InNSAR在地震研究中的应用 张国安等（1）

InNSAR在地震研究中的应用 张国安等（1） 科技动态 ——地壳运动与地震 2002年6月 第2期(总第64期) 目次 专题综述 InNSAR在地震研究中的应用 ????????????????????????????????????????????????????????????????????????????? 张国安等(3) 地震波的时间反转以及非线性佯缪(述评) ???????????????????????????????????????????????????????? 郑文衡(7) 动态报导 小波—时频分析的一种工具(I. Daubechies) ???????????????????????????????????????????????? 张 燕 译(8) 用InSAR技术获得加州1999年Mw7.1地震震中区 三维地表应力场(Y. Fialko等) ???????????????????????????????????????????????????????????????????? 张国安 译(9) 由电磁异常获得的震兆特征 ???????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????? (9) InSAR干涉测量揭示台南台地隆起(B. Fruneau等) ????????????????????????????????????????????????????? (9) 地球物理流体对GPS卫星运动的影响(Johnson T. J.等) ???????????????????????????????????????????? (10) 火山震动的固有与散射Q值的分离(E. Del Pezzo等) ????????????????????????????????????????????????????? (10) 谐振状态下破裂的声学特征与几何形状的关系(H. Kumagai等) ?????????????????????????????? (10) 大地震沿圣贾辛托断层迁移:1857特戎堡地震以来的应力扩散(P.A. Rydelek) ?????????? (11) 扩散至最近一千年的K/Ar测龄技术用于泰德火山(西班牙) 最年青的火山喷发事件(X. Quidelleur等) ????????????????????????????????????????? 张国安 译(11) 采用微型X射线计算机层析成像进行三维破裂的定量分析(Geet. M.V.等) ????????????????? (12) 根据新的地震试验获得的塔斯马尼亚构造地质史的新证据(Raulinson N.等) ??????????????? (12) 南冰岛地震带2000年6月2次Ms6.6地震的同震干涉图(Pederson R.等) ?????????????????? (12) 绘制1994年北岭地震断层带视应力和能量辐射的一种 方法 快递客服问题件处理详细方法山木方法pdf计算方法pdf华与华方法下载八字理论方法下载 : 重新调查(McGarr A.等) ???????????????????????????????????????????????????????????????????????????? 胡 坚 译(13) 视应力随地震的大小变化吗,(Satoshi I.等) ????????????????????????????????????????????? 胡 坚 译(13) 地震的动力学触发:线性滑动相关摩擦事例(Voisin C等) ????????????????????? 胡 坚 译(14) 恒定的应力降、估算独立的地震效能与尖峰(Beeler N.M.) ???????????????????? 胡 坚 译(14) 译 文 非线性吸收的热粘性流体中时间反转脉冲的振幅衰减(M. Hallaj等) ????????? 胡哲峰 译(14) 东海地震对策必须重新审订(茂木清夫) ???????????????????????????????????????????????????? 罗 岚 译(19) 不断改进的气象厅地震观测网的处理系统(石川有三) ???????????????????????????? 罗 岚 译(25) 日本强震观测的历程(小林启美) ???????????????????????????????????????????????????????????????? 罗 岚 译(26) 断层形态与地震破坏的动态模拟(青地秀雄) ???????????????????????????????????????????? 罗 岚 译(30) 机构介绍 名古屋大学地震预报观测地区中心 ???????????????????????????????????????????????? 张国安 胡 坚 译(33) 书 评 加利福尼亚与地震为伴:生存指南 ???????????????????????????????????????????????????????????????? 陈耿琦 译(36) 科学家介绍 Eos空间物理学与高层大气物理学编辑 约?博罗维斯基(Shermonta L.Grant)??????????????????????????????????????????????????????? 张国安 译(37) 资料介绍 日通过“地球变暖对策大纲” ?????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????? (38) Eos卫星资料接收处理系统交付使用 ??????????????????????????????????????????????????????????????????????????????? (39) 亚洲第一井钻探首战告捷 ?????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????? (39) 美将建太空铁路 ?????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????? (40) 厄尔尼诺年内可能再现 ?????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????? (40) 主编:郭唐永 副主编:张国安 本期责任编辑:张国安 专题综述 InNSAR在地震研究中的应用 张国安 胡 坚 ,中国地震局地震研究所 武汉～430071, 崔 秋 文 ,中国地震局地震数据信息中心～北京～100045, 摘 要 介绍了将InSAR用于检测地表形变,地壳形变和火山形变,和地震 研究应用中的进展、取得的结果与相关问题以及在地震研究中的前景。 1 引 言 近年来，随着GPS在空间大地测量中的广泛应用，为研究地壳动力学(板块运动以及全球构造和区域构造运动)提供了丰富的资料，将地球动力学的研究不断地 [1][2]推向深入并取得新的成果。在地震预报方面，以地壳形变监测为目的的区域定点 [3]GPS网(CGPS)发展迅速，世界许多国家都建立了自己的CGPS网，这对探测震 [4]源区的地震形变过程、监测地震的形变前兆提供了有效的手段。 尽管这些CGPS网可以提供时间分辨率很高的观测数据，但就空间分辨率而言，仍不能满足监测活断层特征的需要，所以人们希望能有在空间上以更高密度检测地 [5]壳形变的手段。SAR(合成孔径雷达)技术在地形变监测上的应用，弥补了CGPS在空间分辨率上的不足，满足了上述要求。该技术能以1cm的高精度监测地壳形变的面上分布，观测到的面密度很高，通常在100km?100km左右的区域上可以每隔100m的间隔格点检测地壳形变，对于确定发震断层模型及其参数、弄清发震机制提供了新的重要依据。本文简要地描述了InSAR(合成孔径雷达干涉测量)，综述了将SAR应用于地壳形变监测与地震研究方面的进展。 2 SAR与InSAR 合成孔径雷达(SAR)是不与对象直接接触进行测量的一种遥感技术，其原理是将雷达的微波脉冲发射到对象物表面，再解释对象物的反射波，以此弄清对象物表面的起伏或构造。在图象处理阶段，采用合成孔径技术将信号合成。合成孔径雷达中使用的合成孔径技术由以下两种技术构成:其一是解调发射频率的脉冲压缩技术，用以提高飞行器(卫星或飞机)轨道相直交方向的分辨率;其二是构成假设的轨道上的大孔径雷达天线的合成孔径技术，以提高与轨道平行方向上的分辨率。应用以上两种技术处理，对地面上每个网格(约20m?20m)的像元测定其反射波的特性。然后，解析合成孔径雷达信号得到地面像元提供的反射波的强度和相位两类信息。由于根据观测反射波强度提取有关对象物位置信息时，其图象分辨精度达不 到地壳形变观测的要求(厘米或亚厘米)，所以利用的是后者即相位进行地壳形变测[6]量。 合成孔径雷达干涉测量(InSAR)利用了包括天线到地表信息的相位，据此高精度地测定地面起伏、标高(用于测绘制图)和地壳形变。在合成孔径雷达干涉测量中，定义相位是微波的发射波和反射波的电波相位差。如果对地面上同一地点实施运行轨道完全相同的两次雷达观测，对这两次相位进行比较，若有不同则反映了地壳形变。将两个不同时间观测到的图象相位差作处理即是干涉处理，得到的与相位差相应成比例的视觉化图象称为干涉图象。 SAR最常用的频带有C、L和X波段，以上波段的微波对植被的穿透能力很强，有相当比例的杂草树叶都可以穿透，可以直接测定卫星到地面或树干等随时间变化不大的对象物的距离，相比较而言，以5cm左右波长的微波对多植被的地区获得的效果要好一些。但在植被覆盖太厚的地区则不宜使用这种相干技术。换言之，只要是相干条件成立，特别是沙漠和植被覆盖稀疏、能满足短波长相干条件的地区，短波长雷达检测到的地壳形变的灵敏度就越高。目前，已检测到毫米级精度的变化[5]~[7]。 3 InSAR用于检测地壳形变与地震研究的进展 由于SAR技术的高时空分辨率和不断增加的可靠性，该技术已成功地应用于监测火山形变和地壳形变与地震(其它方面有地面沉降、滑坡、冰川运动等)并取得理想的效果。InSAR技术的应用，使期望得到同震形变精彩图象的这一想法已成为 [8]现实(Massonnet等，1993)。继Massonnet等(1993)成功地应用InSAR技术监测到兰德斯地震的地壳形变后，InSAR的应用与研究随着进入了新的阶段。 1995年1月17日致使神户市周围和淡路岛遭到毁灭性破坏的兵库南部地震 [9](M7.2)前后，Murakami等(1995)利用InSAR检测到伴随该地震的同震形变。随后，Murakami等(1996)又利用JERS(日本地球资源卫星)InSAR监测到1994 [10]年加州地震的同震形变，揭示了加州地震的地壳运动。Ohkura(1998)也利用InSAR [11]监测到伴随兵库南部地震的地壳形变以及在硫磺岛和小笠原群岛地壳形变的同心图象。Fujiwara等(1998)利用JERS-1星载InSAR技术监测到日本伊豆半岛的地壳形变，同时还检测到日本九州1997年M6.3和M6.2地震的地壳形变，为定量研究 [12]这两次地震的断层机制参数获得了可靠的数据。S. Stramondo等(1999)用InSAR [13]获得1997年9月26日意大利Colfiorito地震(Mw5.7和Mw6.0)的同震地面位移;Pritchol等(1999)利用InSAR监测到1995年7月30日智利Antofagasta地震(Mw8.1) [14]有关的震前、同震和震后形变;Gidon Bear等(1999)利用InSAR探测到伴随埃 [15]拉拉湾(亚喀巴)努韦巴1995年11月Mw7.1地震的同震形变;Kobayashi等(2000)利用JERS-1(风云1号)InSAR监测到1998年岩手火山周围地热场伴随浅源地震(M6.1)的火山膨胀现象，获得地壳运动的时间序列，根据差分干涉图的明显图象 [16]很好地估算了该地震的断层参数。Ozawa(1999)根据InSAR(ERS-1，C波段5.7cm波长)图象生成干涉图，求得南极洲祖布查冰架形变，其结果与用ORI96模 [17]型(Malsumoto,1995)判定的35.2cm的海潮变化一致。Burno等(1999)利用InSAR数据对兰德 斯地震获得运动学二次反演的结果。Kobayashi(1998ab)利用JERS-1的L波段成功地监测到如下的几种地壳形变:1)鹿儿岛地震(M6.3)的横向运动;2)火山膨胀和紧接着发生的1998年岩手山地震(M6.1);3)与1997年和1998年伊豆半岛单基因性的火山周围地震群有关的张形变;4)1992-1993年期间Unzen火 [11]山形变。Ozawa等(1997)利用线性最小二乘法以及GPS阵列监测到的地面位移 [18]和SAR干涉图估算了兵库南部地震的断层机制。Tobita等(1998)根据 [19]InSAR(JERS-1)得出1995年北萨哈林地震引起的同震位移场图;Fujiwara等(1998，b)证明了InSAR的L波段可以详细地描述几厘米的地面位移并构建了一个1997年 [20]3月九州岛南部地震的断层模型。J. Fielding等(2000)利用InSAR研究了阿尔派 [21]思-喜马拉雅带的活动构造形变，弄清了断层破裂的复杂机制。Yonezawa等(2000)将得出的1995年兵库南部地震的ERS-1 C波段(5.7cm)SAR干涉图与JERS-1 L波段(23.5cm)SAR干涉图象相比较，结果表明C波段的InSAR对地面稳定性比L波段的InSAR更敏感。因为C波段在监测地形变方面具有灵敏性，所以用该波段的InSAR图象支持L波段的InSAR图象，用来修正兵库南部地震区非粗糙地面的不连 [22]续干涉测量条纹图象之用。 这项技术在我国也已开始应用，并取得了相应的研究成果如:利用DInSAR技术获取了1998年1月10日张北—尚义地震(Ms=6.2级)的同震形变图，利用地震前后欧洲遥感卫星1—2号合成孔径雷达(ERS—1/2SAR)的三景数据做重复的轨道差分处理，得到震前震后的干涉纹图。由视向形变图可知，此次地震造成隆起形变， 2形变中心位于114?20E，40?57′N，最大视向位移量达25cm，形变集中在300km范围内，并根据InSAR获取的地震同震形变场的空间分布特征分析了震源机理和孕 [23]震构造，其结果和利用地震资料分析的结果基本一致。研究表明，建设中的长江三峡水利枢纽工程将在建成世界上最大的人工水库蓄水后，有可能诱发中强地震。为了监测三峡水库蓄水后可能引起的地壳形变和水库诱发地震，中国地震局地震研究所利用InSAR并配合GPS技术，使用欧洲遥感卫星ERS—1和ERS—2在1992—2000年间该地区的SAR数据的初步分析表明，只要时间跨度不太长，在有植被覆盖，地形起伏较大的山区亦能获得较为理想的干涉图象，并初步得到了该地区的数字高程模型，获得的结果为研究和监测三峡水库诱发的地壳运动和异常奠定了良好的基础。结合三峡地壳形变监测网络，利用InSAR技术完全有希望识别三峡蓄水 [24]过程的地表形变。 在对InSAR结果做大气改正方面，Emardson等(1999)研究了SAR测量的中 [25][26]性大气延迟;Simon(1998)研究了对流层噪声对InSAR结果的影响。Fujiwara等(1998，a)提出，在SAR干涉图中，显示有大的表面水汽迹象并表明将不同的 [27]干涉图加以平均，对于减小噪声是有效的。 4 SAR图象的干涉处理 首先，大气折射率的不同，引起电磁波传播路径差;植被的变化，含水率造成 反射波的相位变化，都会导致产生相位差。特别是大气中水蒸气不均匀分布造成的大气空间折射率分布不均匀而导致相位变化，其影响相当可观(可达数厘米)。这一因素已成为制约InSAR精度的最重要因素。如果将大气中水蒸气分布视为随机变化量，将SAR观测重复取平均，可以消除这一影响(Fujiwara等，1998,a)。 其次,显示为干涉图象的条纹并不仅仅是由地壳形变引起的,引起产生这些条纹的其它因素有:(1)因两次轨道不完全相同而产生的规则性条纹;(2)反映地面对象物标高的等高式的条带状。对于因素(1)可根据轨道信息和地面目标位置精确地再现图形用以修正轨道误差对InSAR结果的影响。对于因素(2),可利用地表数字化标高数据依照几何计算来修正。此外,还要考虑干涉处理中因地表状况以及时间相关等因素的影响。 5 InSAR在地形变监测和地震研究中的前景 自从将InSAR用于监测1992年美国加州兰德斯地震的地壳形变以来，受到世界各国地震学界的普遍关注和重视。InSAR作为一种新的空间测量技术，以其不受气候条件限制(全天候)、穿透力强(云层和植被等)、在空间上能以更高密度检测地壳形变且分辨率高以及其重复观测的周期短(ERS-1为35天，JERS-1为44天)、费用低廉(无地面观测点及设施和人员要求)，特别适合我国地理条件复杂，气候条件恶劣且又不适合进行地面观测(条件极为困难且费用又高)的西部多震区地震监测。InSAR可为地震研究者提供震前、同震以及震后连续和动态的地壳形变信息，及时捕捉断层参数，为“定量地震预报研究”提供了条件，提高地震预报的准确度。 InSAR用于地震预报研究有其诸多的优点，但也存在不足。但若充分利用GPS的长处则可实现这两种技术的互补，用以提高SAR图象对地壳形变监测的精度和分辨率。因此，当前采用InSAR和`GPS结合是一种很好的应用发展趋势。 连续GPS(CGPS)局部网可提供实时的稠密的观测(例如30秒钟间隔取样率)，但不能满足对地震断层的动力学特征的了解，而InSAR由于受大气影响，精度难以提高。因此，InSAR和CGPS两种技术完全能够互补。当前普遍采用的方法—双内 [28]插和双外推(DIDP)方法来叠合InSAR和GPS的结果。该方法分为四步:第一步采用GPS气象数据，根据CGPS数据对InSAR结果做大气改正。第二步用GPS结果作边界约束条件，剔除或减少SAR卫星轨道误差对InSAR结果的影响，经大气和轨道改正就可以获得一幅经GPS改正后的InSAR结果。在第三步中，用GPS改正后的InSAR结果作为形变的空间分布模型，在空间域以网格方式加密CGPS结果，形成许多个跨越一个或几个SAR卫星重复周期的准GPS形变结果，从而将准GPS结果在时间域内加密成准GPS时间序列，这实际上是在空间域及时间域内的双内插过程。第四步在第三步双内插结果的基础上，采用卡而曼滤波等方法，预测网络各点的未来的形变，这实际上是在空间域及时间域的双外推过程。采用双内插和双外推技术对InSAR和GPS结果获得了南加利福尼亚1992年兰德斯地震的初步结果。 将SAR监测到的地壳形变数据进行数值处理，与GPS和水准数据联合反演推 [29]算地震断层参数，更有利于弄清断层的走向形态和断层的动态过程。 [30]SAR既可星载，也可以机载。机载InSAR具有高精度、及时、多向观测等长处，实用起来比星载InSAR的优点更多，且费用更低些，如同实施航空重力测量那样简单，所以更适合我国国情。当然，将星载InSAR与机载InSAR相结合，实施实时SAR测量则更有利于地壳形变的监测和地震预报的研究。 谢辞:感谢徐菊生教授提供的资料和帮助，特此致谢。(参考文献略) 地震波的时间反转以及非线性佯缪(述评) 郑文衡 ,华中科技大学～土木工程与力学学院, 为了探讨动力学计算仿真在地学中应用的可行性，在此之前，我们已经采用非线性动态有限元(Non-linear Dynamical FEM)方法作了一系列的初步研究。在关于波的遍历特性的研究中，提出用波的遍历特性来概括非线性动力系统例如地壳块体的复杂性(陈湘鹏等，2001;郑文衡等，2001)，并从这个认识出发，用动力学仿真方法研究了在这种混沌性脉冲响应系统中的Lame波及其时间反转过程，还研究了三维非均匀、有内部界面的岩石介质的时间反转效应。通过预研认为，运用时间反转原理(M. Fink, 1999)在大尺度的地壳块体中实现波能量在空间的聚焦和时间上集中具有确实的物理依据(郑文衡等，2001)。地壳中波的聚焦，有可能产生很强烈的触震效应，而人工触发地震可以将大地震分成很多小震，从而达到减灾的目的。 虽然初步的研究得到过一些令人鼓舞的结果，但是，仍然存在很多尖锐的问题，这里讨论其中一个最尖锐的问题，即非线性与可逆性问题。由于过去几百年中物理学与力学研究的重点均在线性领域，与之相对的另一个更大的未知领域，不仅笼统地称为“非”线性，而且在没有对非线性系统可逆性做透彻研究的前提下，人们习惯性地从线性系统具有可逆性推定非线性系统中的过程一定是不可逆的，这是不对的。例如，在粘性流体中传播的正弦波，因为非线性而导致波形畸变:正弦波被限幅，成为类似于方波的波形，此时产生了很丰富的高频谐波，由于色散效应，不同频率的成分传播速度不同;流体波动微分方程分析结果表明，这类非线性波形畸变是可逆的(Ibrahim M. Hallaj et al, 2000)，即使伴随着能量吸收，只要在反转过程中振幅没有被放大，仍然是可逆的，此时分散到高阶谐波、处于不重合的波阵面上的波动能量会返回到低频段。另一方面，通常能量保守的系统是线性的，导致一种习惯性看法，认为能量非保守的系统一定是非线性的。其实不然，不必要区分线性与非线性的耗散系统。总之，适合线性系统的正确命题，其否命题对于非线性系统不一定正确，非线性系统是除了线性系统以外尚未透彻研究的更大的领域，不能简单地看作与线性系统相反的系统。Ibrahim M. Hallaj等人针对流体的研究，为我们提供了一个具有启发性的线索，但是，固体中的波比较复杂:除了纵波还有横波;与流体相比，固体中可以存在裂隙，对波的传播有影响;固体中可能存在的各向异性， 使波动微分方程变得很复杂。因此，固体介质非线性对波的时间反转对称性的影响，就有很多难度较大的理论问题值得研究。(参考文献略) 动 态 小波—时频分析的一种工具 I. Daubechies 在最简单的情况下，通过伸缩和平移含一个变量的单个函数便可产生一个小波函数族。 1xb,,,,2hxah (),,,a.ba,, 这里参数a和b可以选择是连续变化量，也可以是离散的点值。 mm a,a,b,nab000 2如果伸缩和平移步长a和b不是很大，一些L函数的特征完全可以由小波函00 数离散点元素的内积反映出来，而且，我们可以从它们的内积(小波系数)中创建一个有关数字的稳定的算法来重构一个小波函数。在选择特殊的情况下，经过一个树算法小波函数h的分解和重构可以进行得非常快。 一个函数的小波系数阐明了函数的时频分解，相对于低频率的分量来说，高频分量有较高的时域分辨率。这种分析很容易延伸到较高的维数。 还有一个特别重要的概念:小波正交基，对于有着非常好的规律性和衰减性能的小波函数h，以a=2和b=1取离散点便会产生函数h的一组正交基，其中函数0mn2h涵盖了所有的L(R)。这样的正交基总是与有效的树算法相联系;在电子工程mn 中它们与特殊的次能带编码滤波器有关。为了增加说服力我们可以选择那些特殊的小波函数，它们的规律性任意(当然，这些函数越有规律性，结论就越有说服力);相应的滤波器是有限的。 到目前为止，小波分析已被应用到声学和图像分析中，而且，它们正开始被应用到数字分析中。 译自 IEEE Session TP1 张 燕 译 张国安 校 用InSAR技术获得加州1999年Mw7.1地震震 中区三维地表应力场 Y. Fialko等 我们使用合成孔径雷达干涉测量(InSAR)数据得到由南加利福尼亚1999年赫克矿(Hector Mine)Mw7.1地震引起的同震地表位移场的3个正交分量的连续图。垂直与水平位移相应于断层平面主要都是反对称的，与走滑断层线性弹性模型的预估一致。地表位移数据中与对称现象的某些误差可能是由断层几何图形的复杂性引起的。 译自 GRL～Vol.28(16), 3063, 2001 张国安 译 陈步云 校 由电磁异常获得的震兆特征 阿森斯(Athens)地震(EQ)(Mw5.9, 1999.7)前在VLF频带内探测到两种电磁(EM)异常，它们具有如下特点:1)分别延续了12小时和17小时的第一种异常和第二种异常中断了12小时;2)第2种异常在地震(EQ)前约9小时停止;3)第二种异常也是较大的异常，包含接收到的全部EM能量的近80%;4)在VLF频带没有记录到EM干扰，与其它情况不同，例如:科扎居?格雷弗纳(Kozani Grevena)和埃吉翁?埃拉蒂里(Egion-Eratini) 地震。根据雷达干涉测量获得的信息进行断层模拟，探测到两条断层。主断层段与所释放的全部能量的80%有关，次断层段占剩下的20%。然而，最近的地震数据分析提出了这样的假设，即:阿森斯地震的二次事件解更象一次事件解。此外，地面断裂表明缺少RHF频带内的EM监测。本分析揭示的震前电磁异常特性，可作为具有悬念的地震的前兆信号。 译自 GRL～Vol.28(17), 2001 张国安 译 陈步云 校 InSAR干涉测量揭示台南台地隆起 B. Fruneau等 通过对5幅SAR-ERS图像的干涉处理，揭示了台南台地(台湾西南)在1996-1998年间隆起。测到的2年最大地面运动沿可视雷达线到卫星方向为2.8cm，此外考虑到GPS数据，证明了位移矢量的垂直分量为3.2cm，朝WSW的水平分量为1.6cm。再现的位移场与地质上把台南台地解释为台湾褶皱与逆冲带有关的活动渐变背斜一致。这意味着形变前沿位于通常假定的在台南地区以西更远。于是大台南市被定位 于活动形变带，由于地震的机制及其动力学尚未详细了解，故地震灾害评估很困难。 译自 GRL～Vol.28(16), 3063, 2001 张国安 译 陈步云 校 地球物理流体对GPS卫星运动的影响 Johnson T. J.等 在过去的10年中，已将激光测距卫星用于研究地球引力位的低阶项变化，这些变化的主要非潮汐源是包括地球大气、海洋和大陆地下水流体在内的质量的重新分布。本文介绍了使用国际GPS服务机构提供的5年的全球定位系统(GPS)卫星轨道数据对这些变化的独立探测。这种探测基于GPS卫星观测到的地球参考位置与地球中心惯性坐标所预测的轨道平面相比较。GPS UT1类似量(UTGPS)和UTC之间的差异表示GPS星座的网节点漂移，并且包含UT1-UTC差异的变化和地球重力场均匀的带状变化。我们的结果证明，事实上根据国家环境预测中心的大气模型预测的不足一月至一年时间尺度的J2变化明显地与根据UTGPS-UT1估算的变化相关。此外，海洋和大陆地下水模型表明，这些地球物理流体在季节性的和其它特殊的时间尺度上给出不可忽略的贡献。 译自 GRL～Vol.28(17), 3329, 2001 张国安 译 陈步云 校 火山震动的固有与散射Q值的分离 E. Del Pezzo等 将二维各向同性多重散散假设下的能量转换理论应用于火山地震动的传播。在某时刻固定能量源的前提下，我们计算出能量固有与散射Q值随距离的散射图象。 f2,将埃特拉(Etna)和马萨亚(Masaya)火山测得的衰减系数的实验值与理论值拟合，Q 以期同时估算与散射过程有关以及由固有耗散引起的能量损耗。尽管根据资料分析推导出散射耗散和固有耗散之间的高次变换值，结果表明，震动能量随距离衰减受固有耗散的控制更强于散射。 译自 GRL～Vol.28(16), 2001 张国安 译 陈步云 校 谐振状态下破裂的声学特征与几何形状的关系 H. Kumagai等 我们研究了含有岩浆破裂或热流体的共振方式的声学特征与几何形状的关系， 以确定在火山地区观测到的长周期(LP)事件的震源特性。根据对流体致裂模型产生的合成波形的频谱分析，我们的结果证明了对于各种类型液体的破裂，无量纲频率(υ)和质量因子(Qr)的基本特性均不太受到所选择的方式的影响，尽管实际的Qr与υ范围均依赖于该方式。无量纲的综合频率随破裂的几何形状的变化而系统地变化，表明Qr和υ均随破裂长度的裂隙率的减少而增加。本结果可用于解释观测到LP事件复合频率中的空间变化和时间变化。 译自 GRL～Vol.28(17),2001 张国安 译 陈步云 校 大地震沿圣贾辛托断层迁移:1857特戎堡 地震以来的应力扩散 P. A. Rydelek 加州历史地震和现代地震目录表明,地震(M?5.6)沿圣贾辛托(San Jacinto)断层迁移;这些事件呈现出以1.7km/yr速度沿断层(Sander, 1993)迁移。这种迁移可用1857年特戎堡大地震以来粘弹性释放引起的震后应变扩散来解释。我们模拟了这种震后影响,发现显著应力扩散超过朝圣贾辛托断层下200km,相应的迁移可能是该应力扰动触发了库隆布(Coulomb)地震。震后应力水平约为1bar量级，似乎是多数事件的触发水平。震后应变场的瞬时演变主要与下地壳和上地幔的非弹性特性 18有关，对于加利福尼亚地区来说，观测到的迁移可能为,4?10pax的粘度值。 译自 GRL～Vol.28(16), 2001 张国安 译 陈步云 校 扩散至最近一千年的K/Ar测龄技术用于泰德火山 (西班牙)最年青的火山喷发事件 X(Quidelleur等 使用K/Ar Cassignol技术确定了泰德火山(西班牙加拉利岛)最年青的火山喷发年代小于一千年。分析约20g的纯碱长石得出加权平均年龄为800?300年。用地层学、历史资料和古地磁学确定的年代证实了该年龄并排除了关于该火山流目前明显超过氩气体污染的假设。我们的结果表明，泰德火山最后的喷发活动时间不长，发生在特内费岛的欧洲沉积之前。该研究证实Cassignal技术可以成功地应用于历史测龄并且证明该技术甚至扩展至最近的一千年。 译自 GRL～Vol.28(16), 2001 张国安 译 陈步云 校 采用微型X射线计算机层析成像进行三维破裂的定量分析 Geet M. V.等 自从将医用X射线计算机层析成像(CT)用于地质科学以来，得到了大量的应 3用。但其有限的分辨(光学60?60?1000μm)限制了更广泛的应用。采用同步X射线计算机层析成像技术提高了分辨率，但其缺点是仪器体积过于庞大不易推广。另一种技术是我们将要在本文中讨论的先进的微型X射线计算机层析成像(μCT)技术。该仪器比同步X射线计算机层析成像简单易于实施，与医用CT相比，具有 3很高的分辨率(目前为10?10?10μm)。在本研究中，全部标定以直径8mm的取样和宽度为0至4000μm的断裂完成。统计数值表明光束生成的赝象可以忽略，100μm的裂隙在测量中的标准偏差约为15μm。定量破裂裂隙分析的应用将以煤样为例来证实，靠用反射光缩微来说明与破裂分析有一个好的关系(r=0.94)。 译自 GRL～Vol.28(17), 3333～2001 张国安 译 陈步云 校 根据新的地震试验获得的塔斯马尼亚构造地质史的新证据 Raulinson N.等 1995年3月，在澳大地亚东南部整个塔斯马尼亚地区，我们采用44台陆地记录仪记录来自海上正常范围反射爆破线的环绕阵列的地震能量。我们反演了折射和广角反射走时，以求得地壳结构，其主要结果是塔斯马尼亚莫霍面图。该图的主要构造结论如下:1)塔斯马尼亚北西的Arthur线性变质带覆盖在地壳厚度的主要变化(超过5km)上，并且可能是塔斯马尼亚在中晚期寒武纪Tyennan造山运动中形变的NW极限;2)靠中北部塔斯马尼亚之下的地壳增厚可能与塔斯马尼亚东西部阶地在中泥盆纪Tabberabberan造山运动中的斜接有关;3)东西海岸之间地壳厚度的差异反映了贡德瓦拉(Gondwana)的白垩破裂期间不同应变的方式。 译自 GRL～Vol.28(17), 3337～2001 张国安 译 陈步云 校 南冰岛地震带2000年6月2次Ms6.6地震的同震干涉图 Pederson R.等 我们介绍了由南冰岛地震带2000年6月2次Ms=6.6地震引起形变的InSAR观测结果。同震形变在ERS干涉图中占优势。在N-S向走滑断层上主要由右旋走滑引起的距离变化大于15cm，然而位移主要垂直于卫星视向。在近似解与误差 设计 领导形象设计圆作业设计ao工艺污水处理厂设计附属工程施工组织设计清扫机器人结构设计 中，我们采用弹性位错模型，发现了一个最佳拟合模型，该模型与根据地震图计算出的 余震位置和矩震级符合较好。6月17日模型有一个16km长、10km深、走向N05?E、倾角86?、最大滑动2.4m的断层区。6月21日模型有一个15km长、9km深、走向N01?W、最大滑动2.15m的垂直裂纹。 译自 GRL～Vol.28(17), 3341～2001 张国安 译 陈步云 校 绘制1994年北岭地震断层带视应力和能量 辐射的一种方法:重新调查 McGarr A等 McGarr与Fletcher(2000)引入一种估算视应力和地震能量辐射的技术，该技术与大断层面的小段一致,并且将该方法用于北岭地震的滑动模型(Wald等，1996)。这些结果应该修正，因为我们未考虑断层附近的能量与远场能量之间的差别。近场能量传播至远场的百分率f(υ)是单一函数，当破裂速度υR从0.6β减至0.95R β，其中β是剪切波速度，其范围从0.11至0.40。次断层ij的视应力修正方程为 ,fp(),ij,2R，式中β是密度，D(t)ij是时间相关滑动，Dij则是,,D(t)ijdtaDij2, ijij最后的滑动。相应的地震能量为，式中A是次断层面积。我们对整个北E,ADij,aa 岭地震改正后的视应力和辐射能量的分布约为此前发表的其它结果的35%。 译自 GRL～Vol.28(18), 3529～2001 胡 坚 译 张国安 校 视应力随地震的大小变化吗, Satoshi I. 等 地震能量分布于一个宽频带内，因此有限带宽记录可能导致辐射的地震能量基本估计不足或引入一个人为的辐射能量上限。我们估算了一个平差因子用以解释可能的遗漏能量，并将该因子用于以前研究过的3种有限带宽的记录数据组。我们发现，该平差连同遗漏的事件一起，大大地消除了以前发现的辐射能量对地震矩的相 -5关性。我们得到对地震矩近于常数的辐射能量率为3?10或1MPa的视应力降，超过地震矩的17阶。这说明，基本上对地震大小整个观测范围内地震事件能量辐射相似性的偏离还不可能解决。 译自 GRL～Vol.28(17), 3349～2001 胡 坚 译 张国安 校 地震的动力学触发:线性滑动相关摩擦事例 Voisin C等 本文着重正弦平面波对地震动力学触发的模拟研究。我们考虑在线性走滑摩擦定律下，一条长度为L的非平面有限断层，具有无量纲阻尼参数β。该有限断层受到的波长为λ和振幅为a的入射正弦应力波的扰动。波的正脉冲对断层加载并促使断层不稳定，而负脉冲倾向于恢复可能导致破裂开始的过程。触发的发生断层的负荷项和固有的机制之间平衡有关。振幅和频率都对触发起到了时钟推进影响作用，揭示了入射波触发断裂的频率阈，与无量纲阻尼参数β有关，并且区分稳定滑动的非触发范围和不稳定滑动的触发范围。 译自 GRL～Vol.28(17), 3357～2001 胡 坚 译 张国安 校 恒定的应力降、估算独立的地震效能与尖峰 Beeler N. M. 为了模拟地震应力降期间损耗和辐射的能量，我们用单一自由度的弹簧滑块和实验室基础上的静止的/动态的断层强度与平行于有效正应力的动态应力降的关系计算了动力学断层滑动。用模型来确定地震大小，同时假定为一个环形断裂;其刚度与断裂半径反向变化，断裂持续时间与半径成比例。计算出的地震效能和应力降期间消耗的全部能量的辐射比与实验室及野外观测很好地一致。预估的尖峰是，静应力降超过动应力降多少的量级，它高于先前发表的实验室和地震观测结果以及完全弹性动力学计算结果。地震效能与尖峰为常数，与正应力和大小无关。计算出的视应力随地震矩的变化与McGarr(1999)观测约束相似。 译自 GRL～Vol.28(17), 3353～2001 胡 坚 译 张国安 校 译 文 非线性吸收的热粘性流体中时间反转脉冲的振幅衰减 M. Hallaj等 摘要 无损介质中的线性波动方程在时间上是可逆的，换言之，对于每个解p(x,t)都存在一个关于时间对称的真实解p(x,-t)。分析表明，时间反转同样适合于无损非线性波动方程。然而当存在损耗时，这两种情形都不再遵守时间反转不变性。考虑到非线性的传播损耗不容忽视;同时它们是避免出现多值波形的必要条件。对非线 性波动方程的进一步分析显示，即使对于无损耗非线性声波，对阵列单元上的时间反转信号的振幅放大仍然会导致时间反转不变性的丧失。本文用数字模拟技术描述了在一种能量吸收性的流体介质中，非线性对有效聚焦的性能的影响，此时时间反转系统只就一个目标进行聚焦。我们同时考虑了反向传播脉冲的振幅与到达时间这两个因素。数值模拟结果证实，阵列上(伴随能量吸收的)产生的谐波与振幅放大对时间反转系统形成高强度重建声场带来了不利影响。 1 引言 时间反转适用于包括具有多路径和高阶散射体的不均匀的互易介质中的线性声学。时间反转的一个普通的应用是远程收集从目标散射的声波，将其信号进行反转，并“逆聚焦”到该目标。数学计算和实验均证实能量耗散和介质移动都会削弱时间反转系统的逆聚焦性能。这种削弱效应通常表现为丧失聚焦能力:焦点扩大以及聚焦处最大压力减小。 本文的研究着眼于(非线性)限幅传播在耗散介质中所起的作用，这种限幅波的传播可能是时间反转系统的一个削弱因素。限幅声波在介质中传播时产生波形畸变;这种波形畸变总是造成能量分布从原始频率带向更高阶的谐波频率迁移。现已明了，反转的波会矫正畸变，把能量从高频带送回基频。但这些结论不能证明这就是时间反转，非线性波形畸变的可逆性表明，非线性畸变波的时间反转是可行的。 然而，即使非线性畸变可反转，能量耗散几乎总是伴随着限幅传播。能量耗散对于防止非线性畸变产生非物理多值波形是必要的。大多数介质都呈现出随频率增大的吸收率，而非线性传播会导致额外的衰减和饱和。可以预料，在额外的衰减占主要地位的地方，时间反转阵列的性能被进一步削弱了。 有关未聚焦的非线性光束的位相共轭实验和计算仿真最近已有报道。这种性能通过用一个位相共轭装置转换光束图象而首先观测到。在没有非线性时，注意到时间反转阵列的孔径对于重建光束的图象具有最重要的影响——这一点与其他人的结果一致。当存在非线性因素时，光束的图象进一步削弱了;图象主瓣的振幅减少，次瓣振幅增加。然而，光束图象的定性结构并没有明显影响。笔者将有关非线性的衰减归因于超额吸收，这种超额吸收与震动形成有关。 本文以推广的Westervelt波动方程为例，通过解析分析和数值结果来研究时间反转问题。考虑了波动方程在何种条件下具有时间反转不变性。作为该研究的一部分，考虑了阵列上的放大影响(时间反转系统中的一个常用策略)，用一维空间中时间反转系统的数字模拟来说明非线性和吸收的耗损影响。这是那些希望用时间反转系统来改善一个目标上的高强度声波域的人所实际感兴趣的，例如肾结石的破碎，人体组织中肿瘤的切除，海底矿藏的远程探测。 2 时间反转不变性的条件 研究中用限幅传播的声压脉冲序列p(x,t)建立模型方程，在非均匀的热粘性介质中方程为 2222433422，， (1) ,,(1/c)(,/,t)p,(,p/p),p，(,/c)(,p/,t)，(,/pc)(,p/,t),0,,，， 最前面的两项与非均匀流体中的线性波动方程是相同的，其中c为声速，p为密度。所有介质的属性可以是逐渐变化的空间函数。第三项描述了热粘性吸收;声波的扩 22散率δ与吸收系数α=δ(2πf)/2c有关，其中f为频率。方程(1)左边的最后一项为非线性项，其中非线性系数为β=(1+B/2A)。方程(1)属于Westervelt方程;当前的形式可归纳为对非均匀性和能量吸收的描述。Hamilton和Morfey已经发表了一篇关于非线性声波方程的论文。 把方程(1)的左边考虑为一个微分算子D作用于声压来考察时间反转不变性。假设解p=Φ(x,-t)满足方程DΦ(x,-t)=0，如果q(x,-t)Φ(x,-t)也是波动方程的一个解，, 那么方程(1)就具有时间反转不变性。我们注意到波动方程中对时间的偶数阶导数在时间反转上是不变的;这是保证Fink所证明的无能量损耗线性声波方程具有时间反转可行性的关键。 将当时间反转解q(x,t)代入到方程(1)中时，我们得到 433Dq=DΦ-(2δ/c) (,,/,t) (2) 因为存在吸收项，现在丧失了时间反转不变性(它具有时间的奇数阶导数)。然而，如果不存在吸收，可观察到q(x,-t)?Φ(x,-t)的确是方程(1)的一个解。所以非线性项的增加并不违背时间反转律。这可由非线性项含有时间的偶数阶导数所保证。 对于像粉碎结石和探查矿藏这样的应用来说，用低振幅探查环境，并用非常高的振幅发送时间反转信号来强化破坏是很自然的。在这种情况下，在时间反转后放大了声波压力，q(x,-t)?aΦ(x,-t)，其中a是放大因子。时间反转后将结果标准化会产生下式 443322,,/,t,,/,tDq=a[DΦ-(2δ/c) ()+(a-1)(β/pc) () (3) 这里存在两个附加项:一个源于吸收(类似方程(2))，而另一个源于非线性。要获得时间反转不变性则需要使α=1或β=0，γ=0。其结果是，即使是无损流体，当放大了信号的振幅时，在非线性介质中也不遵守时间反转。物理学的解释为，从接受模式转换到发送模式时，信号振幅的变化意味着时间反转过程的两个阶段中，会出现不同的非线性畸变，因而不遵守时间反转不变性。但并不一定会互相矛盾，这与在一种介质中进行时间反转类似，它只是在时间反转过程的两个阶段中不稳定而已。 3 数值研究 本文使用计算模型展示了时间反转的丧失。推广的Westervelt方程用了一个时间或编码有限差分(FDTD)来进行数值求解。有限差分在空间上具有四阶精度，时间上具有二阶精度。模拟在一维坐标系中进行。二、三维的模拟已在其他地方用当前模型给出。 这里给出的一维系统并不象该分析研究中所考虑的那么通用——它对于各非均匀介质中的三维波有效。然而，从分析中显而易见，时间反转的损失缘于能量的吸 收或非线性畸变(在放大条件下)。与非线性的影响有关的结论(如折射)被忽略了，作为一个多维空间问题，它虽对于聚焦很重要(如衍射)，但并不是保持时间反转不变性的关键所在。 一个原脉冲从(B)x=0处发射并被其两侧与之相距25波长的两个接收/传送阵列单元(A)和(C)接收到。接收到脉冲后，阵列单元(A)和(C)传送一个时间反转信号，且记录了目标(B)上的最终压力。使用目标两侧的两个阵列单元，产生了一个具有全孔径(所有发出的声音均被俘获并重传)、复合波和简单聚焦的系统。模拟使用了用高斯包络线调制的六阶循环正弦脉冲。为避免人工反射影响信号，计算网格跨越了100个波长。 针对两个特殊的工况模拟如下: 1(非线性——非线性时间反转(NL-NL):限幅畸变在接受和传送模式下均会出现，且阵列在传送模式下未放大。接收到的脉冲中的任何畸变在传送信号中都应被反演。丧失时间反转不变性归因于能量吸收。 2(线性——非线性时间反转(Lin-NL):在接受模式下信号处于低振幅状态，并且不产生非线性畸变。阵列在时间反转后放大信号，这样，传递中的脉冲就会产生非线性扭曲。时间反转不变性的丧失归因于能量吸收和非线性。 结果用Gol’dberg数Г=βεk/a表示，它将非线性的相对强度与吸收相联系。声 2波马赫数ε=p/(pc)，其中P为脉冲的特征声压，波数由k=2πf/c给出。在该研00-1究中，Г的取值范围在0-10之间。对于那些在人体组织中Г的典型范围为10-10的超声波医疗仪器而言，这个范围非常合适。(海水中)用于探矿的设备的Г值大于210。这些设备应产生比这里更大的衰减，因为它们会产生更大的畸变和超额衰减。 4 模拟结果 时间反转的实施取决于重传后在目标处创建的波形。从目标处测量到的重传波形普遍包含某种形状畸变。用于定量化表述畸变的两个量分别为最大压力及其到达时间。这两个量应对非线性畸变十分敏感。 时间反转后，在目标处测量的最大压力为上面两点假设中的Gol’dberg数的函数。可用P将最大压力归一化，从而去掉了线性传播的衰减，其中P为线性传targtarg播时伴随吸收而接收到的声压。在两个 方案 气瓶 现场处置方案 .pdf气瓶 现场处置方案 .doc见习基地管理方案.doc关于群访事件的化解方案建筑工地扬尘治理专项方案下载 中，目标处标准化的定点压力随Г的增加而减小。减小是因为，当非线性将能量转换到更高谐波时出现了额外的衰减。在这些方案中，NL-NL中振幅的损失更大，因为在接受和传送模式下均会出现额外的衰减。 最大压力的到达时间为Г的函数。因Gol’dberg数的增加，两个方案中到达时间的误差都单调递增。这些结果与这样的事实一致:因出现额外的吸收，时间反转应被更强的非线性因素所削弱。结果显示，NL-NL方案的到达误差总比Lin-NL方案要少。在NL-NL方案中，接收模式中的畸变是某种在传送模式下矫正而产生的补偿。对于无损流体，如果波形不受冲击，那么补偿应更加完美。然而，在有损流体中，当冲击发生后就会有损失，这样，由于存在畸变就无法精确恢复。在Lin-NL方案中， 仅当脉冲在阵列上重传后才会出现非线性畸变。在阵列传送模式下产生的畸变交未补偿在接受模式下所产生的畸变。因此，目标处的脉冲总会产生更多的畸变，且到达时间的误差比NL-NL方案更大。 孔径有限衰减系统中，到达时间的准确性十分重要，这时要聚焦就必须使许多不同的信号都准确到达。这里提到的对到达时间的补偿说明，耗损的出现是因为非线性会导致靠近目标的范围发生反射。尽管如此，我们仍注意到，即使对于非线性吸收产生的锯齿波形，最大的位相误差仍局限于四分之一周期。 5 结论 时间反转已被用于声学，探讨将声波回传到一个发散的目标或源的能力。了解实际设置下这种逆向聚焦过程所受的限制是有用的。已知困扰时间反转系统的关键性问题之一是传播中的吸收，而另一个则是介质的不稳定性。在这项研究中，已研究了时间反转系统的衰减中出现的非线性吸收。 分析显示，推广的Westervelt方程中的非线性项在时间上是可逆的。非线性方程中，在时间上仅吸收项不是可逆的。需要说明的是，对于大多数实用方案(其中包括限幅声波)来说，吸收不容忽视。吸收对于避免形成多值波形是必要的。在实际应用中，当非线性声波可通过时间反转来进行聚焦时，它只适用于在弱吸收介质中先于冲击的形成的情形。对于更为普遍的传播问题，与非线性畸变相关的额外衰减会使时间反转不变性丧失。 更进一步，许多时间反转系统用低振幅区域的信号进行探查(产生少量或不产生畸变)，并用非常强的信号进行逆聚焦(可能会产生极大的畸变)。我们已证实，对于非线性项，这种参数在时间上不再是可逆的，换言之，即使不存在吸收，也不会遵守时间反转的不变性。 一维数值模拟可用来说明吸收和非线性削弱了时间反转效应。振幅和最大压力的到达时间可用作时间反转效果的度量。在Gol’dberg数据增大时，两个量均显示了衰减的增大。这与更高非线性、有更多能量被转化为更高谐波的事实一致，这时吸收的作用就更加重要了。Lin-NL情形的到达时间总比NL-NL误差大，这是因为在NL-NL系统中，在一个传播方向上畸变至少在时间反转后部分地得到了补偿。而在Lin-NL方案中，畸变仅在传送模式下出现。 这些结果表明，存在非线性畸变的情况下，时间反转系统压力的最大振幅会损失并且最大压力的到达时间也会变化，这与其它著作是一致的。衰减产生的原因是存在与非线性畸变相关的过量削弱。在极端的情形中，在源点进一步放大而目标未获得改进的情况下，可预料到声波的饱和。另外，我们发现如果试图用阵列处的放大来补偿振幅的损失(一种在穿越颅骨的线性声波聚焦上已初具成效的策略)，放大会使时间反转不变性的丧失更为严重。这是因为，如果在阵列中存在放大，波动方程中的非线性项在时间上就不再可逆了。 模拟结论中已展示，尽管推广的Westervelt方程中的非线性项在时间上是严格可逆的，仅当阵列上无放大时非线性波在时间上才可精确反转，且此时吸收是可忽 略的。对于多数时间反转结构，这两种需要均无法满足。在这之前，应预料到在时间阵列上线性吸收产生的损耗。这些结论与高强度声波时间反转系统在未来的应用探矿、过热和粉碎结石等密切相关。 译自 Ultrasonics～38,2000,～885-889 胡哲峰 译 郑文衡 校 东海地震对策必须重新审订 茂木清夫 重审的缘由 自作出东海地区将会发生大地震的预测后，为有备无患，减轻自然灾害，1978年制订了“大规模地震对策特别措施法”(以下简称大震法)。迄今仍在实施的大震法，其特点表现在以下几个方面:以准确预报大地震为前提;发布警戒宣言;制订对应措施。这个“对应措施”对社会的影响可就大了，后面将会谈到。 地震的短期预报主要通过观测前兆现象来作出，可前兆现象的呈现方式因时间、地点而不同，既有复杂性的一面，又有不确定性的一面，所以，可信度高的预报一般是很困难的。而当初制订大震法却是以“有可能准确作出M8东海地震的临震预报”为前提。这就是一个大问题，这且不说，竞然还以此立了法。产生这种结果，我想也许与当时地震学家对地震预报持乐观的看法不无关系。 当初在国会立法时，专家们(地震学家、大学教授)反复强调;不反对立法，但应充分考虑到“现阶段作出可信度高的预报相当困难”以及“地震预报尚处于研究、探索阶段”的实际情况。关于这一点，1977年科学技术厅发表的文告中也指出:虽然在内阁设置了地震预报推进本部，但地震预报还处于开发阶段，尽管判定会已经成立，但不要指望它立马就能作出准确的预报。 可是，政府(国土厅、气象厅)并未重视专家们所强调的意见，还是以可信度高的预报为前提制订了大震法。根据大震法，一旦作出预报就要发布警戒宣言，而一量发布警戒宣言势必会对整个社会产生重大影响，因此不得不采取强有力的对应措施。 我始终认为，至今仍在沿用的大震法不切实际。原因是:那种将地震短时日内发生的概率仅预测为100%(黑)或0%(白)、一旦是黑，就要强制采取会使整个社会陷入瘫痪的措施，这种作法是绝对不合适的。考虑到地震前兆现象出现的不确定性，我曾提出过“应在黑、白之间增设注意报”的提案。 1991年我被委任为地震防灾对策判定会第3任会长，刚一到任，第1件事就是向气象厅负责人和国土厅防灾局提出上述方案，希望他们慎重考虑。气象厅也确实认真讨论过，但总是干打雷、不下雨。为此，1996年3月我辞去会长一职。事情到了这一步，终于使各方都感到了问题的严重性，但始终也没采取过什么措施。实际 上，多数人都赞同我的提案。现在，我想再次强调:我提出的这个问题是一个非常重要、非常紧迫的问题。 大震法制订的背景情况 1979年，在地震预报联络会成立10周年之际，气象厅末广重二等人撰写了“地震预报联络会10周年”一书。由于他们曾参与过大震法的制订，所以在该书第15章“东海地区判定会”一节中追忆了立法当初的有关情况，文中写道: “骏河湾将会发生地震”的理论推测一公布，以静岗县为中心的整个东海地区引起震动，人们希望尽快实现地震预报的愿望越来越迫切，这是其一。其二，当时为推进地震预报研究，在东海地区实施了各种观测，或许真的就能捕捉到大地震的前兆。其三，有一种意见认为，如果增加有利于临震预报的观测项目和观测次数，难道就没有可能作出临震预报,根据以上的建议，文部省测地学审议会于1976年12月再次部分修改了第3次地震预报 计划 项目进度计划表范例计划下载计划下载计划下载课程教学计划下载 。 上述的“兴许能捕捉到大地震的前兆”的说法，对预报的可能性表述的相当谨慎。这种看法与当初参与立法时教授们(包括笔者)发表的意见基本一致。当时为了沟通议员与教授之间的意见，我曾写过“对地震预报的思考”一书，该书作了详细的解说。 第16章“大规模地震对策特别措施法”一节作了如下论述: “随着判定会的成立，与东海地区大规模地震有关的事务均进展顺利，这样很有可能获取震前的预报情报。为了能使所获取的情报发挥效应，应制订侧重防灾对应措施的对策”。由此，“大震法”于1978年应运而生。 在“法律梗概”一章中，对作为法律对象的地震作了如下论述:“以目前的地震预报技术水平不可能对所有的地震都作出预报，但最近，随着预报技术的进步，通过加强被认为是对临震预报极为有用的各种项目的集中观测和常规监视体制，有可能在较大范围内准确捕捉到大规模地震(指M8)发生的前兆现象。”于是，东海地震便被定为观测对象。 由上述前后所引用的章节可以看到，大震法立法前的表述比较谨慎，而“法律梗概”中“有可能在较大范围内准确捕捉到大规模地震的前兆现象”的说法可就果断多了，短短1、2年间措词发生了巨大的变化。据说当时的看法是东海地震确实被预报出来了，大震法以预报为前提的立法依据就是这样产生的。 地震预报的不确定性 1980年，日本学术会议地震预报小委员会与地震学会共同召开了地震预报研讨会。当时身为地震预报小委员会委员长的我与地震学会委员长佐藤良辅先生共同为论文集写了序文，提出了不同于一般见解的看法: “对东海地区大规模地震采用地震预报实用化对策我们是不赞同的。原因之一是考虑到地震预报从本质上来说是不可能的因素。如果东海地区真的会发生大规模地震，你就对预报的可能性作了指望。但如果预报的可能性很低呢,那么，判定会 根据“可作出预报”制订的法律以及其它措施岂不都成了一纸空谈。 事实表明，可信度高的实用地震预报绝大多数是不成功的。听说中国曾有过大地震预报成功的事例，但好象也没有确定出一种切实可行的方法。再者，在全世界发生的地震中，观测到明显的前兆现象的例证并不少，毫无疑问，这些数据是可以作为参考资料的，问题是前兆现象的产生方式因地点而不同，所以不能将这些数据作为东海地震预报实用化的根据。尤其是沿海沟、海槽的巨大地震的资料更是稀少，所以压根就没有准确预报地震发生日期的实用化例证。” 上述文章是大震法已实施了2年、我们看到东海地震预报并不乐观时而发表的。促使东海地区建立地震预报实用化体制是因为东海地区人口密集、地壳应变在不断积累，是随时都可能发生大地震的假想地区;实现地震预报实用化是一种挑战也是地震研究者的责任，更是全社会的期盼，而并不是所说的已有了能高度准确预报地震的根据。所以，不能以能作出准确预报为前提来制订对应的对策。 预测东海地震有没有前兆现象也并不是完全没有参考依据。实际上，1944年在东海地区的西侧邻接地发生东南海地震时，国土地理院在静岗县挂川附近实施了水准测量;东海地区有发生大地震可能性的说法是我于1996年首次提出的;国土地理院的佐藤裕(1970、1977)在挂川水准路线进行往返测量时，发现误差超过标准测量误差，因此在报告中写明:东南海地震临震前观测到1秒以上南部偏高的倾斜现象。于是佐藤的发现便成了迄今揭示东海地震前兆地壳形变唯一的证据。 不过，也有人对佐藤的测定结果持有疑议。记得我曾经就这个问题与当时在地震研究所从事地震预报研究的津村建四朗作过长时间讨论。1981年津村曾在国土地理院从事过水准测量，根据他的经验认为水准测量容易产生误差，他认为所说的“变化”多半是测量误差。 这种变化到底是什么,我认为必须彻底调查清楚。被调查的有国土地理院当时测量的原始记录、挂川附近水准点现场、其附近的浜松测候所、东南海地震时地震计的振动记录，连地震发生前后的气温和风速也作了调查。结论是:所观测到的变化不是测定误差引起的。作图表示挂川附近水准路线相邻区间(700m)高度差的变化曲线，由图看到相邻区间的变化非常相似，这一结果表明测量结果是可信的。 另一幅图给出了由一系列测量结果推定的该地区地基倾斜量的时间变化。由图看到，地震前1、2天有明显的变化。我想，如果东海地震时也出现象挂川捕捉到的明显的震前地壳形变，以目前如此完善的观测网是完全可以捕捉到的。目前的东海地震判定会似乎也想参考图中的曲线。 问题在于东海的情况不一定会重现挂川那样的地壳变动曲线。原因是:第一，目前假想的东海地震的震源区与挂川发生变化的1944年东南海地震的震源区不是同一地点(即使在同一处发生也不一定会重现);第二，如图所示，东南海地震震源位于纪伊半岛近海，而挂川侧位于其北东方向150km以外的震源区边缘，对于挂川的变化，目前还不能从物理学的角度加以解释。 测地学审议会的评审 1997年，文部省测地学审议会发表了地震预报计划实施情况主审报告。这是大震法制订20年来对东海地震预报的可行性第1次公开发表的评审报告。报告书从正面提出问题、分析状况、并指出了问题的焦点。其中，对预报不确切性的主要原因作了如下评述: “在目前假想的东海地震相邻之处发生的东南海地震，震前挂川实施水准测量时发现了明显的地基倾动异常。如果未来的东海地震临震前亦发生同样的变动，且时间经过也相同，恐怕有可能发布警戒宣言并作出预报。但是，谁敢保证东海地震还会出现同样的现象,如果时间经过不同，变动又很小，预报就更困难。仅以东南海地震1例是不能推定可能作出预报的概率的。即，东海地震临震前会不会出现前兆现象,出现的程度有多大，时间经过如何,目前还缺乏预测的依据。所以，又怎么推断能作出哪一种程度的预报呢, 根据大震法设置了判定会，从体制来说可以开展发布警报的业务，但是，预报方法的科学根据以及预报情报对社会的影响，是需要进一步研究的课题(报告的原文)。” “注意报”的必要性 早在1987年的地震预报研讨会(日本学术会议地震预报小委员会与地震学会共同召开)上我就提出了“注意报”的问题，在论文集中的“东海地区有关地震预报的几个问题”一文的结尾中写道: “经检验，所出现的明显的前兆现象确实与大地震有关，这时当然应该发布警报。但是，也有并不明显、仅是凭感觉所认定的前兆性(,)变化。再者，虽然解除了警报，但还需要继续保持一定警惕的情况，对于这种情况是不是应该发“注意报”呢。东海地区人口密集，各种社会活动频繁，提供详细的情报、制订与之对应的对策是非常重要的。” 依据大震法，一旦发布警戒宣言，政府、地方自治体、各企业、一般市民应采取哪些对应措施则由国土厅决定。大震法是以可作出预报为前提而制订的，但它的对应措施应与马上发生大地震的对应措施一样应相当严密。对于假想的东海地震，预测以静岗县为中心的地区其烈度为6度，这一地区被指定为防灾对策强化地区。该地区社会活动繁忙，又位于东京与大阪之间，东海道新干线、东名高速公路以及中央高速公路等大动脉南来北往、横贯东西。 一旦发布警戒宣言，强化区境内的新干线、高速公路停止开通，银行、邮局停止业务，商店、超市关闭、医院停诊，小学生回家，其规章不亚于戒严令。这样一来，首都圈与中京、关西圈突然被隔断，社会损失惨重不言而喻。 如此苛刻的规章又能坚持几天呢,1983年日本海中部地震之例，竟是前震发生12天后才发生大地震。由此我认为警戒的时间段应是几天至10天左右。 对于那些将会给社会造成重大影响的法律法规，在执行前，必须对它的必要性以及将会产生什么样的影响进行论证，换句话说应进行评估和广泛征求意见。 1991年，我担任判定会会长后的第1件事就是向负有法律责任的国土厅负责人 反映了这件事，他们非但不采取行动，连改进的意向也没有。幸亏被誉称为民间智囊团的日本综合研究所认识到问题的严重性，对发布警戒宣言的经济损失作了测算，据说1天差不多要损失7,200亿日元，更何况谁又知道警戒宣言要持续多少天呢,这一算，骇人听闻，损失竟高达几兆日元。 如果认为某块地壳发生异常变化就发布警报，肯定百分之百是空报。例如，美国的加利福尼亚帕克菲尔德地区，根据以往的经验一看到出现过去那样的前兆现象就发出警报，结果2次都是空报。东海地区则不同，完全没有帕克菲尔德那样的经验。所幸的是，帕克菲尔德人烟稀少，即使实验失败也不会对社会产生多大的影响。东海的地震预报，一直都是在黑白(要么100%的发生，要么100%的不发生)之中选择一种预报方法。 现行的大震法以“切勿漏报”为指导思想，所以，很可能一旦发现微小的异常变化就会发布警戒宣言，结果当然多是空报了。另一方面，每当想到社会损失惨重，即使出现较大的变化可能又会犹豫不决，这誓必又会漏报。 为尽可能避免漏报和空报，应该在黑白之间增加灰色报。就说天气预报吧，降雨预报也不仅是0%和100%，也有30%、50%之类的概率预报。天气预报实实在在，依靠气象卫星可直接监测云的动向，并且每天都在积累经验。相比之下地震预报就太困难了，由于地震是地下深部破坏(又称急滑动)引起的，因此只能在其发生前由地表捕捉到微小的信号，空报吧损失又太大。所以作判断时不能仅是0%和100%，而应该有一种既稳妥的、又能减少损失的法规——注意报。 缓和的预报，巨大的社会效果 关于注意报应采取的对应措施，我个人的看法不一定要象表1所要求的那样，新干线和高速公路等仍可通行，只需减速就行，医院、银行、邮局、商店也不用关闭。尽量不要影响市民的生活，并提供有利于减轻灾害的情报。至关重要的是:发注意报不能凭借哪一个人的判断，而是政府的行政行为，并且在发注意报之前就应制订出与之对应的社会对应措施，事前就应该具备防止产生混乱的能力。 高速穿越市街区的新干线，大地震时极有可能引发重大灾害，缓行则可以极大地避免灾害。1995年阪神大震灾时地震是早上发生的，高速的新干线还未运行，真是万幸。人们心有余悸地说，如果地震晚发生片刻，灾情更加惨重。尽管当时私营地铁已开始运行，但没有造成人员伤亡，而电车呢，由于速度较慢，随时都可以调速。由此了解到新干线不需要完全关闭，缓行更为有利。对地震发生的急迫性作出一定程度的预报，并采取上述措施，且每一个家庭对室内的家俱都加以固定、对火源采取重点防范，日常生活井然有序。与没有作出预报的大地震突然发生的情况相比，有了注意报的可以大幅度减轻灾害。 我刚一接任判定会会长一职就向气象厅负责人立平良三陈述了我的意见，也许与立平本身就是概率预报专家有关，他立刻就理解了提案的重要性。1年后立平退休了，但他仍在1992年“科学”杂志召开的座谈会上作了以下的发言:“一旦发布东海地震的警戒宣言，肯定要采取事先制订的一系列应急措施，这会使社会蒙受多 大的损失,与大震法制定的年代相比，社会已发生变化，大震法是否合理，已到了非对它进行重新审定不可的时候了。”1993年气象厅在每月例行的判定会上制订了判定会今后的运营 章程 公司章程范本下载项目章程下载公司章程下载公司章程下载公司章程下载 ，开头写道:“如判定会茂木会长所指出的那样，按照目前的认识水平建立的判定会运营体制，以及与之有关的整个社会的防灾体制并不是完善的，必须寻求一种强而力的改进对策，即所谓的灰色判定，由此大造声势，呼吁尽快解决灰色情报问题。结果呢,以“注意报固然必要，因已立法故行不通”为由搪塞过去了，依然是外甥打灯笼——照舅(旧)。 最近的动向 1995年2月15日，我以顾问的身份出席了众议院科学技术委员会会议，并回答了原田议员提出的问题。听取我对注意报问题的说明后，原田说: “不发布警戒宣言而发布注意报能解决什么问题呢,真到危险的时候还是一句话;现行的大震法完全可以应付。问题在于如何用法，有必要进行再探讨，确实是一条非常重要的意见。” 说归说，总也看不到再研究的诚意，为了能使整个社会都能了解处于危机状态的现状，1996年3月我辞去会长一职。新闻媒体大张旗鼓地报导了此事，由此“注意报问题”引起更多人的关注，人们纷纷指责理所当然的提案“为什么不予采纳,” 其中，东京女子大学的广濑弘忠教授发表了以下的意见:“对于东海地震临震预报，在原有的“黑”、“白”判定中间增设“灰色”的3色方法，在我这个外行看来实在是一项绝顶合理的提案。可气象厅和东海地震对策的负责人为什么不采纳茂木的意见,理由很简单:大规模地震对策特别措施法不容忍缓和的“灰色判定”。以100%能对东海地震作出临震预报为前提而制定的法律，其不够科学的一面阻碍了现今科学防灾对策的发展，对此，我感到震惊。” 1999年7月在历时20年后，中央防灾会议首次对东海地震防灾基本计划进行了修改，宣传机构对此作了大力报导。但是，对紧要的注意报问题却完全没有触及，更谈不上实质性的修改意见。我再次发表了自己的意见，立刻国土厅(目前的国土交通厅)震灾对策科科长立刻就将电话打到我在大学的研究室想与我对话。原田议员也说:“这次修改，不管采不采纳茂木的意见，都要尽快听取他的陈述”。第二天，课长与课长助理亲自来访，我们作了长时间交谈。他们说，已充分认识到注意报问题的重要性，但它不是这次修改和宣传的内容，这次仅是作了小小的改动，下次将专门针对这个问题进行讨论。但是，至今也没听到有关这方面的动向。如此这般，大震法不过是一纸法律条文。只有发布适度的情报才有利于灾害的减轻，为此，我想再次强调，应将灰色预报作为重大的问题，刻不容缓地加以解决。 附记1 增加注意报很困难的理由是，有人认为没有定量区分白、灰、黑的尺度。但是，连严格、定量区分白、黑的尺度都尚且没有，何况又增加一个灰色，当然有难度。 附记2 根据气象厅的说法遇到“既不能否定东海地震的发生，又不至于发布警戒宣言”的情况时，应发布“观测情况”。针对这种情报采取的对应措施不由政府决定，而是根据各自的判断见机行事，这种随意的行动势必招至极大的混乱。这一点与本文所说的“注意报”绝然不同。 附记3 静岗县对“东海地震”只是将其作为预报型和突发型而制订相应对策。但是，对于那些不明显的异常变化，怎样对它进行挖掘，使之有利于预报，并最大限度地减轻灾害，在这一点上态度是不积极的。 译自 《地震杂志》～2001～12月 罗 岚 译 陈步云 校 不断改进的气象厅地震观测网的处理系统 石川有三 气象厅的地震观测网和处理系统一直在作不断的调整、更新和强化，因此检测能力也在不断提高，这早已是有目共睹的了。 总的来说，气象厅开展确定震源的工作是1926年以后开始的(其中有一部分是关东地震时收集的资料，今后计算震源时需要参考过去的一些资料)。1884年以前的震源资料从理科年表(2001年版)中的灾害地震表查找;1885年至1925年的依据宇津(1982、1986)的资料;1926至1960年期间的可从地震月报增刊第6号(1982)查找，这些数据都是经过再次计算过的。虽说“增刊第6号”是最新的结果，但它给出的震源位置不一定正确。例如，1930年12月20日广岛县北部地震的震中明显偏离由烈度分布推定的震源区，类似这样的问题还有不少。原因何在,主要是当时的数据无论从质量到数量都不充分，不象现在可使用电子计算机。还有，由数据计算得出的最适当的震源也不一定就是最正确的震源位置，造成这一结果的原因可能是多方面的。 1961年以后，地震月报开始登载震源参数。1961年至1966年期间，在震源深度这一栏，一律都是标绘20km。后来，由于67型地震计、76型地震计(以其研制的年分命名)以及高灵敏度地震计的问世，检测能力逐渐提高。不过，由于测点的扩展经历了好几年，观测精度的改善又涉及到时间、空间的变化。再后来，由于引用了遥测、处理系统，便一直在提高区域检测能力上狠下功夫。处于更新时期，前后所确定的震源数目时而减少，时而骤增，在这种情况下很有可能不能真实地反映出自然的变化，在研究地震活动变化时应注意这一点。为此，从1997年10月开始，防灾科技研究所、TAMSTEC等单位的地震观测数据都由气象厅统一进行一元化处 理，从而大幅度地提高了检测地震的能力。关于震源确定，由于数据庞大，必须提高处理效率。因此，应合理配置观测点，并把读取振幅、P波、S波到时等的观测点数压缩到最少的限度。不过，对于大范围速度构造调查，从2001年10月开始，对M5以上的地震，则由全国所有的观测点一道检测。 关于震源深度的确定，1983年10月开始采用同时推示水平位置的方法，因此，从1985年开始精度可达0.1km。请注意，实际计算时，如果深度误差超过5km就要改变震源确定方法，即:每深1km都要计算一次水平位置和震源时间。水平误差，采用将最小的深度作为解的方法，误差超过5分以上的地震原则上不采用。关于走时表，采用LL走时。关于M，2002年4月，将对1994年10月至2002年3月发生的芸予地震在内的17个地震震级重新审定，不久的将来将引进新的M震级的确定法。 目前，气象厅地震预报情报科正在收集、整理资料，不久将会公布。 译自 Newsletter Vol.13, No.5, Janaury 10, 2002 罗 岚 译 陈步云 校 日本强震观测的历程 小林启美 前 言(强震观测事业的历史) 1955年1月31日，科学技术厅资源调查委员会向内阁总理大臣提交“关于强震测定计划的建议”，并以此为契机开始了强震观测。为了使建议从组织上得到落实，1956年12月在东京大学地震研究所设置了强震测定委员会。1958年11月，资源调查委员会又向科学厅长官提出了促进观测计划实施的请求。1964年11月17日，日本学术会议向内阁总理大臣提交的“加强抗震工程学研究的报告”中提出:希望增设强震计并充分利用所获取的记录资料。1965年在东京大学地震研究所设置了强震观测中心，经费由国家财政拨款。1967年6月在科学技术厅国立防灾科学技术中心设置了强震观测事业推进联络会。后来，国立防灾科学技术中心变更为防灾技术研究所，2001年转为具有独立法人资格的体制，尽管组织形式在不断调整，但联络会议一直维持到现在。1978年8月1日资源调查委员会向科学技术厅长官提出了“推定地震危险度必须开展强震观测”的建议。 下面对不同年代的强震观测研究作一些介绍: 1 1923年关东地震的强震观测 关东地震时尚没有强震计，且当时东京大学的2台地震计的记录都不稳定，今村以此推定最大加速度为0.25-0.3g，很久以后那须等人将记录复原，使加速度记录得以再现。 2 末广的“工程地震学”讲演 1930-1931年末广先生应美国之邀赴美宣讲“工程地震学”，指出了强震观测的必要性。加利福尼亚迅速研制出USCGS-STANDARD强震观测计。这之后的SMA-1型号，增加镜子后的扭摆，其固有周期为0.05s，记录采用使胶卷感光的方法。1933年长滩地震(加利福尼亚)时，迅速获取了强震记录，由此暴露的最大加速度与当时建筑物设计烈度间的问题成为工程学界有待作进一步研究的重大课题。 3 石本加速度计(短周期地震计) 石本地震计的研制开辟了长周期地震计向短周期地震计(固有周期0.1s)，一直在工程学中被广泛应用着。它有2种型号:1种是倒立摆式，摆的重锤为衰减器的活塞;另1种是将与摆相接的活塞作为空气衰减器。后来研制的强震计就是以第1种型号为原型而制作的。此外，著名的石本地基卓越周期研究也是通过与上述的地震计比较观测后而开展的。 4 1948年福井地震的地震记录 福井地震时由墓碑石推定的地表最大加速度超过了0.6g。福井平原受灾惨重:气象厅测候所倒塌，放置地震仪的基础倾斜，机械毁坏，根本无法作强震动记录。由此激发了设置强震计的想法，尤其在工程学界，开始采取强有力的措施。 5 开发、研制SMAC型强震计 福井地震后开展强震观测已刻不容缓,对加利福尼亚的观测记录作过一些了解后,日本也开始了强震计的研制,并成立以武藤、秋原、高桥和金井为核心的委员会。机械式地震计采用石本型摆,用硬质笔在蜡纸上刻画波形,走纸的驱动力靠时钟的发条,这就是SMAC-A型。记录目标1g，送纸速度1cm/s。由福井地震事例的启发，在制造地震计时要求其抗震强度非常强，即使其周围的建筑物毁坏也能经受得住。 后来,又相继研制出经过改进了的B、B2、C、E和Q型。此外还有DC型,这种简易型主要用于建筑物的测定，该型号在1956年第1次世界地震工程学会议(伯克利，CA)上作过介绍。最初用于建筑物，后来在公共场所地表也设置了不少。 6 1962年广尾近海地震时钏路气象台的记录 正规的地震记录是1962年4月23日广尾近海地震时钏路气象台记录的。当时强震计设置在气象厅一楼泥巴地上的基土墩上(那时没有地震计室)，记录纸上的最大加速度为390gal。而高2层、混凝土结构的气象厅办公楼却完好无损，钏路台地、市区内的高大建筑物也没被毁坏，只不过是烟囱倒塌。不过，也出现与前面所提到的长滩地震相似的问题，即地震计的基础和地震计可信度的问题。为此，建了一个距自由地表30m、独立的基墩并盖了一间轻便的小屋依然将SMAC设置在基墩上开始观测，由此了解到以住的观测因受建筑物的影响仅在短周期内起到滤波作用，并 无其它特殊问题，于是研究转向本质性地震动方面。金井和他的研究小组一直在作这方面研究，几年来发表了不少见解。 7 1964年新泻地震的强震记录 新泻地震最引人注目的问题是砂质地基急剧液化的问题，自明治以来这类事例极其少有，沿信浓川的住宅小区因液化，尤如多米尼诺骨牌效应，楼房一栋栋倒塌。尽管有的建筑物有少许倾斜，但SMAC和DC强震计也有过良好的记录。秋田县县府办公楼，无论是基础还是其上层都有完整的记录。 8 1968年十胜近海地震的强震记录 4年后的十胜近海地震时，强震观测网发挥了效力，获得了许多记录资料，尤其是各地港口地表的强震记录为后来地震发生机制的研究提供了宝贵的资料，由此寻求到避开构造物等外部干扰获取地震动记录的途径。同时，由于半自动数据扫描方法的开发，使以往那种靠模拟数据扫描器的计算机输入方法发展成地震记录数据数字化的输入法。从而，研究人员之间以及与国外的数据交换更加容易。就是在这些强震记录的基础上，开始展开稍长周期地震动研究，以及深部地基构造和地震地基的研究。 9 1968年东松山地震时东京?关东的强震记录 十胜近海地震后，紧接着以琦玉县东松山附近为震源发生了M6.1地震，关东一带40多个强震计都有记录，其中人口密度最高的东京中心，设置在不同地基上的强震计超过20，并都有记录资料。这些记录为后来的地基研究和地震动性质有关研究提供了有价质的资料。 10 SMAC-M型强震计和1978年宫城县近海地震 上世纪70年代随着计算机小型化和电子技术的发展，地震计改进成电磁式地震计，强震计借此机会也由坚实牢固的地震计向快速处理数据方向发展，且价格也大幅度下降。当时东京有相当数量的地震计都是以电磁式设置的，针对这一情况，强震观测事业推进会加速了强震计的改造，SMAC系列也实现了SMAC-M型的实用化，其特征是周期为0.05s。 宫城县近海地震时，东北大学建筑物上的SMAC-M型强震计记录到约1g的震动。由于地震计短周期特性的提高，所记录的最大加速度值急剧增大。 11 科学技术厅资源调查会(1978)认为:评价地震危险性必 须开展强震观测 鉴于当时的情况，科学技术厅资源调查会(会长内田俊一)根据资源调查会安全防灾部会地震防灾小委员会(部会长山本壮毅、小委员会会委员长久保庆三郎) 的调查，经过审议后，向科学技术厅长官提交了“地震危险性评价必须开展强震观测的报告”，报告的要点如下: 1)为了解各地区各种地震强震时地震动的特性，必须扩展地基的强震观测网。 2)为能综合把握强震时地震动的特性，必须提高地震动的观测精度(尤其是时钟和台阵的配置)。 3)完善强震观测记录的收集和处理机能。 4)为有计划、有步骤地推进有关强震时的地基震动的综合性研究，应建立并完善综合系统。 采取以上措施后，以往那种以建筑物为中心的观测体制将会向工程地震学观测体制转换。同时，在当时已有的1000多台强震计的基础上，制订全国性均等配置的观测计划。 12 “大规模地震对策特别措施法的实施”和“东海地震对策 强化指定地区”的强震计记录的利用 对有可能作出预报的地震(当时仅限于东海地震)，如果预报3要素中能确定其中的2个:大小和地点，发生时期就不成问题，当然这是指特定的地震对策强化地区。由于移动点震源的多重效果与由过去强震记录所获得的的衰减效果以及地基构造的增幅效果有所不同，中央防灾会议地震对策强化地区指定专门委员会采用分割震源区、将由各要素求得的时间差进行综合考虑来预测地震动，这种预测只限于所指定的地区。将过去仅有的极少的强震记录作为制作经验模式的素材。这种作法尽管不适于后来的大震法，但却在中央防灾会议的“南关东地区直下型地震对策”中得到应用。 13 气象厅87型强震计、90型烈度计 数字记录方式的电磁式地震计也被气象厅新的强震计所采用，气象厅研制的87型地震计、90型烈度计被广泛使用，数字数据的地震记录方式盛行开来，并应用到了地震工程学研究方面。 14 1993年钏路近海地震时钏路气象台的记录 1993年1月15日钏路近海地震时，气象厅钏路气象台的87型地震计记录到约1g的最大加速度。气象台其它基墩(上述的室外SMAC的基墩)上建设省研制的SMAC-M强震计也得到同样的记录。与1962年广尾近海地震时一样，钏路市内除地基液化外，受灾情况不重，气象台周围的特大建筑基本完好。气象台也仅是气象雷达的配件部分受损，几乎就是1962年现象的再次发生。气象厅的烈度是按6度划分的。 15 1993年北海道西南近海地震的余震记录 1993年7月12日北海道西南近海地震后8月发生余震时，在渡岛半岛的乙部 记录到1.6g的最大加速度。设置地震计的小学校舍没有遭受地震灾害。 16 1995年兵库县南部地震 当时神户地区的地震计不多，不过，神户海洋气象台、日本西部地铁的强震计都有珍贵的记录，关西震协的速度型强震计也留下了珍贵的记录。 17 K-net、Kik-net的全国性展开 兵库地震后，国家对强震计的布设开始大量投资。科学技术厅(现文部科学省)防灾科学技术研究所率先在全国布设的K-net(强震观测网)就已达1000个。原则是布设在地表，以25km的间隔在全国范围内布设，据说这种做法是参照1978资源调查委员会的建议而确下来的。K-net95型强震计所记录的数据在较短的时间内通过有线传输到筑波研究所，通过因特网发布。全国各自治体都积极配合提供仪器设置场地。除关东、东海等强化观测地区外，防灾科学技术研究所又在全国扩展Kik-net，同时在地表和地中设置了地震计,与K-net一样，数据也由筑波研究所管理。 18 采用气象厅的烈度计、构建气象厅、自治省的强震观测网 目前，气象厅在全国布设了600多个烈度计，自治省在全国范围的市、街、村也布设了3000多。他们把机械性地观测烈度、尽快地公布烈度作为第1目的。东京、横浜等地区的自治体都拥有自己独立的观测系统。 真实的观测记录是研究地震动性质必不可少的资料，否则观测分析和设计就无从谈起。关于强震观测还有一些不同的说法，同时，最大加速度、气象厅的烈度等级以及建筑物的受灾程度这3者之间的关系尚没有明确的结论。但以下2点已经搞清楚了: 1)电磁式强震计的最大加速度如果不经过高通滤波处理就不能与SMAC-A或Q的最大加速度进行比较。不同的地震，它们的比值也有的达到了2倍。 1/22)河角先生提出的烈度(I)与最大加速度(A)的关系式为A=a?10，系数a是取决于观测点地基状况等环境的常数，因测点而定，与松软地基相比，硬质地基应取较大的值。河角提出的这个关系式是根据东大地震研究所地震计室的观测结果而推导出来的。 译自 Newsletter March 10,2002,Vol.13, No.6 罗 岚 译 陈步云 校 断层形态与地震破坏的动态模拟 青地秀雄 前 言 地震破坏的动态模拟是地震学研究的古老课题，其本质就是研究弹性体力学的 初始值和边界值。关键是它涉及到几个方面:“如何解方程式——方法”;“如何给出作为初始条件、边界条件的摩擦定律”。上世纪80年代，在摩擦定律的实验、理论研究方面取得了很大的进展;90年代通过地震波反演详细探明了震源图像。在此基础上，该项研究由事先根据假设的运动模式估测破坏的形态和运动的方式，转向没有解析解、破坏自发进行的方式(即，地震破坏过程非常复杂，很难从物理、定量的角度对它加以解释～)。这次，我们以断层附近的地震动为研究对象，观察它是为什么、怎样产生破坏的，以及地震的原因是否是破坏引起的。现今，由于计算机技术的不断提高，以特定地区或地震为对象进行大规模模拟也已成为可能。下面介绍最近以实际地震为对象的模拟事例，最引人注目的是地震所在断层形态的变化。 破坏的动态模拟到地震动的再现 由于断层的运动致使沿断层面的介质不尽相同，因此给动态模拟造成种种困难。比如，采用边界分割型方法(格林函数法、边界积分方程法)会产生方程式的奇异性;若采用领域分割型方法(差分法、有限单元法)就要涉及到边界面的技术处理。相比而言，地震的动态模拟最实用的还是差分法。Graves (1996)和Madariaga等(1998)曾从技术的角度和断层面的处理方面作过详细论述。差分法的优点之一是，通过破坏的动态模拟甚至连断层附近的地震动也能同时计算出来。 采用差分法模拟最标准的做法是:在半无限弹性体中假定一个断层面的模型，并给出断层面上的摩擦法则以及介质整体的初始应力分布，由此可模拟破坏的自发进程。Peyrat等(2001年)对1992年兰德斯地震采用实体感表现方法显示:即使由地震波形反演、根据从运动学角度推定的地震前后的应力变化分布给出了初始条件，也并不一定能再现自发的破坏过程。动态破坏过程完全是非线性的，所以绝大多数初始模型不得不根据经验，先假定再模拟。Peyrat等成功地模拟出小到0.5Hz的地震波形。由于粗糙和障碍，必然导致最终所推定的初始应力条件呈现空间性极不均匀。在运动学模拟结果和动态模拟研究方面，Mikumo等(1998)以墨西哥俯冲带地震为对象进行过研究;Nielsen等(2000)对1994年北岭地震采用差分法对倾向滑动断层作过模拟，Oglesby等(2001)对1999年台湾地震也作过类似的研究;关于破坏过程与断层附近强震动，Inoue等(1998)作过这方面的研究。 多个断层间的相互作用 众所周知，类似兰德斯那样的大地震是几个断层发生破坏引起的。有人从地质学的角度指出:这些相互弯曲、分岐、阶跃着的非平面的断层构造与地震破坏的起始、进行方向、停止密切相关。当你在一平面上采用近似断层的模型时，为重现地震破坏的状态(尤其是破坏的停止)，你必须给出初始条件——空间的不均匀性和摩擦法则，但如果将断层的复杂构造直接模式化，则不必人为地导入空间的不均匀性。为什么,这是因为非平面断层面上破坏的进展使其周围动态的应力传播过程变得复杂，同时，因构造的变化必然也会使断层面上原本的应力积累过程发生变化。虽说差分法的格网在断层面的处理方法上受到很大的限制，但在最近，对几个断层块体 破坏过程的模拟已成为可能。 Harris等(2001)对1999年伊兹米特地震所在的断层进行了研究，她们假定地表断层有7个断层段块，对动态的破坏是如何进行的进行了模拟。研究的焦点是在几个断层之间，破坏有没有“跳跃”的可能性。暂且认为与断层面假定的初始条件非常依存，一般选断层构造不连续(阶跃)长达5km的段块调查破坏进行所受到的阻碍。调查指出:这次地震东西各向破坏过程的进展是不相同的。在震源的东方破坏高速传播，这也许与断层构造比较简单有关。采用差分法对几个断层面相互作用所进行的调查研究方面，Kase等(2001)涉及的是垂直排列的断层，而Magistrale等则是走向滑动型断层。 断层的几何学与破坏过程、地震动 如果采用边界积分方程式法也有可能模拟真实的地震破坏过程。与差分法相比，它的特点是可以自由选择断层面的形状。据说兰德斯地震主要是5条已有断层发生破坏引起的，Aochi等(2001)将实际破坏了的断层，以及其周围没有破坏的断层进行了模型化。原本对周围地区大地构造引起的应力积累有所考虑，但如果局部断层走向不同，必然会使断层面上的应力发生变化，虽然给出了模型却得到完全不同的结果(实际上没有破坏的断层也破坏了)。这项研究的焦点是:如何将地质学情报(大地构造)定量化地纳入模型，同时，怎样将由实验和观测得到的摩擦法则用于实际的断层。现实的情况是:依然是假定多，未知的部分不少。我们曾作过一些尝试，即对某一平面断层不像通常那样导入不均匀性非常强的模型，而是将所观测到的断层系的构造和所设定的该地区的大地构造组合起来进行模拟，结果成功地重现了实际发生破坏的模型。由此揭示:采纳了非平面断层构造的动态模拟方法有可能模拟出将来发生地震的破坏模式。 不过，与差分法相比，非平面断层的边界积分方程式方法计算繁锁，需要依靠大型计算机，如果遇到断层面达到地表的正?逆断层型地震(比如1999年台湾地震等)就更麻烦，今后该方法还需要进一步改进。最现实的作法是用已有的方法弥补各种模拟的不足。Aochi等(2001)根据所得到的边界积分方程式方法的模拟结果，用离散化波数法计算了理论波形，并与观测数据作了比较。结果显示，与差分法组合后的模拟，可更清楚地从面上观察到构造复杂断层上动态破坏过程对地震动的影响。 结 语 如上所述，目前尚未开发出能模拟所有类型地震的万能的方法，同时，对于模拟所需的初始条件、摩擦定律的认识也不完全。除本文介绍的方法外，还有许多好的模拟方法，关键是应根据目的而选择，不过，在以现实的地震为对象进行动态模拟时，这又是一个难以解决好的问题。如果给出适当的初始应力条件和摩擦法则，便能恰如其分地重现复杂的现象，至于从地球物理的角度来看是否妥当则是另一回事。对于平面断层，如大家所知晓的那样，仅仅只需考虑断层面上的应力、擦察法 则以及由适当基准值给出的相对量就可以了。但对于非平面断层(或者平面断层上滑动方向有时空变化的情况)来说，就必须给出各个具体绝对值的三维构造，而平面断层可以忽略的其上部分则变得重要了。为了将周围大地构造对断层的应力积累以及断层面固有的摩擦法则作出上述的定量的考虑，必须对所有相关的观测、分析、实验和模拟进行立体的三维解释。目前，在上述的作法中纳入地质学情报的模拟才刚刚开始，这将是今后的研究课题。作为从事模拟研究的学者来说，希望有关这方面的讨论能继续进行下去。 译自 Newsletter, Vol.13, No.4, 2001.11.10 罗 岚 译 陈步云 校 机构介绍 名古屋大学地震预报观测地区中心 1 历史沿革 1891年，日本浓尾地震(M=8.0)给日本中部地方造成了极大的灾害，该地震被认为是最大的内陆地震。1945年的三河地震，1948年的福井地震和1964年的新泻地震都是M7地震，尽管其震级小于浓尾地震，但也同样带来了巨大的灾难。从1965年开始，在长达5年的期间里长野县松代连续不断地发生的有感地震竞达6万次以上。1984年的长野县西部地震带来的灾难至今仍记忆犹新。 日本列岛的太平洋沿岸，可谓是地震窝。据古书记载，这里曾多次发生过灾难性的大地震。在西南日本太平洋沿岸，1944年发生的东南海地震及1946年发生的南海地震夺去了无数人的生命。近年来，对以骏河湾为中心的未来地震发生的可能性进行了预测和会商，最终把东海地区指定为观测强化地区。 如上所述，日本中部地方是日本的地震危险区。并且，在这个地区有中央构造线和系鱼川静罔构造线这两条被定为一级的地质构造线及活断层带。从地质学的角度来看，这个地区也有着其极为重要的意义。 名古屋大学地震预报研究观测网，以日本中部地方的南部地区为中心而展开。1965年，在位于浓尾平野北东的犬山市附近辟静的山里建立了一座地震观测站。从那以后，以这座规模不大的观测站为起点，伴随着日本地震预报发展计划的进展，逐步形成观测网并被不断充实强化。为了使观测工作有一个飞跃性的扩充与加强，在此建立了地震预报观测地区中心。各观测站的资料通过传输集中到这里同时进行自动处理。 在建全地震观测网的同时，本观测中心还设立了一条从御前崎向北西方向延伸长约140km的地壳活动综合观测线，强化了对地壳变动的观测。该中心与名古屋大学理学部地球科学教研室进一步进行合作;开展了地球化学方面的观测预报工作，岩石破坏实验及流动观测工作等等。探索地震发生与地壳活动和地球内部构造的关 连性、确认地震前兆现象的观测研究是该中心的主要工作之一。 2 地震观测网 在地震观测站，设置有高灵敏度的地震仪。为了避免人为性的干扰，这些观测站全部设立在辟静的山区。观测资料通过专用通信线路传递到地震预报观测中心进行集中记录，同时还与东京大学和京都大学进行资料交换。目前，在名古屋大学收录着34个观测站的资料。 采用这种远距离的数据传输与自动处理的方法，能够在短时间内得到高精度的观测结果。除了监测地震活动的异常之外，还开展对地震活动的三维空间构造的研究工作。名古屋大学的一部分观测站的资料同时还传递到其它的两个大学。犬山、三河和知多3个观测站的资料还送往气象厅。 资料处理系统由一台微机和2台小型电脑自动判断地震活动，收录地震波形，确定震源位置等各项工作。同时还收录地壳变动的资料。这些资料被迅速地传送到设在东京大学地震研究所内的全国观测中心。 各个观测站设有2台水平分量和1台垂直分量的高灵敏度地震仪。1978年5月至1984年10月之间，中部和东海地方地区的地震活动并不比关东和东北地区强，但有时却发生灾害性的大地震。鉴此，名古屋大学从1978年以来，对这个地区进行了连续观测。 3 地壳活动综合观测线 -6-8对地壳的极微小的伸缩、倾斜进行10-10的高精度观测，在地震预报上是必要的。在地表，由于受温度变化的影响，这种高精度的观测是无法进行的。因此，需在岩石里挖100-150m深的竖井或隧洞，在里面安置仪器进行观测。这样，日温度变化能控制在百分之一度、年温度变化在十分之一度以内。通过专用通信线路，将各观测站的数据不断传送到地震预报观测中心，同时记录下来，并与地震数据一起进行计算机处理。在必要时，要把数据传送到气象厅的观测中心，用于预报工作。 地壳活动观测站和温泉气体观测站均分布在以御前崎为起点向北西延伸的线上。大仁观测站石英管伸缩仪的连续观测记录到伊豆半岛东方冲地震(1980，M6.7)主震发生的前5天开始有群震发生，判定为主震的前兆现象。 4 流动观测 对中部地方的地震及地壳活动的观测，一天24小时无间断地连续观测。当在这种日常观测中发现了异常情况时，就有必要加强当地的观测，更详细地把握异常活动的变化情况。目前，在名古屋大学的观测网内，不仅包括了东海观测强化地区，而且还包括重要的特别观测区。在这些地区内，设有临时观测站进行重复测量和观测，目的是补充日常观测。为此组织了流动观测组，开展地震、测地、重力、地电和电磁等多方面的观测活动。 5 地震观测 为了更进一步详细地掌握群震或大地震后余震的时间与空间的变化关系，需要进行震区实地观测。由于地震的震级越小，其发生的次数就越多，所以在震区现场观测能掌握更多的极微小地震的活动情况。利用这些资料既可了解该地震的性质、同时推断该地区地下应力作用的状态。火山地震活动方面的观测研究也在开展。弄清楚地壳构造是提高震源定位精度的基础性资料，因此，为了弄清地壳及上地幔的构造，除观测自然地震之外，还需做人工地震的观测工作。 6 大地测量 地壳在不断地伸缩和上升下降，为了能够准确地掌握作为地震前兆现象而表现出的地壳异常变动，要做重复测量工作，以便能根据资料区别出正常变动与异常变动。目前分别采用了光波测距仪及水准测量仪测量地壳的伸缩及垂直变动。这种测量工作在活断层地区等一些特定地点反复进行，了解地震的前兆现象。目前，已经成功地根据地壳变动捕捉到地震前兆现象。图9的右图标绘出三根山——藏王间观测线的测距点上发现过前兆现象的地震震中，左图的上部给出观测结果，下部给出地震的震源距离。观测点间距离缩短约1-2cm之后地震发生。距离测量采用高精度的测距仪，20km的观测精度为数毫米(照片14)。 7 重力测量 重力异常的观测可以补充通过人工地震了解到的地壳构造，在解释地壳三维空间构造的研究上起着重要作用。在包括东海地区中部地方范围里进行了高密度的重力调查，提供了基础资料。并且在一些特定地区内还反复进行了重力随时间变化的观测研究工作。当地壳发生垂直运动时，该处的重力也随之发生变化。目前已能测 -5定出10gal的重力变化，这相当于地震发生了3cm垂直运动时的重力变化。因此，重力观测已成为在进行短期预报中发现前兆现象的一个重要武器。今后，这种观测将反复进行下去。 8 地电与地磁观测 地电流及地磁时时刻刻在变化着。在地震发生之前，这种变化也表现出其异常的举动。最近，随着观测精度的提高，在一些地区已捕捉到了前兆现象。这方面的资料积累工作正在稳步地进行。 9 岩石破坏实验设备 在日本这样一个多地震的国家里，灾害性地震仅在10年里就有1-2次。因此，要想弄清地震发生的原因及其状况并非易事。如果能在实验室内人工发生地震，就可以不必等待天然地震，而在实验室内做这方面的研究。岩石破坏实验的目的就在于此。当然这种设备所能发生的地震的规模只有天然地震的几百万或几千万分之一。 然而，利用多种仪器，就能对地震发生的状况进行详细地调查。 用于岩石破坏实验的油压机，加在岩石标本上的垂直压力可达200吨。在标本周围也加上很大的围压，就可以与地壳内条件相对应。逐渐增加垂直压力，直到岩石标本破碎。在加压过程中，标本逐渐变形，并在内部产生很多以微米为单位的小断裂。每一个小断裂发生时，都产生出地震波。 10 地球化学方面的预报观测 地下岩石由于受应力作用而变形或破碎时，会释放出储藏在岩石内的气体。为了能够掌握在这方面出现的地震前兆现象并用来预报地震，在3个温泉点上进行了气体的连续自动观测，获得的资料直接传输到本地区预报中心。温泉气体中含有氦、氮、氩等气体。最近，氢气尤其受到了人们的重视。因为当地震发生前，地下岩石破碎时与地下水发生反映而产生出氢气。 如上所述，地球化学方面的预报是利用观测地下气体的变化与地震活动的关系而进行的。根据白狐观测点上的氢气观测结果，推定出长野县西部地震的前兆现象。白狐观测点距长野县西部地震的震中52km，长野西部地震发生时，观测的气体中含有氢气。 译自 Regional Center for Earthquake Prediction Observation, School of Science Nagoya University 张国安 胡 坚 译 胡 坚 校 书 评 加利福尼亚与地震为伴:生存指南 我在加利福尼亚政府大楼昏暗的房间里写此书评，让人吃惊的是，连窗户都有全副武装的人员把守。我们与外界隔绝。政府宣布了紧急状态，这里离机场不远，一个靠近我的壮汉一把将我的稿子抢过去撕掉了，(译注:当时正值“9.11”事件期间)我可以想的事情只能是待回到自己的家里后再去考虑了。 在陪审团的办公室里，在武装人员的看守下，守着一台电视机看播放世界贸易中心大厦的倒塌和正冒着浓烟的五角大楼能捕捉到什么样的新闻呢,关在大楼里能捕捉到什么,这时候只能发挥我们的想象力，考虑到的事情很多，比如说此时想到了地震，人们预料中的加州最大的地震，想象地震发生时家俱都象跳舞那样晃动，天花板会落下来，对地震的全过程作了认真的推想。 作为一个科学家，同时又是母亲和教师的我，我痛苦的意识到加利福尼亚与一个剧烈活动着的地球有一个不定时的约会，就象俄勒冈州立大学出版社最近出版的《加利福尼亚与地震为伴:生存者指南》一书的作者Robert Yeats在书中描述的那样。科学出版人相信该书通俗易懂，书中由浅入深地介绍了地震发生的地点——断层和社会研究机构的成果——怎样减轻自然灾害。 Yeats在前言中介绍了他撰写该书的高尚意图和激情，“为了人们的生命和安 全。”若要达到这个目的，只有时间才最有权说话。Yeats对活断层进行了几十年的研究后，他对面临的地震危险比喻为“就象城堡上的卫兵警告城门上的野蛮人那样”，人们开始受到地震的严重威胁。如果不充分地认识到这一点，人们就会缺少防震意识并忽略为减轻地震灾害作出相应的努力。 在过去的几年内，出版了有关地震的几本好书，著书的作者都是科学家或教授，这些书的目的在于使读者了解地球科学。《加利福尼亚与地震为伴》的读者不仅是针对EOS的读者，而是定位于大众读者，对于不直接从事地球科学研究的其它学科的科研人员也有所卑益。该书同时也是一本很好的教材，系统地介绍了历史地震与社会地震学问题和地震科学研究的进展以及有关问题的综述。 Yeats在书中突出了地震的社会问题。如果您家的书架上添上一本《加利福尼亚与地震为伴》，我将肯定您通过阅读该书对地球科学有一定的认识，那么您在和您的邻居们聊天时也增加了聊天的内容，书中甚至还有告诉您地震时如果保证热水器的安全等有关知识。书中设计了地震防备状态、防震机构的设置、政府在地震科学及其响应中的作用和人类历史地震学的有关章节，当然也更未忘记传统的地球物理学和地质学。 该书对大学生、法律工作者、新闻工作者、教育工作者乃至地方政府官员及其有关人员也值得一读。书中其它章节的描述，也无不与地震科学有关。教育工作者可以从书中获得地震过程的描述，书中的抗震建筑简图适合于新的教学大楼的设计参考，尤其是对学建筑的大学生们非常有益。还有些章节如“地震预报的模糊性艺术”，对当今地震研究的进展进行了评述。书末还列出了大量的参考文献和提示读者应参考的文献，在每一章的末尾处对读者也作了提示。这些提示是针对普通读者的。当然，以本人之愚见，参考文献如其是列在全书的末尾处还不如列在每个章节的结尾处，这样对读者将会更有益些。这也许是该书唯一的不足之处。 该书为平装普及本，价廉且便于旅行中携带。我在陪审团办公室完成本书评之前，咖啡溅满了稿纸。尽管如此，我特地向与地球科学有关的院校推荐这本好书。更重要的是，我要向所有与地震为伴的加利福尼亚人推荐这本书。 译自 EOS, Vol.82(49), P611, 2001 陈耿琦 译 张国安 校 科学家介绍 Eos空间物理学与高层大气物理学编辑约?博罗维斯基 Shermonta L.Grant 今年初，Joe Borovsky(约?博罗维斯基)开始了Eos空间物理学与高层大气物理学(SPA)为期3年的编辑工作。Bonovsky从1982年起在美国洛斯阿拉莫斯(Los Alamos)国家实验工作。 作为Eos洛斯阿拉莫斯国家实验室(LANL)的一名成员，Borovsky的工作已经超出了非空间物理学与高层大气物理学读者的范围，他强调说他将致力于空间物理学和高层大气物理学学术研究论文的编辑与其他学科研究学者的沟通和交流，这种沟通和交流包括与美国地球物理学会(AGU)其他学科研究学者的讨论。 Borovsky对交叉学科问题感兴趣并努力探讨这些方面的问题，为空间物理学所用。“在高等学校和大学里，我就对各种类型的科学比如:化学、生物学、物理学和天文学都很感兴趣。我在攻读天文学学位期间，非常用功并因此而获得奖学金;当我攻读物理学学位时，同样因为我的刻苦获得财政资助。我还学过光学，这对天文物理学的研究非常有用。”Borovsky说，他渴望拓宽所涉及的学科领域。 Borovsky在洛斯阿拉莫斯国家实验室从事研究工作近20年，这期间他采用理论方法、计算方法和实验物理来研究空间等离子物理学，他的研究范围还包括使用Van de Graaff加速器、线性加速器、电子显微镜、辅助电子发射及光系统对粒子激励、磁激励及其表面相互之间的作用的试验。他还协助完成了求解抛物线和双曲线的粒子微分方程、激励等离子体的介质——粒子方法、由生物膜传递离子的1维电子漫射码和晶格码中的1维与2维粒子的研究。最近，他还发起了与地球磁性层有关的空间理论及数据分析的研究。 Borovsky同时还服务于NASA科学与评论小组委员会、国家科学基金、LANL，他还是NASA戈达德空间飞行中心、德国Max-Planck高层大气物理学研究所和依阿华(Iowa)大学的特邀科学家，并出任瑞士伯尔尼国际空间科学研究所极光等离了体物理编委会的编委。从1985年起，他就是美国地球物理学会(磁性层物理)会员。 译自 Eos, Vol.82(32), August 7, 2001 张国安 译 资料介绍 日通过“地球变暖对策大纲” 日本内阁会议20日通过了新的“地球变暖对策大纲”。新大纲规定，到2010年产业部门要把二氧化碳等温室效应气体的排出量控制在比1990年减少7%的水平，从而使日本完成1997年《京都议定书》确定的减排6%义务。 日本政府发表的新闻公报说，二氧化碳是导致地球变暖的主要原因，它在6种温室效应气体中占88%，而产生部门的二氧化碳排出量最多，占全部的40%。新大纲设定的2010年二氧化碳排出量指标是，产业部门为4.62亿吨，与1990年相比减少7%;而运输部门则比1990年增加17%，为2.5亿吨。 大纲还规定，为了完成这些指标，日本将加强节能技术的研究开发、开展全国性的节能运动以及植树造林运动、促使工厂等采用高性能的节能设备、普及低公害车和新能源技术、提高物资流通的效率，提倡家庭节电和节水等。 罗 岚 摘自 《老年日报》2002.3.23 Eos卫星资料接收处理系统交付使用 我国第一套Eos卫星资料接收处理系统今天在甘肃省气象局通过了由中国气象局监测网络司、国家卫星气象中心和兰州卫星遥感中心等部门专家组成的测试组的验收，EOS卫星资料接收处理系统从些正式投入运行。 EOS即地球观测系统，1998年12月18日，美国成功发射了地球观测系统的第一颗先进的极地轨道环境遥感卫星Terra。这颗卫星是美国国家宇航局地球行星使命计划中的第一颗，也是第一个公开向全球提供对地球过程进行整体观测系统的卫星。 据介绍，这套由我国专家自行开发研制的EOS/MODIS卫星遥感图像接收处理系统，不但可以用于接收处理美国地球观测系统中Terra卫星播发的中分辨率光谱辐射仪对地观测图像数据，还可兼容接收处理我国风云一号卫星、美国NOAA卫星以及我国即将发射的风云三号卫星等卫星改善的实时资料。此外，该系统还可实现全自动无人值守自动接收处理卫星资料，技术水平在海内外尚属前沿地位，填补了我国遥感领域的一项空白。 罗 岚 摘自 《科技日报》～2002年4月20日 亚洲第一井钻探首战告捷 中国大陆科学钻探工程首席科学家许志琴院士近日透露说，国家重大科学工程中国大陆科学钻探工程经过近300天的奋战，取得了第一阶段的胜利，先导孔于4月6日上午完成了2000米的钻探，5000米主孔的钻探准备工作已经开始。科学钻探的初战告捷为中国钻探史写下新的一页。 在坚硬的超高压变质岩石中实施大陆科学钻探为世界首次，中国大陆科学钻探工程采用了世界首创的“螺杆马达-液动锤-金刚石取芯钻进”工艺方法，大幅度地提高了硬岩钻进的机械钻速，井斜度始终保持在3-4度，岩芯采取率达88.5%，研制的新一代金刚石钻头的使用寿命最高达75米。参加中国大陆科学钻探工程的科研人员、钻探与测井专家以及钻探工人们，克服了地层坚硬和岩石破碎等重重困难，获得了2000米十分珍贵的鹇连续的岩心标本和流体及气态样品等大量宝贵资料。 作为“深入地球内部的望远镜”，大陆科学深钻是当代地球科学具有划时代意义的大型科学工程，是解决当代人类面临的资料、灾害、环境三大问题的重要途径之一，也是人类认识地球的又一次努力。中国大陆科学钻探工程利用现代深部钻探高新技术，在具有全球地学意义的大别——苏鲁超高压变质带，实施中国第一口5000米科学深钻，其科学意义十分重要。 地质专家解释说，大别——苏鲁造山带是世界上规模最大的超高压变质带，是研究板块构造和全球地质变化的天然实验室。而超高压变质岩是板块俯冲——碰撞作用的产物，超高压变质岩的原岩在地球表层，它们是怎样下插到地下100多公里 深处，然后又是如何返回到地球表面的，对于地质学家来说这是一个谜，引起了国际地学界的广泛关注，超高压变质带研究因此成为当今国际地学研究的前沿和热点。目前在世界上的主要大陆造山带中都已经发现了超高压设质岩，位于我国中部，西起阿尔金，经祁连、秦岭、大别，东到苏鲁地区的4000公里的“中国中央高压超高压变质带”是世界之最，为各国地质学家所瞩目。中国大陆科学钻探工程的主要科学目的就是研究超高压变质岩的形成机制及地球动力学。 大陆科学钻探工程2000年8月4日在江苏省东海正式启动，实施时间为5年。2000米先导孔完成后，即进行5000米主孔的钻探准备工作，并积极开展对岩心的全方位、多学科的综合研究。 罗 岚 摘自 《科技日报》2002年4月23日 美将建太空铁路 美国宇航局2002年3月19日宣布，国际空间站下个月将安装人类在太空中的第一条铁路。 这条铁路将沿着国际空间站的主干结构框架安装在站体外部，其用途是使国际空间站的机械臂在执行空间站建设及维护任务时能够自如移动。铅制轨道车及首段43英尺的轨道将由阿特兰蒂斯号航天飞机在2002年4月送入太空。今后两年内，航天飞机将陆续把更多轨道送往国际空间站。轨道的长度最终将达到360英尺左右。 罗 岚 摘自 《老年日报》～2002年3月28日 厄尔尼诺年内可能再现 世界气象组织13日说，该组织专家及太平洋沿岸一些国家的气象部门已经观测到厄尔尼诺现象在太平洋地区生成的初期迹象。这预示着厄尔尼诺现象今年可能再现。 厄尔尼诺现象又称厄尔尼诺海流，是太平洋赤道带大范围内海洋和大气相互作用后失去平衡而产生的一种气候现象。这种现象是周期性出现的，大约每隔2-7年出现一次，持续时间一般为1年左右。当这种现象发生时，海水水位上涨，水温升高，导致太平洋沿岸地区出现干旱及洪涝等自然灾害，甚至造成全球气候反常。 罗 岚 摘自 《老年日报》～2002年3月19日