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。

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。

海拔高度与卫星热红外亮温的关系是尚待深入研究的能反映地球表面热状态的重要信息,也是影响地震热红外异常分析的主要因素之一,文中把海拔高度每增加100m亮温降低的幅度称为亮温梯度,在系统筛选处理卫星热红外遥感数据的基础上,把中国大陆划分为西北、青藏、川滇、东北、华北和华南6个地区分别进行研究,取得了一些初步的结果:1)不同地区、不同月份亮温梯度的总体趋势相似,但又存在细节上的差异;2)各个地区的亮温梯度都小于前人根据气温资料计算得到的气温直减率(0.64℃/(100m)),而且在绝大多数情况下都<0.4℃/(100m),变化范围主要集中在0.15～0.35℃/(100m)之间;3)除青藏地区以外,其它5个地区的亮温梯度总体上表现为夏大冬小的特点。分析认为冬季冷空气的作用、大气对地面辐射的吸收衰减以及地理环境的差异等是影响亮温梯度时空动态的主要因素。

根据地面地质调查、浅层地震勘探、钻探等成果,分析了长江谷地安庆—马鞍山段的新构造运动和断裂活动特征。资料表明,该段谷地及其两侧新构造时期总体以弱的间歇性隆升运动为主,其中无为、安庆一带受NE,NNE向断裂活动的影响,古近纪—新近纪有较强烈的垂直差异运动,并一直持续到早、中更新世。谷地及其两侧基岩中发育NE—NNE向与NW向2组断裂,前者主要形成于印支期,后者主要形成于燕山期,其中控制新生代盆地发育且规模较大的断裂最新活动时代为中更新世,而发育在前新生界内部且规模较小的断裂最新活动时代为前第四纪。谷地中第四系厚度为10～50m,主要为晚更新世—全新世堆积,等厚线总体分布平稳,为正常的河谷堆积。沿谷地及其两侧地震活动较弱,历史上仅发生4次破坏性地震,最大地震为1585年巢湖南5(3/4)级地震,另有1次5(1/4)级地震、2次4(3/4)级地震,1970年有仪器记载以来,记录到的最大地震为M_L3.7。这些特征有利于该段谷地的地壳稳定性评价。

以2000年姚安M_S6.5地震、1997年玛尼M_S7.5地震为例,应用断裂带内外卫星红外亮温差(下文简称亮温差)值分析法,研究震中附近活动断裂上震前卫星红外异常的时间演化过程。分析结果表明,在正常时期红河断裂带内外的亮温差值在0～1.5℃范围内波动,而在异常表现很强烈的时段,沿红河断裂带内外的亮温差达到3℃以上,比正常时期高出2℃左右。通过对1997年11月8日玛尼7.5级地震发震断裂——马尔盖茶卡断层东段1996,1997,1998年3年带内平均值和带内外的亮温差值的对比研究发现,由于受大面积降雪的影响,1997年10月初至11月中旬,断裂带内平均亮温比1996和1998年同期亮温都要低,但断裂带内外亮温差值却比1996和1998年同期高出2～3℃左右。地震之后相对亮温差很快回到正常状态。运用同样的方法对华北和川滇近几年未发生强震的几条重要的活动断裂带的卫星红外亮温特征进行了研究,未发现类似震前红外异常的情况。