强地震前水汽中长期异常变化特征研究.pdf

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1、第33卷第3期地震地质Vo1．33．No．32011年9月SEISMOLOGYANDGEOLOGYSept．，2011强地震前水汽中长期异常变化特征研究陈梅花邓志辉马晓静陶京玲王煜1)中国地震局地质研究所，北京1000292)中国地震局地震预测研究所，北京100036摘要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，

2、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。关键词地震异常水汽含量汶川地震松潘震群玉树地震中图分类号：P315．72文献标识码：A文章编号：0253—4967(2011)03—0549—110引言已有的研究结果表明，一些强地震前，出现了潜热通量异常(Singheta1．，2001；Deye

3、ta1．，2003；陈梅花等，2007，严研等，2009)。Dey等(2004)发现2001年印度古特拉地震前大气中水汽含量出现显著异常，他认为这是由于地震前潜热通量异常增加所致。2004年印度尼西亚M9．0地震的显著潜热通量异常出现在地震前20d内(陈梅花等，2006)。2005年11月26日九江5．7级地震的温度异常与潜热通量异常主要分布在地震前1个月内。2010年2月27日智利8．8级地震及其强余震前的3次明显潜热通量异常也是出现在强震前的1个月内。对四川汶川M8．0地震前后潜热通量进行遥感反演，

4、发现地震前1周，特别是震前2d，在汶川地震震中地区、龙门山断裂周边地区潜热通量值出现了显著升高的现象(严研等，2009)。潜热通量上升是地表蒸发加强的结果，在大气中的表现为水汽含量增加。以前的研究结果表明，沿海地区或内陆水体较多或土壤富含水分的地区，潜热通量异常多出现在强地震前的短临阶段，而地震孕育的中长期阶段是否也存在潜热通量异常则未见报道。本研究把遥感反演与地面观测资料相结合，使用研究时段更长的资料，从地震孕育中长期的时间尺度出发，从川西及邻近地区的震例分析入手，试图挖掘强地震前后的水汽含量动态异常

5、信息。自从有观测资料以来，在四川西部地区共发生过2次7级以上地震：2008年汶川M8．0[收稿日期]2011—05—31收稿，2011—07—27改回。[基金项目]中国地震局地质研究所基本科研业务专项(IGCEA2060302)和国家自然科学基金(40841016、40372131、40702056)共同资助。通讯作者：邓志辉，研究员，E-mail：deng6789@163．COIl1。552地震地质本研究对震中附近龙门山断裂带上水汽含量异常的多年变化进行了分析，在震中附近取1个控制点，计算出该点每年水

6、汽含量异常累计次数随时间的变化。图3为1960-2010年震中附近龙门山断裂带内水汽含量异常每年累计次数变化曲线。从图3可以发现，龙门山断裂带水汽含量异常累计次数从1990年开始逐渐减少，2005年减到最低，2006年开始回增，2007年快速增加到接近历史高值，由2006年的25次增加到2007年的85次，2008年继续增加达到100次，2009年继续保持高值，2010年开始减少。140Ms8．012OA1O0籁8O．八＼／＼／＼1／^．f60／VV、／、／＼／＼，／＼f4OVV＼7201＼／O墨墨萋萋

7、墨星墨萎墨塞星墨塞塞耋至鋈萋萤星蚕薹蚕詈年份图3汶JiI8．0级地震震中附近1960-2009年水汽含量异常每年累计次数变化曲线Fig．3CurveofthefrequencyperannumofatmosphericwatervaporanomaliesoverepicentralregionofWenchuanearthquakefrom1960to2009．在分析震中附近累计水汽含量异常次数的时问过程的基础上，本文还以汶川8．0地震周围约20万km。的地区为研究区，分析了地震孕育的中短期阶段水汽含

8、量高值异常的空间分布特征。图4a为2005年研究区水汽含量异常次数分布图。从图4中可以看到，在2005年研究区水汽含量异常次数整体偏低，最大不超过80次，高值区域位于东部盆地，而最低不超过20次，最低值区域分布在龙门山断裂中段，从汶JiI地震震中到北川地区。北部岷江断裂周围地区和南部龙泉山断裂以西地区水汽含量异常次数也比较低，介于20～40次，少于多年平均次数(图2b)，其余地区介于40～60次之间。图4b为2007年研究区水汽含量异常次数