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1關于地震電信號的“敏感點”問題

地震前異常電磁前兆信號的出現存在著某種程度的“敏感點”效應．“敏感點”是在地震預測研究中使用頻率較高的一個詞匯，是在經驗性預報階段，當人們尚無法從機制上清晰地認識異常的物理原因時常用的一個詞匯．所謂“敏感點”，是指那些距離震源的距離不一定比其它點位近，但相對于其它點位卻更容易顯示異常效應的部位．當然，在地震電磁學的理論研究中，對這些所謂可能的“敏感點”，可以從理論上給出某種程度的解釋：不同測點地下電性結構的差異性是導致電磁信號差異的基本控制因素；甚至電磁異常變化與測點下方介質的電阻率的異常變化相關聯也可能導致其異常的差異性．也就是說，把地震電磁觀測與臺站基礎電性結構聯系起來，是推進電磁觀測和發揮其在地震預測中的效能的重要環節之一．對于地震電磁異常的“敏感點”效應，一些研究用數值模擬的方法加以論證．然而，利用高壓輸電線路接地極大電流可以對地電場觀測臺站記錄到該電流信號的特征進行研究，從而可以更加深入地認識地電場觀測的敏感點及方向性問題．本文可利用西昌特高壓輸電網絡接地極大電流信號對川、渝、滇地區的電磁觀測臺站進行研究．當高壓輸電網絡運行不平衡時，為了保護該網絡的安全，就會通過接地極裝置向地下注入來不及變壓整流的強大電流．經過落實，得知2012年11月26日西昌接地極裝置系統向地下注入了電流強度為4500A的電流．在該接地極裝置系統北北東方向約10km處就是小廟臺．2012年11月26日08：20—15：40期間小廟臺記錄到了源自該接地極4500A的強大電流信號，最大幅度為南北向短極距記錄到的1222mV／km的信號．a中6條曲線分別為小廟臺南北、東西及北東向長、短極距的觀測曲線，而圖9b中的曲線是重慶仙女山臺同時間地電場南北向短極距觀測曲線．可以看出，在08：17小廟臺記錄到的信號開始，仙女山臺同時記錄到了第一個脈沖；在13：13小廟臺記錄的矩形方波中出現了臺階變化，此時仙女山臺記錄到了第二個脈沖；在15：43小廟臺第一個大的矩形方波結束，此時仙女山臺記錄到了第三個脈沖；在20：44小廟臺記錄的第二個矩形方波開始，此時仙女山臺記錄到了第四個脈沖；在21：26小廟臺記錄到的第二個矩形方波結束，此時仙女山臺記錄到了第五個脈沖．由此可見，在接地極電流發生變化時距其540km處的仙女山臺可以記錄到這樣的信號．圖10是2013年1月21日西昌接地極向地下注入4400A的電流時在距其10km左右的小廟臺和距其540km處的仙女山臺記錄到的信號．通過多次的觀測與對比分析，可以得到這樣的認識：對于西昌高壓輸電接地極向地下注入4500A的強大電流信號，在川、滇、渝地區的電磁觀測網，只有距其10km的小廟臺和距其540km的仙女山臺記錄到了該信號，而在距其80km以遠的其它臺站都沒有觀測到．通過對青島換流站接地極向地下注入2100—3004A大電流時華北東部地區21個地電場臺站觀測的研究，我們發現只有9個臺站接收到了信號．這充分說明對于在地下傳播的電磁信號在地表觀測時，有些觀測點能夠觀測到，有些觀測點則觀測不到，也即對地震電磁信號的觀測，的確存在著“敏感點”．上述分析也說明了仙女山臺所處的位置是一個很好的觀測點或“穴位”．通過對許多地震的對比分析，我們認為仙女山臺地電場和電磁擾動觀測對其西部的地震也是比較敏感的．

2討論

當所謂的異常前兆大量出現，但都是似是而非的信息時，我們就很難作出較準確的判斷，因為其中真正的大量噪聲的存在會使我們對較為真實的地震前兆信號產生不信任感．只有真正找到排除噪聲的有效方法將其排除，我們才能去偽存真，并利用大量的震例來證明其可靠性．通過不斷積累發現，在許多地震前可靠的電磁信號其實并不是大量出現，只有某些關鍵觀測點的信息能正確反映震情．大量研究表明，大部分地震電磁信號所反映的發震時間都是在其后的數天至一個月內，最長時間可在3個月以內．本文所示的2013年4月20日蘆山MS7．0地震前的電磁異常信號處理，都是在本文所述的觀測數據與異常信息提取原則的基礎上進行的．在2013年4月2日資料分析中，將2013年3月30日曲江臺記錄到的地電場異常信號放在筆者收集的該臺1300條特征曲線中作對比分析，當時就認為是大震信號．第二天2013年3月31日在緬甸發生了MS5．6地震，筆者認為震級太小．因為曲江臺記錄到的地電場異常信號最大幅度（3680mV／km）是自2007年建臺以來除汶川MS8．0地震信號外最大幅度的異常信號．在繼續跟蹤過程中于2013年4月6日資料分析中發現西南地區只有重慶仙女山臺2013年4月4日記錄到的電磁異常信號是較為可靠的大震信號．首先它是自2008年10月建臺后最大幅度的地電場和電磁擾動異常信號；其次將其放在對該臺有記錄以來積累的1950條電磁特征曲線以及對川滇地區地震的對應比較中進行分析，認為一定是大震信號．基于對上述西南地區屈指可數的3組電磁異常信號的分析，筆者當時認為西南地區在2013年4月6日以后的一個月內應有一次大地震會發生，但當時不確定的一個因素就是對震中位置的判斷，認為有兩個選擇性地區：其一是攀枝花及其周圍地區；其二是龍門山斷裂、鮮水河斷裂及安寧河斷裂交匯的三岔口地區．但無論其中哪個地區發震，以筆者對該地區的研究，認為震前成都臺和鹽源臺一定會有異常地震電信號出現，并且對上述震中位置的推斷有賴于這些臺站的觀測分析結果，因此在等待這兩個臺站的觀測分析結果時沒有及時與相關部門和專家交流溝通．遺憾的是筆者單位于2013年4月16—22日進行搬遷，局域網斷開從而中斷了跟蹤．4月16日筆者以僥幸的心態認為這幾天不會出問題，因為長期標定過的成都臺和鹽源臺還沒有出現地震電信號．北京時間2013年4月20日8時2分46秒發生了蘆山MS7．0地震．震中位置為30．3°N，103．0°E；震源深度為13．0km．2013年4月24日筆者工作恢復后回過頭來分析川滇地區電磁資料，發現小廟臺于2013年4月16日出現地震電信號；鹽源臺于4月17日出現地震電信號；成都臺于4月19日出現地震電信號（具體分析見上文）．20日就發生了蘆山MS7．0地震．本文通過對陜、甘、青、川、渝、滇地區的18個地電場和電磁擾動臺站觀測資料的分析，發現曲江臺、仙女山臺、成都臺、小廟臺和鹽源臺共5個臺站在蘆山MS7．0地震前出現了電磁異常信息，而在四川北部的陜、甘、青地區的臺站并沒有記錄到大震異常電磁信號．這一特點與汶川MS8．0地震的情形極為相似．

3結語

通過本文可以看到，只要努力尋找到有效而可靠的但不一定大量出現的前兆信息，還是可以在震前作出較為正確的判斷．當然，進一步確認地震電磁信號必然有賴于對其產生機理的研究和認識．隨著資料的積累和對地震電磁信號產生機理、“敏感點”、“選擇性”等問題研究的深入，相信會有更好的結果．6結論地震前兆的確定需要排除所有可能干擾的影響，本文在所述的對觀測數據與異常信息提取原則的基礎上提取了較為可信的大震前的電磁異常信息．通過對2013年4月20日四川蘆山MS7．0震前陜、甘、青、渝、川、滇地區18個電磁觀測臺站資料跟蹤與研究分析，得到如下初步認識：蘆山MS7．0震前出現的電磁異常信息在時間和空間上分布非常不均勻．在時間上表現出震前電磁異常信號在出現的臺站上不是同步的；且隨著時間的推移有向震中方向遷移的趨勢；在空間上體現在成都以北的臺站都沒有記錄到震前電磁異常信號，主要出現在成都及其以南的一些臺站．蘆山MS7．0地震前的異常電信號最早出現在曲江臺．該臺早于2013年3月30日就已記錄到了地震電信號；其次是仙女山臺于2013年4月4日記錄到了地震異常電磁信號；其后依次是2013年4月16日小廟臺記錄到地震電信號；2013年4月17日鹽源臺記錄到地震電信號；2013年4月19日成都臺記錄到地震電信號．3）蘆山MS7．0地震前地震電磁信號出現的最早時間是震前21天，其次是震前16天；臨震時間則為震前5天、4天和1天．通過接地極注入地下的大電流及以往的震例分析，認為仙女山臺是又一個比較突出的電磁信號觀測的敏感點．

作者：朱之文馬上傲單位：天津地震預測中心