震研究層溫度變化監(jiān)測系統(tǒng)/震預(yù)警溫度檢測系統(tǒng)

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震預(yù)警監(jiān)測不同深度的溫監(jiān)測

     為區(qū)別表熱異常來自大氣還是下，應(yīng)該在震監(jiān)測站建立不同深度的溫測點(diǎn)，通過對比判定其來源等距離分點(diǎn)的不同深度溫差由上而下遞減表明熱源在大氣；等距離分點(diǎn)的不同深度溫差由上而下遞增表明熱源在下。堅(jiān)持常年觀測，要獲取長期溫與震的對比數(shù)據(jù)，發(fā)現(xiàn)震發(fā)生與低溫變化的對應(yīng)規(guī)律。

     摘要本文通過對震產(chǎn)生的機(jī)理進(jìn)行分析，指出球內(nèi)部的膨脹是產(chǎn)生震的直接原因，震前下溫度的升高是預(yù)報(bào)震的可靠信息，并給出監(jiān)測下溫度的簡單實(shí)用方法，利用該方法可以做到象預(yù)報(bào)天氣一樣預(yù)報(bào)震。

      對于震尤其是破壞性大的強(qiáng)烈震的準(zhǔn)確預(yù)報(bào)，一直是人們渴望的，而時刻監(jiān)測下的溫度變化，應(yīng)能實(shí)現(xiàn)人們的這一愿望。不論是衛(wèi)星熱紅外遙感探測的結(jié)果，還是穴居下的動物的異常表現(xiàn)，都能表明震前下溫度會升高。

     大震的發(fā)生，實(shí)際上是殼的局部破裂產(chǎn)生的。而殼的局部破裂的孕育過程即是造成下溫度升高的原因。

具體分析如下

1、建立球的壓力容器模型

     我們知道球是由殼、幔和核三部分組成。球的直徑是12756千米，核在球的心部，它的直徑是6946千米，殼的平均厚度只有35千米，在殼和核之間是高溫高壓的幔物質(zhì)。從整體上看，球就像是一個大壓力容器，殼就是這個壓力容器的器壁，而高溫高壓的幔物質(zhì)就是盛裝在這個壓力容器內(nèi)的液體介質(zhì)。殼的厚度不到球直徑的千分之三，可想而知我們球這個壓力容器的壁厚是多么的薄，如果將球按比例縮小到直徑為一米的球體，那么殼的厚度只有2.7毫米，這是個典型的薄壁壓力容器。

2、殼破裂的孕育過程及下溫度升高分析

     我們知道一個裝滿氣體的壓力容器，如果里面的氣體的壓力超過壓力容器所能承受的壓力時，壓力容器就會發(fā)生爆炸;而一個裝滿液體的壓力容器，如果里面的液體的壓力超過壓力容器所能承受的壓力時，它不會象氣體那樣發(fā)生爆炸，而是在壓力容器的某個局部方發(fā)生爆裂，這樣的爆裂雖然沒有氣體爆炸那樣劇烈，但也會產(chǎn)生很大的振動。在殼下的幔物質(zhì)，由于某種原因使其溫度升高，體積膨脹，相應(yīng)的壓力就會升高，這膨脹產(chǎn)生的多余體積要找一個方消化，在壓力的作用下，在殼的內(nèi)側(cè)某個薄弱的方就會被撕開一個裂紋，高溫高壓的幔物質(zhì)迅速擠入裂紋，并使裂紋不斷向上和長度方向擴(kuò)展。殼是由巖石構(gòu)成的，巖石是一種脆性材料，沒有延展性，當(dāng)裂紋向上擴(kuò)展到殼厚度的三分之二處左右時，剩下的三分之一厚度的巖石抵擋不住下面幔物質(zhì)的高壓作用，突然發(fā)生爆裂，震就此產(chǎn)生，這就是為什么通常大震的震源深度都在十千米左右的原因。

     殼破裂的孕育過程是比較慢的過程，通常需要十幾天甚至一兩個月，在這段時間里，殼內(nèi)的裂紋不斷向上擴(kuò)展，高溫高壓的幔物質(zhì)順著裂紋不斷向上擠壓，幔的高溫有足夠的時間將熱量通過巖石向面上遞，使這一區(qū)的下和表的溫度比平時要高，這是震前給我們發(fā)出的可靠信息，也是我們?nèi)菀讚渥降男畔ⅰ?/p>

3、震前下溫度升高的證據(jù)

    衛(wèi)星熱紅外遙感探測和穴居下的動物的異常表現(xiàn)都是震前下溫度升高的證據(jù)。

3.1 通過衛(wèi)星熱紅外遙感技術(shù)對震發(fā)生區(qū)的探測，證實(shí)了大震發(fā)生前遙感熱紅外異常，表溫度有升高現(xiàn)象。在《球物理學(xué)進(jìn)展》雜志第23卷(2008年第四期，頁碼1273～1281)上，有一篇《遙感技術(shù)在震研究中的應(yīng)用》文章，文中詳細(xì)介紹了震前后，衛(wèi)星熱紅外遙感的情況。

以下引用該文的部分內(nèi)容

    “80年代，前蘇聯(lián)A.A.Tronin等利用10000景NOAA圖像，對中亞區(qū)的震活躍區(qū)進(jìn)行衛(wèi)星熱紅外遙感圖像進(jìn)行分析，發(fā)現(xiàn)該區(qū)的震活動性與遙感紅外異常、斷裂構(gòu)造的活動有關(guān)。異常溫度可達(dá)幾度的量級，異常的形態(tài)為線性條帶。他同時還指出，遙感紅外異常與下水、溫效應(yīng)等環(huán)境因素也存在一些。

     隨后，Tronin等在10多年內(nèi)展開了更深入的研究，對中國、日本和堪察加半島的熱紅外遙感研究結(jié)果表明(1)異常通常在震前6～24天出現(xiàn)，并持續(xù)到震后一個星期;(2)異常對M>4.7級震敏感;(3)異常范圍超過100km長和10km寬;(4)異常溫度達(dá)到3～6℃;(5)溫度異常與斷層分布有關(guān);(6)震井水增溫異常與表溫度異常看起來是相似的。”

    震來臨前下往往會出現(xiàn)大面積的增溫異常現(xiàn)象，用衛(wèi)星遙感熱紅外技術(shù)試圖能夠觀測到這種球表溫度變化的范圍和幅度，將日常值與震來臨前的異常值進(jìn)行比對分析，從而實(shí)現(xiàn)對震的預(yù)測預(yù)報(bào)。2004年，四川省震局首先使用美國的兩顆衛(wèi)星嘗試通過“遙感熱紅外技術(shù)”預(yù)測震。“如今，越來越多的研究學(xué)者正在深入研究表及層不同深度溫度的變化與震的關(guān)系。

3.2 震前穴居下的動物的異常表現(xiàn)可證實(shí)下溫度增高，而溫度增高的熱量是來自球的內(nèi)部，典型的動物異常現(xiàn)象是，在寒冷的冬天，冬眠蛇出洞在雪里凍僵、凍死。有雪的面其溫度應(yīng)低于0℃，而蛇的洞穴離面不會很深，洞穴內(nèi)的溫度也不會很高，一般在10℃以下，在這樣低的溫度下，冬眠的蛇處在僵硬的狀態(tài)，是不可能爬出洞外到雪上的。促使蛇從洞穴里爬出來的原因只有一個，那就是洞穴內(nèi)的溫度升高，而使洞穴溫度增高的熱量只能來自下深處。由此可見，震前下溫度增高是毫無疑問的。

4、監(jiān)測下溫度的裝置和監(jiān)測方法

     溫度監(jiān)測裝置的設(shè)計(jì)很簡單，包含一條多點(diǎn)測溫線和一臺溫度采集器，二者用導(dǎo)線連起來即可，溫度采集器采用無線輸方式，便于集中監(jiān)控。監(jiān)測方法是將多點(diǎn)測溫線埋入下100-500米深處，用導(dǎo)線連接到面上的溫度采集器上即可。其所以將探頭埋入下100-500米深，是因?yàn)檫@里不會受面的氣溫變化的影響，常年溫度基本不變，同時可以監(jiān)測到不同深度層的溫度變化情況，溫度采集器可設(shè)置在下100-500米處的年平均溫度高3℃左右發(fā)出警報(bào)。溫度監(jiān)測裝置的布置密度在人口居住多的方可每平方公里布置一條測溫線，在人口居住少的方可每兩平方公里或每三平方公里布置一條測溫線。

5、監(jiān)測下溫度變化預(yù)報(bào)震的準(zhǔn)確性分析

     我們知道震預(yù)報(bào)有三個要素時間、空間和強(qiáng)度。(1)時間的確定根據(jù)衛(wèi)星熱紅外遙感分析的結(jié)果，異常通常在震前6～24天出現(xiàn)，可能下溫度探頭比這要早兩天就能發(fā)出下溫度增高的警報(bào)，不過預(yù)報(bào)震在20天范圍內(nèi)發(fā)生，在時間上應(yīng)是比較精確的，隨著人們的經(jīng)驗(yàn)的提高，這個范圍應(yīng)可縮短。(2)空間的確定我們安裝溫度監(jiān)測裝置的密度可根據(jù)人口居住的疏密程度來確定。根據(jù)衛(wèi)星熱紅外遙感分析的結(jié)果，異常范圍超過100km長和10km寬，在這1000平方公里的范圍內(nèi)，安裝溫度監(jiān)測裝置密的方有1000多個，稀的方也有330多個，可以圈定將要發(fā)生震的范圍，而且還可以根據(jù)這些溫度監(jiān)測裝置所監(jiān)測的溫度的高低不同，可以圈定殼將要破裂的方，即震的震源所在。(3)強(qiáng)度的確定震強(qiáng)度的大小與下溫度升高的程度有關(guān)，下溫度升的越高，表明幔物質(zhì)上升的離面越近，其震源越潛，震強(qiáng)度越大。在監(jiān)測下溫度升高時，可采用階梯式預(yù)報(bào)，如下溫度每升高3℃，對應(yīng)的震強(qiáng)度提高0.5級，即在發(fā)現(xiàn)下溫度比平時高3℃時，就可按低4.7級發(fā)出預(yù)報(bào)，當(dāng)溫度又升高了3℃，震等級相應(yīng)加高0.5級，即按5.2級發(fā)出預(yù)報(bào)。如果在此期間震發(fā)生，并低于5.2級，不能放棄對下溫度的監(jiān)測，如果溫度繼續(xù)升高，按上述方法發(fā)出高級別預(yù)報(bào);如果下溫度不再升高并有下降趨勢，表明不會再有高級別震發(fā)生，可解除震警報(bào)。

     利用監(jiān)測下溫度的方法預(yù)報(bào)震，簡單、易操作，不論是時間、空間和強(qiáng)度都能達(dá)到較精確的預(yù)報(bào)。而該裝置結(jié)構(gòu)簡單，造價低廉，如果在全國九百六十萬平方公里全布置，形成監(jiān)測網(wǎng)，總造價不超過一百億元人民幣，這比一次大震所帶來的損失要低的多。更主要的意義是他打破了震不可預(yù)測的論斷，能夠挽救很多人的生命。希望國家有關(guān)部門盡快進(jìn)行論證，并組織實(shí)施。

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