基于GPS的地震预报.ppt

基于GPS的地震预报 什么是地震 地震 地壳在内、外营力作用下，集聚的构造应力突然释放，产生震动弹性波，从震源向四周传播引起的地面颤动 地震发生时的现象 宏观现象 如井水发浑、冒泡、翻花、变色、变味、陡涨陡落、水温增高等 微观现象 地壳发生超常的形变，地下水中的化学成分发生急剧变化；水位大幅度升降；地震波传播速度发生改变；大地磁场，大地电场，大地温度场，地球重力场等发生大幅度长时间的增减变化 地震的危害 建筑物与构筑物的破坏 地面破坏 山体等自然物的破坏 海啸、海底地震引起的巨大海浪冲上海岸，造成沿海地区的破坏 人员伤亡 GPS应用于地震预报原理 GPS应用于地震预报根据地震能量释放引起地球的板块变化造成板块位移 根据GPS绝对单点定位，监测各站点的位移 GPS时间序列 GPS时间序列是指随时间变化的GPS观测站的三维坐标 GPS的地震预测主要是根据时间序列的变化规律来进行的 长期预测 板块之间本身相互移动，平时由于存在静摩擦力所以并不明显，但是当能量积累到一定时候，板块突然开始涌动，能量就以地震波的形式释放出来 从位移时间序列数据中提取长趋势项监测板块运动趋势进行地震监测 长期预测 由右图2001年西雅图地震分析可得： 在震前两年左右，对该地区站点的监测的时间序列发生了异常，周围站点运动加速运动方向发生变化 震后开始逐渐恢复正常，各站点运动减缓，直至平静 中期预测 采用经验正交函数对GPS测站位移时间序列进行时空分析，研究测站点坐标的时空变化特征与地震发生的关系 中期预测 右图是对2001年昆仑山8.1级地震前半年的时间序列进行分析 由图可知，在1327周即地震发生时刻时南北坐标分量和东西坐标分量都发生了明显的变化 中期预测 为更好揭示地震发生前各站的位移变化规律，对地震发生时刻提取主要特征向量如右图所示 可以看出各方向分量在震前13周发生了剧烈变化，可作为地震预测依据 短期预测 使用一定的方法来对GPS时间序列进行拟合，提取地震发生短期内的同震位移，根据同震位移变化规律来寻找地震发生前兆 短期预测 运用高频数据对地震同步位移进行检测对2011年3月11号日本福岛9.0地震级大地震进行分析 上下二图分别表示的是来自MIZU和USUD两个测站的坐标在地震地震发生前后的坐标随时间变化图。 短期预测 从右图中可以看出在在地震发生前个方向位移一直平稳发展直至10s出现了一个小幅度的波动，又于20s处各方向同震位移同时发生了明显的变化，这种异常一直持续到40s处结束，之后各方向同震位移又逐渐恢复平稳状态 地震预测总结 对板块运动的分析可以提前1-2年发现地震发生前兆 对时间序列的时空分析可以提前几周发现地震发生前兆 对地震同震位移的分析可以提前几分钟发现地震发生前兆 GPS预测的不足 GPS预测地震技术不成熟很少用于实践以上这些案例也只是对于已发生地震的分析 从目前预测的情况来看使用GPS进行预测需要借助与地震发生时刻的坐标位移，限制了它的使用 GPS测站的坐标不连续给预测给数据提取带来一定困难 总结 地震给人类带来的大量的灾难，希望我们能够通过我们不断的努力，给大家带来更多安全的保障。通过GPS进行地震预测，能够有效地预测的地震，这项技术还在不断的发展中。今后，它会更加成熟，为我们作出更多的贡献。 * *