2015年9月24日陆丰ML4.3地震发生前后, 广东汕头流动重力测网中的陆丰、 博美、 南塘、 甲子、 溪西等测点出现重力异常, 2a累积重力变化大于3倍观测值中误差, 出现中期下滑与反向转折上升的陆丰重力异常区。同时, 陈店、 和平测点也出现重力异常区, 且陈店出现继承性单调上升的重力异常区, 2个重力异常区相邻, 但其异常性质可能不同, 可能存在地震重力异常和地面沉降重力异常。为分析震后地震发展趋势, 需确定其重力异常的性质, 采用数据分析与实地核查的方法区分各重力异常区的重力变化性质。结果表明: 陆丰重力异常区为地震重力异常, 陈店重力异常区为地面沉降重力异常。开展地震重力异常与地面沉降重力异常的特征分析, 有利于认识地震重力场演化与地震孕育的相关性、 捕捉地震重力变化前兆信息, 并为地震趋势预测提供参考。
对龙门山地区水汽动态的分析研究表明,在2013年芦山MS 7.0地震和2008年汶川MS 8.0地震前,龙门山地区大气相对湿度异常频次都出现了先逐年下降,然后快速回升的过程;下降时间较长,10a以上,上升时间较短,1~2a;震中位于异常频次相对下降和上升幅度都是最大的中心或邻近区域。在地震孕育中期阶段发生水汽异常趋势变化的原因可能是由于岩层裂隙的张合、地下流体的运动和地热能的变化,影响地面温度和潜热交换的速度所致。在地震孕育的中长期阶段(10a~几a),地壳岩石受压缩变形,孔隙、裂隙不断闭合或减少,由地下释放的热水、热汽减少,潜热交换速度也随之降低,相对湿度异常频次表现为逐年下降的趋势。在地震孕育的中短期阶段,地壳岩石变形进一步加大,可能导致微破裂不断扩展,由地下释放的热水、热汽由减少转为增加,潜热交换速度由降低转为迅速增加,相对湿度异常频度也表现出由逐年下降转为突发的快速上升。
在地震危险性分析和预测研究中,随着数值模拟技术的进步和对地球动力学过程认识的不断深入,有可能发挥越来越重要的作用。数值模拟一个区域内部的构造变形,在正常时期与观测结果应该是比较接近的,而当局部地方处于孕震临界失稳状态时,其实测结果就有可能与模拟结果不协调,据此有可能为地震的中期至短期预测提供有价值的信息; 应用数值模拟方法研究地震库仑应力变化,可模拟分析各种因素对库仑应力变化的大小和分布的影响,获得更接近实际的结果; 计算机模拟合成地震目录是解决建立区域地震预测概率模型数据不足的有效方法,未来的发展方向应该是建立更接近实际的三维动力学模型,同时考虑多场耦合作用,模拟断层活动的规律。
在地震危险性分析和预测研究中,自20世纪80年代初开始引入数值模拟方法以来,随着科学技术的不断进步,经历了由二维到三维,由线性到非线性,由弹性到粘弹性,由单场到多场耦合分析的改进和发展。地震的孕育和发生是复杂的物理过程,地震前的异常表现更是各种各样,但地震前的应变能量积累是地震发生的必要条件。地震预测分析必须首先考虑应变能量积累的状态。由于地球内部的难入性,直接测量震源深处的应力应变是很困难的事情,利用数值分析方法,建立地壳上地幔三维动力学模型,模拟岩层变形过程,是当前研究地壳能量转移、积累最有效的方法之一。
选取新疆地区1970年以来15次MS 6.0以上地震作为源地震, MS 4.0以上余震作为目标余震,对地震静态应力触发模型进行检验分析。结果表明,地震静态应力触发模型在新疆地区存在问题,80%的源地震发生后,其ΔCFS正区目标余震数量少于负区目标余震数量; 33%的源地震发生后,其正区目标余震数量远少于负区目标余震数量(前者不到后者的一半); 只有13.3%的源地震发生后,其正区目标余震数量远多于负区目标余震数量(前者是后者的2倍以上)。即使考虑源地震的震源深度、断层面走向、倾向和滑动角的不确定性因素,基本结果相同。在大多数震例中,发生在ΔCFS负区的目标余震数量多于发生在正区的目标余震数量,与地震静态应力触发模型不一致。作者进一步推论认为,基于应力、应变的增量变化进行地震短期预测是有局限性的。
以川西及其邻近地区为例,研究了在强震孕育中长期阶段水汽含量的时空动态特征。通过对2008年汶川8.0级地震、1976年松潘强震群和2010年玉树7.1级地震的分析,发现在川西及其邻近地区的强地震孕育过程中,水汽含量异常频度会出现先下降,然后快速上升的现象。下降开始时间较早,出现在震前10a以上,持续9a以上,属中长期异常信息; 而快速上升则发生在震前4a内,属中短期异常表现。地震前水汽含量异常的原因可能是由于岩层中裂隙、孔隙的开合、地下流体的运动和地热能的变化,影响地面温度和潜热交换的分布所致。