是因为地震对建筑物或者相关装置造成破坏所导致的泄漏。瘟疫，主要是地震对生态环境造成严重破坏后所导致的传染病。地震灾害还会对其地区带来严重的经济损失，同时还会产生大量的人员伤亡，不利于国家和谐稳定社会的建设工作。
1.3地壳形变观测的方法
在发生地震的过程当中，地球内部的力量会让岩石出现一些非常微小的改变，通过专业化的仪器可以实现对这种微小变化的观测记录的。例如通过激光测量地标标志之间发生的微小距离变化，利用水准仪对地面固定点的高差变化情况进行检测等。地壳运动观测技术是建立在全球卫星定位系统之上的，目前已经在我国各大地区地震检测工作中得到充分应用，通过应用该技术能够帮助工作人员计算出大陆地块的相对运动速率，同时获得大范围的地壳形变运动图像。在构造活动区之中，通过对地震活动断层的形变进行测量，可以实现对地震进行预测，从而在地震灾害发生的过程当中及时止损。地应变、地倾斜等定点形变测量指标能直接反映地壳介质的微动态变化，从而捕捉到地壳介质破裂前的力学变化信息。
2地壳形变观测在地震监测预报中的发展
2.1大地形变测量技术
我国于1963年开始应用大地形变测量技术，在1966年邢台地震后，地震活动较为频繁的区域开展了大范围的大地形变测量工作。此项测量工作在地震监测中发挥了重要作用，在1998年之前一直是我国地震监测的主要方式。但此项技术存在一定的弊端，如劳动强度过大、精确性较差、观测周期过长等，加之此项技术时效性较差，因此仅限于在中长期地震监测时应用。GPS技术的出现极大促进了大地形变测量技术的快速发展，实现了此项技术的革命性突破。GPS地壳形变测量技术具有成本低、精度高等优点，并且实现了多站点观测，同时在观测数据采样间隔、时效性等方面极大满足了当下地震监测预报的需求。我国于1998年建立起了以GPS作为主要观测技术的地壳运动监测网络，这成为我国地壳形变观测及地震监测预报的新一轮技术革命。随着世界各地区卫星导航系统持续发展，我国北斗导航系统与欧洲伽利略导航系统、俄罗斯格洛纳斯（GLONASS）连同GPS一同组成了全球卫星导航系统。
多系统的共同应用极大提高了全球卫星导航系统的精准度，这对监测地壳运动起到了积极的推动作用。
2.2布局地壳形变监测网
我国的地震灾害主要为内陆地震，较为频繁的地壳运动使得建立广泛的地壳形变监测网成为可能。GPS监测网络的成熟发展对构建地壳形变监测网起到了极大的促进作用，并且在工作过程中积累起了大量的宝贵资料，有效促进了我国地震地壳形变监测及前兆预测工作的顺利开展。
3地壳形变观测在地震监测预报中的应用
3.1大地测量技术在地壳形变观测中的作用
地震释放出一定的能量之后，需要重新进行能量积累方可进入下一次地震活跃期。据此，研究人员可通过计算地震释放出的能量进行下次地震预测。但就实际观察效果来看，符合这一特点的同震形变数量极少。造成此种局面的主要原因在于，监测网络精度及密度方面均未能达到相应的技术要求。在监测网络构建中，应以不低于10km作为建设监测网络的密度值。由于我国地震往往在两个板块的交界处发生，因此，可长期监测板块交界处两次地震之间的形变过程，这有利于监测人员了到相应的应变积累机制。若想全方位了解地震发生时的地壳变化情况，应重视大地测量技术的应用。在进行地震预报时，形变测量工作可实现对地壳板块相对运动及区域、震源应变场的及时观测，进而获得丰富的资料。
3.2地壳形变测量技术的分类及应用
地震监测过程中，应将获取地震前兆作为主要工作。各种类型的形变测量技术有其自身特点。其中，GPS作为影响范围最大、效果极好的应用系统，较为适用于基线长度大于200km并且测量精度低于±1cm的地壳形变测量之中。另外，大地形变测量技术适用于基线长度较低且测量精度要求不高的测量之中。
3.3先进的地壳形变观测技术能够有效压低噪声，提升信噪比
在经过几十年的不断发展之后，地震前兆观测技术取得非常大的发展成果，但是却并未完全成功。因为连续观测缓慢的前兆地球物理信息，对于仪器设备有着非常高的要求标准，同时需要对大量地标噪声干扰情况进行有效避免，并将来自地球内部的微小地震前兆信息进行监测，因此难度非常大。要想有效获取来自地球内部的微小地震前兆信息，首先需要选择一个合理的观测位置，同时将仪器设备和地壳之间存在的完全耦合的问题进行解决。地表观测工作具备低成本、宽敞等方面的特点，工作人员可以自由接近工作仪器，因此仪器安装、维修工作难度较低。但是由于地表层具备松散、遍布裂隙等特点，因此地表层会和深部完整的地壳脱节，进而将地壳深部传出的微小信息阻断或者歪曲。除此之外，严重的地表噪声将会将地壳深部传来的信息淹没或者模糊化。虽然应用线性预报理论可以将这些干扰去除掉一部分，但是剩余的噪声水平依然会对地壳深部传来的信息产生严重影响。
总结
地壳形变观测与监测预报应用需要将观测和科研紧密结合，需要地震人尤其是青年人员坚持“用科研指导观测、用观测促进科研”，从而推动地壳形变观测和科研的共同发展与进步，为地震监测预报事业贡献力量。
参考文献
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