地震预报引论  071M5004H

学期:2017—2018学年(春)第二学期 | 课程属性:专业普及课 | 任课教师:张晓东,江在森,杜建国
授课时间: 星期日, 第1、2、3节
授课地点: 教2-127
授课周次: 12
授课时间: 星期五, 第1、2、3节
授课地点: 教2-127
授课周次: 1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12、13、14、15、16
课程编号: 071M5004H 课时: 50 学分: 3.0
课程属性: 专业普及课 主讲教师:张晓东,江在森,杜建国
英文名称: Earthquake prediction introduction

教学目的、要求

经过教学达到让学生能够熟悉我国地震预报的发展概况,地震预报的主要方法,地震预报的初步理论基础和地震预报实践的目的。要求学生学习本课程时,多涉猎地震预测有关学科,包括数字地震学、地壳形变和重力学、地震电磁学、地下流体学的有关内容。

预修课程

地球物理学

教 材

地震预报引论,科学出版社,张国民、傅征祥、桂燮泰等编著,2001 

主要内容

第一章 绪论 6学时
教学重点:中国位于印度板块碰撞和太平洋板块俯冲的受压的动力环境中,地震活动频度高、强度大、分布广、震源浅,地震灾害十分严重。国内外大都从60年代开始了地震预报的探索,我国60年代中期开始进行地震预报的探索和研究,逐渐形成了长中短临的渐进式预报思路。
第1-3学时:
1.1中国地震活动及地震灾害概况,包括最新的一些大地震(印度尼西亚2004年12月26日9.2级、日本2011年3月11日9.0级、中国2008年5月12日8.0级等地震)最新情况介绍。
第4-6学时:
1.2讲解中国地震预报研究概况,包括地震预报探索的发展概况和地震预报进展、困难和现实水平。重点讲最新进展和遇到的最大困难,以实际震例和国内外研究动态来讲;
1.3讲解中国地震分析预报科学思路,包括长中短临渐进式预报思路、源兆与场兆思想和遇到的最新挑战,以及国内外对地震过程跟踪的思想。最后进行本章小结。
第二章 地震预报的地震学方法 9学时
教学重点:地震预报的地震学方法主要有地震活动图像分析方法、地震活动参数方法、地震波分析方法和综合分析方法。例如地震空区、条带、地震活动加速模型、b值、地震序列分析、震源参数和介质参数等。 
第7-9学时:
2.1地震活动图像。包括地震活动图像中的地震空区、条带、迁移、增强和平静等,包括地震活动加速模型与应用。
第10-12学时:
2.2地震活动参数、地震序列内容。包括b值、余震爆发、窗口活动、震群活动等。
2.3地震序列中判定序列类型的方法和进展情况,以及对一些地震的实际应用。
第13-15学时:
2.4震源参数内容包括大震前小震震源应力轴取向特征,视应力、应力降计算和应用等。2.5介质参数包括地震波速度、波速比、Q值等研究应用情况。
2.6地震震兆的综合方法,模式识别、TIP等方法。
2.7预报效能评分及应用。
第三章 地壳形变与地震预报 9学时
教学重点:构造与非构造形变、与地震孕育发生有关的地壳形变及“弹性回跳”、信息与噪声、综合观测布局。大地测量和定点连续地形变观测技术设计原理。与地震有关的地壳形变信息提取与干扰识别。多尺度地壳形变孕震异常特征及发展阶段性特征;观测获得的前兆异常与地震的关系。引潮力位、引潮力和潮汐因子,重力非潮汐变化和影响因素,强震前重力场变化特征等。 
第16-18学时:
3.1简介地震与地壳形变现象及在地震预测的作用 。讲解地壳形变与地震概念,包括地壳形变的含义;构造形变/非构造形变、潮汐形变。
3.2震前、震时和震后地壳形变。讲解地壳形变观测基础,从断层应力积累孕育-发生构造地震的概念;
3.3信息与噪声;观测技术设计等;
3.4介绍地壳形变观测和地面大地测量方法;连续形变、应变观测等。
第19-21学时: 
3.5讲解地壳形变信息的提取。包括地壳形变信息的提取,大地测量数据处理,空间和地面大地测量资料;连续形变、应变观测资料数据处理;潮汐应变、倾斜数据处理;跨断层形变数据处理;
3.6讲解地壳形变信息在地震预报中的应用,包括大地测量信息的应用,断层活动信息的应用,地倾斜、应变信息的应用,形变前兆的不确定性和前兆检验门限。
第22-24学时讲解第八章重力预报地震研究,教学内容在后面第八章。
第四章 地下水微动态与地震预报 3学时
教学重点:地下水微动态与岩石变形的关系。熟悉地下水变化的异常形态、异常特征,了解利用地下水微动态进行地震预报的探索。
第25-27学时:
4.1什么是地下水微动态。讲解地下流体与地震的研究现状,包括基本概念、研究目的意义和思路。
4.2岩石弹性变形引起的地下水微动态。地壳应力应变状态、地下水微动态的特征与类型,包括地下水位潮汐效应、气压效应、降雨载荷和地表水体载荷效应。
4.3岩石破坏前的地下水微动态。井孔-含水层系统对外力的响应性。讲解地下水微动态异常与地震的关系。
4.4如何利用地下水微动态异常预报地震。
第五章 水文地球化学地震前兆 6学时
教学重点: 水文地球化学前兆机理,水文地区化学地震预报方法。
第28-30学时:
5.1水文地球化学预报地震概述。
5.2地震前兆机理与实验基础。水文地球化学地下水化学成分变化及控制因素,水岩化学作用对孕震介质物性的影响。地下流体化学前兆的形成机理与判识,地下流体化学前兆的映震效能与预测方法,实验地球化学与地震成因探讨(补充内容,介绍近期研究成果)。
5.3水文地球化学前兆观测
第31-33学时:
5.4 水文地球化学地震预报方法。
5.5水化震例与预报实践。
5.6气体地球化学方法在探索活断层中的应用。
第六章 地震的地电前兆
教学重点:岩石破裂与地电阻率变化机理是理解地电前兆的基础,对地表视电阻率的理解对深入理解第电异常有着重要的作用。
第34-36学时:
6.1地电观测内容、简史及特点。
6.2岩石的导电性及其影响因素。
6.3岩石破裂与地电阻率变化的实验研究。加载条件下岩石电阻率的变化特征。
6.4电阻率法的原理和视电阻率。
6.5—6.7地电观测网与地震地电预测方法,观测实例。
第七章 地震的地磁前兆
教学重点:地球的基本磁场,震磁关系。提取地磁前兆信息的方法。
第37-39学时:
7.1震磁关系研究的历史与现状
7.2震磁关系的理论与实践。讲解地磁观测的内容与特点,岩石的磁性及其影响因素,加载条件下岩石磁性的变化特征。,
7.3地球磁场的基本特征与震磁观测。
7.4提取地磁前兆信息的方法简介。地震地磁前兆信息提取与地震地磁预测方法。
第八章 重力预报地震研究
教学重点:通过对重力变化的学习,熟悉与地震孕育可能相关的重力场变化,经过实际震例的学习,掌握地震前重力观测的异常变化特点。
第22-24学时:
8.1与地震预报有关的重力研究。与地震预报有关的重力研究,①固体潮研究;②地壳介质性质的研究;③重力场的非潮汐变化。
8.2重力数据处理方法。包括重力台站数据处理和重力观测网数据处理。
8.3地震前重力观测的异常变化实例
8.4与地震孕育有关的重力场变化的理论研究
第九章:地震前兆综合研究
教学重点:通过对地震前兆的理解,分析地震异常和地震前兆的联系和差别,掌握地震前兆的分类。熟悉中国大陆地震前兆综合分析的一些结果。
第40-42学时:
9.1地震前兆概述。讲解地震前兆综合研究内容。包括地震前兆概述中的地震前兆含义、异常和前兆鉴别原则与方法及进展,地震前兆的分类等。
9.2中国大陆地震前兆综合分析。讲解中国大陆地震前兆的综合分析内容,主要以中国震例和近些年最新震例进行讲解。对统计特征、综合特征和动力学方面的特征进行分析研究。
9.3地震前兆复杂性探讨。讲解地震前兆的复杂性内容,包括蕴震环境复杂性、前兆复杂性和地震发生的复杂性等。
第十章:地震预报的物理基础
教学重点:通过对岩石失稳和滑动弱化的学习,熟悉以往提出的地震孕育的不同模型和于此相关的前兆特征。深入理解构造地震成因、前兆成核模型、位错运动模式等问题。
第43-45学时:
10.1构造地震前兆过程的力学研究
10.2地震前兆的流变模型
10.3地震前兆的成核模型
10.4地震前兆的扩容模式
10.5地震中短期前兆的膨胀-蠕动模式
10.6走滑型地震短临前兆的位错运动模式
10.7地震前兆复杂性的物理力学成因分析

参考文献

中国地震预报概论,地震出版社,梅世蓉、冯德益、张国民等编著,1993。
当代中国地震事业,当代中国出版社,国家地震局编著。
高等地震学,地震出版社,傅淑芳、朱仁益著,2007
地震震源与介质参数测定方法引论,地震出版社,中国地震局地震预测研究所,2013