地震预测

地震预测
根据所认识的地震发生规律，用科学方法对未来地震发生的时间、地点和 强度作
预先的估计。地震预报则是在具备一定可靠程度的前提下将地震预测的意见向公众宣
布。 有实用价值的地震预报必须同时报出时间、地点和强度。科学的地震预测是将来
实现地震预报的基础。
地震预测是第二次世界大战结束以后开展的探索性研究项目，特别是中、短期或
临震前的预 测尚处于探索阶段，远远没有到可以实用的程度。一些学者对实现地震预
报抱有怀疑，对于用行政手段组 织地震预测持保留态度。
地震预测的科学前提是认识地震孕育和发生的物理过程，包括地球介质物 理、力
学性质的异常变化。但是人类对地震成因和地震发生的规律还知之甚少，主要是因为
地震 是宏观自然界中大规模的深层的变动过程，不同于实验室中单纯的可控条件下进
行的样品试验，其影响因 素过于复杂，还可能有人类未知的因素存在。人们所能做的
是在地面上观测某些物理量，这种观测通常是 不完全的和不完善的。在当代科学技术
条件下，人们还不能深入地球内部直接或间接观测深层介质的物理 状态 ，因为测量
过程本身就将打破原有的状态。而所能观测的物理量异常变化是否与地震的发生真正< br>相关还不能确知 。这就是地震预测研究所以进展缓慢的真实原因。
地震预测研究有3种不同的思路:
①地震地质。地震发生在地壳中上层，故认定地震应属于地质过 程。研究已发生
的大地震的地质构造特点，应有助于今后判定何处具备发生大地震的地质背景。但有些地震发生前，地质构造往往不甚明朗，震后才发现有某个断层，认为与地震有关。
②地震统 计。对过去已发生的地震，运用数理统计方法，从中发现地震发生的规
律，特别是时间序列的规律，根据 过去以推测未来。此法把地震问题归结为数学问题。
因需要对大量地震资料作统计，研究的区域往往过大 ，所以判定地震的地点有困难，
而且外推常常不准确。
③地震前兆。地震是地球介质的破 裂，故认定地震应属于物理过程。观测地球物
理场各种参量以及地下水等异常变化，可能找到有用的地震 前兆 。前兆研究中的最
大困难是，观测中常遇到各种天然的和人为的干扰，而所谓的前兆与地震的对应 往往
也是经验性的。尚未找到一种普遍适用的可靠的前兆。
以上 3种思路都有片面性，都不能独立地解决地震预测问题 。实际采取的是综
合的办法，把3种不同思路所 得放在一起对比参照，力求对未来的地震活动作出估计。

地震预测是世界难题，第一， 地球的不可入性。大家知道上天容易入地难，我们
对地下发生的变化，只能通过地表的观测来推测；第二 ，地震孕律的复杂性。通过专
家多年的研究，现在逐渐认识到地震孕育、发生、发展的过程十分复杂，在 不同的地
理构造环境、不同的时间阶段，不同震级的地震都显示出相当复杂的孕律过程；第三，
地震发生的小概率性。大家可能都感觉到，全球每年都有地震发生，有些还是比较大
的地震。但是对于一 个地区来说，地震发生的重复性时间是很长的，几十年、几百年、

上千年，而进行科学研 究的话，都有统计样本。而这个样本的获取，在有生之年都非
常困难。
由于地震预测作为 一个世界性科学难题，全世界都在努力研究地震预测，探索地
震预测的有效途径，但就现在来说，不管国 内还是国际上，还很难完全准确地预报地
震。一次真正的有社会显示度的预报意见必须给出未来地震时间 、地点和震级，即时
空强三要素，一种实用的预报方法必须具有较高的准确率。
动物对于 地震更为敏感，许多动物的某些器官感觉特别灵敏，它能比人类提前知
道一些灾害事件的发生，例如海洋 中水母能预报风暴，老鼠能事先躲避矿井崩塌或有
害气体等等。至于在视觉、听觉、触觉、振动觉，平衡 觉器官中，哪些起了主要作用，
哪些又起了辅助判断作用，对不同的动物可能有所不同。伴随地震而产生 的物理、化
学变化（振动、电、磁、气象、水氡含量异常等），往往能使一些动物的某种感觉器
官受到刺激而发生异常反应。如一个地区的重力发生变异，某些动物可能能过它的平
衡器官感觉到；一种 振动异常，某些动物的听觉器官也许能够察觉出来。地震前地下
岩层早已在逐日缓慢活动，呈现出蠕动状 态，而断层面之间又具有强大的磨擦力，于
是有人认为在磨擦的断层面上会产生一种每秒钟仅几次至十多 次、低于人的听觉所能
感觉到的低频声波。人要在每秒20次以上的声波才能感觉到，而动物则不然。那 些
感觉十分灵敏的动物，在感触到这种声波时，便会惊恐万状，以致出现冬蛇出洞，鱼
跃水面， 猪牛跳圈，狗哭狼吼等异常现象。动物异常的种类很多，有大牲畜、家禽、
穴居动物、冬眠动物、鱼类等 等。动物反常的情形，人们也有几句顺口溜总结得好：

震前动物有预兆，群测群防很重要。
牛羊骡马不进厩，猪不吃食狗乱咬。
鸭不下水岸上闹，鸡飞上树高声叫。
冰天雪地蛇出洞，大鼠叼着小鼠跑。
兔子竖耳蹦又撞，鱼跃水面惶惶跳。
蜜蜂群迁闹轰轰，鸽子惊飞不回巢。
家家户户都观察，发现异常快报告。
除此之外，有些植物在震前也有异常反应，如不适季节的发芽、开花、结果或大
面积枯萎与异常繁茂等。

地震预测--地震前的预兆(图)
作者： rebweb 日期： 2008-05-14 12:34:21 浏览：

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地震前，在自然界发生的与地震有关的异常现象，我们称之为地< br>震前兆，它包括微观前兆和宏观前兆两大类。常见的地震前兆现象有：

(1)地震活动异常；(2)地震波速度变化；(3)地壳变形；(4)地下水异常
变化；(5)地下水 中氡气含量或其它化学成分的变化； (6)地应力变化；
(7)地电变化；(8)地磁变化；(9)重 力异常；(10)动物异常；(11)地声；
(12)地光；(13)地温异常等等。当然,上述这些异 常变化都是很复杂的,
往往并不一定是由地震引起的。例如地下水位的升降就与降雨、干旱、
人 为抽水和灌溉有并。再如动物异常往往与天气变化、饲养条件的改变、
生存条件的变化以及动物本身的生 理状态变化等等有关。因此，我们必
须在首先识别出这些变化原因的基础上，再来考虑是否与地震有关。

地震前动物的主要异常反应

大震前，飞禽走兽、家畜家禽、爬行 动物、穴居动物和水生动物往
往会有不同程度的异常反应。大震前动物异常表现有情绪烦燥、惊慌不安；或是高飞乱跳、狂奔乱叫；或是萎靡不振、迟迟不进窝等。动物异
常观测对地震预报具有一定的 意义。震区群众总结出这样的谚语：震前
动物有预兆，抗震防灾要搞好。牛羊驴马不进圈，老鼠搬家往外 逃；鸡
飞上树猪拱圈，鸭不下水狗狂叫；兔子竖耳蹦又撞，鸽子惊飞不回巢；
冬眠长蛇早出洞， 鱼儿惊惶水面跳。家家户户要观察，综合异常做预报。

动物震前异常反应的主要特点

(1)发生动物异常的前兆时间分布：大量震前动物异常的 时间分布
主要集中在地震的前几天到震前几小时。 (2)震前动物异常地区分布特
点：一般地 说，一个7级地震前的动物异常反应范围可达一、二百甚至

数百公里。震级大，其异常分 布范围也大；震级越小，异常的范围也越
小。(3)震前动物异常与震级的关系：随着地震震级增大，动 物异常的
种类、数量、分布地区和反应的强烈程度都有相应的增加。一般说来，
3级左右的地震 前，个别动物出现异常反应。5级左右的地震前，在一
定的地区范围内，常见动物会出现较为明显的异常 。7级左右的强烈地
震前，较大地区范围内，许多动物出现大量的强烈异常。动物异常反应
与烈 度的分布关系明显。烈度越高的地区，异常反应量越大。

对动物异常情况进行观察的方法

动物异常观察点应选在地震活动重点监视区域，选择周围 环境安
静，干扰和污染比较少的地点。观察点可设在动物园、气象站，有一定
规模的饲养场和养 殖场；最好与其它的前兆手段观测点合设或地点相
近，便于资料的综合分析。观察动物的选择要注意来源 方便与经济；普
遍多见又易于观察的动物，如家鼠、泥鳅、鲶鱼、蛇、家鸽、鹦鹉和马、
羊、猪 、狗、鸡等家禽家畜等。圈养动物可作定点定时观察，并记录动
物的行为活动、水温、气压环境变化等。 条件不允许时，也可采取早、
午、晚各观察一次或随时观察，并做详细记录。对于野生动物可作定线观察，早、午、晚定时各一次，记录所见到的各种动物的种类、数量和
天气状况。观察结果要做到定 时上报汇总，及时作出时——空分布图，
进行综合分析。

地震发生前有些动物会有异常表现

震前地下水的异常现象

大震前，地下含水层在构造变动中受到强烈挤压，从而破坏了地表
附近的含水层的状态，使地下水重新分布，造成有的区域水位上升，有
些区域水位下降。水中化 学物质成分的改变，使有些地下水出现水味变
异颜色改变，出现水面浮“油花”，打旋冒气泡等。地下水 位和水化学
成份的震前异常，在活动断层及其附近地区地区比较明显，极震区更常
集中出现。灾 区群众说：井水是个宝，前兆来得早。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。天变雨
要到，水变地要闹。

地下水有时也会出现异常

震前的地声

不少大震震前 数小时至数分钟，少数在震前几天，会产生地声从地
下传出。有的如飞机的“嗡嗡”声；有的似狂风呼啸 ；有的象汽车驶过；
有的宛如远处闷雷；有的恰似开山放炮，¨¨¨地声的分布很广，高烈
度区 更为突出。按灾区群众经验说根据地声的特点，能够判断出地震的
大小和震中的方向，“大震声发沉，小 震声音发尖；响的声音长，地震
在远方；响的声音长，地震在远方；响的声音短，地震在近旁。”

地震前还会出现地声与地光等现象。




地光明亮而恐怖，地震强烈而怪异。




用于地震前兆观测地体积式应变测量仪和体应变辅助测量仪

地震仪

目录
最早的地震仪
现代地震仪发展历程
现在的地震仪
测量技术发展
仪器工作原理
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最早的地震仪
地震仪是一种监视地震的发生，记录地震相关参数 的仪器。我国汉朝的科学家张
衡，在公元132年就制成了世界上最早的“地震仪”——地动仪。
这架仪器是铜铸的，形状像一个酒樽，四周有八个龙头，龙头对着东、南、西、
北、东南、 西南、东北、西北八个方向。龙嘴是活动的，各自都衔着一颗小铜球，每
一个龙头下面，有一个张大了嘴 的铜蛤蟆，仪器的内部中央有一根铜质“悬垂摆”，柱
旁有八条通道，称为“八道，还有巧妙的机关。当 某个地方发生地震时，悬垂摆拨动
小球通过“八道”，触动机关，使发生地震方向的龙头张开嘴，吐出铜 球，落到铜蟾蜍
的嘴里，发生很大的声响。于是人们就可以知道地震发生的方向。
经过公 元134年的甘肃西南部的地震试验，完全证实了它检测地震的准确性。它
比欧洲创造的类似的地震仪早 了1700多年。可惜的是东汉地动仪早已失传，现在我
们看到的地动仪都是后人根据史籍复原的。
由于地动仪只是记录了地震的大致方向，而非记录地震波，所以相当于是验震器，
而非真正 意义上的地震仪。
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现代地震仪发展历程
第一台真正意义上的 地震仪由意大利科学家卢伊吉·帕尔米里于1855年发明，它
具有复杂的机械系统。这台机器使用装满 水银的圆管并且装有电磁装置。当震动使水
银发生晃动时，电磁装置会触发一个内设的记录地壳移动的设 备，粗略地显示出地震

发生的时间和强度。
第一台精确的地震仪，于18 80年由英国地理学家约翰·米尔恩在日本发明，他也
被誉为“地震仪之父”。在帝国大学的同事詹姆斯 ·尤因和托马斯·格雷的帮助下，约翰·米
尔恩发明出多种检测地震波的装置，其中一种是水平摆地震波 检测仪。这个精妙的装
置有一根加重的小棒，在受到震动作用时会移动一个有光缝（一个可以通过光线的 细
长缝）的金属板。金属板的移动使得一束反射回来的光线穿过板上的光缝，同时穿过
在这块板 下面的另外一个静止的光缝，落到一张高度感光的纸上，光线随后会将地震
的移动“记录”下来。今天大 部分地震仪仍然按照米尔恩和他助手的发明原理进行设计。
科学家将继续通过研究地壳的移动和摆锤的摆 动的关联性来探测地球的震动。
1906年俄国王子鲍里斯·格里芩发明了第一台电磁地震仪，在这台机器的设计中，
他利用了19 世 纪由英国物理学家迈克尔·法拉第提出的电磁感应原理。法拉第的感应
原理认为磁铁磁力线密度的改变可 以产生电荷。在此基础上，格里芩制造出一种仪器，
可以在感受到震动时将一个线圈穿过磁场，产生电流 并将电流导入检流计中，检流计
可以测量并直接记录电流。电流随后移动一面镜子，如同米尔恩所制作的 引导光线的
金属板一样。这个电子装置的优点在于记录器可以放置在实验室里，而地震仪可以被
安放在比较偏僻的的可能会发生地震的地点。
20世纪时，核能测试检测系统的出现促进了现代地 震仪的发展。尽管地震会对
人身和财产安全造成巨大损失，直到地下核爆炸的威胁促使世界性的地震监测 仪网络
（WWSSN）于1960年建立后，地震仪才被大规模地投入使用，在60多个国家共设
立了120多台地震仪。
发展于第二次世界大战后，普雷斯·尤因地震仪使研究者能够记录长周 期地震波
——波在相对较慢的速度下传递很长时间。这种地震仪使用的摆与米尔恩模型中所使
用 的类似，不同的是使用一条有弹性的金属线代替枢轴支撑加重的小棒以减少摩擦。
战后还对地震仪进行了 以下改进，引进自动计时器使计时更加准确，使用狮子读出器，
可以将数据放入计算机中进行分析等。
现代地震仪最重要的发展是应用地震检波器组合。这种组合，有些由几百个地震
仪组成，都 连接到一个单独的中心记录器上。通过对不同地点产生的地震波图的进行
比较，研究者可以确定震中位置 。
我们现在在地震研究中使用的地震仪主要有三种，每一种都有与它们将要测量的
地震震 动幅度（速度和强度）相应的周期（周期指的是摆完成一次摆动所需的时间长
度，或者来回摆动一次所需 的时间）。
短周期地震仪一般用于研究初次和二次震动，测量移动速度最快的地震波。这是
因为这些地震波移动速度太快，短周期地震仪在不到一秒钟的时间就能完成一次摆
动；它同样能够放大 记录下来的地震波图，使研究人员能够看出地壳瞬间运动的轨迹。
长周期地震仪使用的摆锤一般需 要20秒左右的时间完成一次摆动，可以用来测
量跟随在地壳初次和二次震动后的较缓慢的移动。地震检 测仪网络现在使用的就是这
种类型的工具。
具有最长摆锤摆动周期的地震仪叫超长型或宽 波段地震仪。宽波段地震仪的应用

越来越广泛，通常能够对全世界范围内的地壳运动提供 更为全面的信息。
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现在的地震仪


记 录地震波的仪器称为地震仪，它能客观而及时地将地面的振动记录下来。其基本原
理是利用一件悬挂的重 物的惯性，地震发生时地面振动而它保持不动。由地震仪记录
下来的震动是一条具有不同起伏幅度的曲线 ，称为地震谱。曲线起伏幅度与地震波引
起地面振动的振幅相应，它标志着地震的强烈程度。从地震谱可 以清楚地辨别出各类
震波的效应。纵波与横波到达同一地震台的时间差，即时差与震中离地震台的距离成
正比，离震中越远，时差越大。由此规律即可求出震中离地震台的距离，即震中距。
值得注意的是，地震仪只能用于测量地震的强度、方向，并不能用于预测地震。

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测量技术发展
公元132年，在京师(河南洛阳)盛传着一个惊 人的消息，说太史令张衡发明了一
种仪器，可以观测到发生地震的时间和方位。但也有人不相信，认为地 震发生在几百
里以外，人怎么能测出来呢？这不成“决胜千里之外”了吗？
张衡生于公元 78年，死于139年，是我国古代杰出的科学家。他在数学、天文、
地震等方面，都有突出的成就。张 衡发明的仪器叫地动仪，这是世界上第一架地震仪。
据《后汉书》记载，地动仪以精铜铸造而成，圆径达 八尺，外形像个酒樽，机关装在
樽内，外面按东、西、南、北、东北、东南、西南、西北八个方位各设置 一条龙，每
条龙嘴里含有一个小铜球，地上对准龙嘴各蹲着一个铜蛤蟆，昂头张口，当任何一个
方位的地方发生了较强的地震时，传来的地震波会使樽内相应的机关发生变动，从而
触动龙头的杠杆，使 处在那个方位的龙嘴张开，龙嘴里含着的小铜球自然落到地上的
蛤蟆嘴里，发出铛铛的响声，这样观测人 员就知道什么时间，什么方位发生了地
震。
公元134年12月13日，这台地动仪西方 的龙嘴张开了，铜球“铛”的一声落到蛤

蟆嘴里，测知洛阳以西发生地震。但由于洛阳没 有感到震动，所以很多人议论纷纷，
说这台仪器不准。几天以后，信使飞马来报，距离洛阳以西一千多里 的陇西（甘肃东
南部）发生了地震，这才使朝廷内外“皆服其妙”。
近代的地震仪在1880年才制成，它的原理和张衡地动仪基本相似，但在时间上
却晚了1700多年。
我国第一个地震观测台是1930年由着名地震学家李善邦主持建立的，位置在北
京鹫峰。 经过半个多世纪的奋斗，我国地震台由一个发展到几百个，目前已拥有全国
基本台网，大地震速报台网， 都可以由地震仪记录下来，并报送到中国地震局分析预
报中心，使我国地震观测技术处于世界前列。
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仪器工作原理
地动仪中有一根倒立的、重心较高的长木椎，处于 不稳定状态，这和倒竖一个啤
酒瓶相似。当地震波传来是，仪器的底座起始的运动方向是指向震中，向相 反方向的。
由于本身的惯性作用，这时候木椎倒下的方向，就是指向震中的。木椎倒下触发了这
个方向的一个杠杆，杠杆带动这个方向的一个龙头，龙头就释放了口中的木珠，从而
指示了震中的方向。
地动仪不能判定震中的距离和大小。
现在的地震仪原理的解释出现在《新概念英语》 第四册的一篇课文上。文章的题
目为《记录地震》。那么，地震已是如何工作的呢？最粗糙的测试地震的 方法是将不
同高度的小圆柱体放在一个水平的平面上，当地震发生时，这些圆柱体会倒下。不同
程度的地震会导致不同稳定性的圆柱体倒下。也就是说，当地震不强烈时，仅仅那些
最不稳定的圆柱体倒 下，而地震很强时，所有的圆柱体都会倒下。这只是简单的一个
测试地震的方法，无法精确的记录地震的 波动状况。因此，这种测试工具需要进一步
改进。
我们知道，当我们写字的时候，笔在纸 上移动，从而留下了痕迹。相反，如果我
们保持笔不动而纸移动，我们也可以在纸上留下痕迹。这种原理 可以用来记录地震的
波动情况。有些人会担心，当地震发生时，纸和笔都在动，如何可以精确的记录地震
的运动情况呢？我们可以做一个小试验。取一段长线（一米足矣），在线的一头系上
一个重物， 用手拿住线的另一头，将重物悬于空中，但是保持重物的地段刚好轻轻接
触地面，然后轻轻的前后左右的 摆动拿着线的手，你会发现重物的低端几乎不会移动。
这其中的原理就是惯性。线一端已经随手的移动而 移动，但是重物的一端由于惯性的
作用，仍然保持在原处。也许移动的手会对重物的位置产生影响，这种 影响已经通过
长长的线大大地削弱了。同样的道理，如果，我们将纸放在下面，用一支可以书写的
笔代替重物，我们就可以记录地震的波动情况了。
事实上，为了记录更精确，平铺的纸可以用一 个随着轮子转动的纸圈代替，这样，
当地震没有发生的时候，笔会在纸上留下一条直线，当地面发生于此 垂直的波动时，

就会在纸上留下波浪状的记录。但是，问题是，无法记录与直线同方向的 波动。但是，
多个不同方向的设备可以削弱这些不利情况。