浅谈地温在地震预报中的应用

[摘 要]地温变化在地震预报中具有十分重要的意义。在我国开展地震预报初期，就有人开始探索地震前的气象异常，主要包括震前气温、地表及浅层地温增温和旱震等。随着人造卫星升空，又增加了卫星红外测温。自20世纪90年代以来，许多学者研究了地温、地热与地震的关系，取得了有意义的进展。本文就地温变化与地震的发生之间的关系进行简要的探索和论述。

[关键词]地温；地震预报；成因解释

中图分类号：P315.75 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2015）26-0351-01

一、地温概述

1.地温概述

地温是地表面和地面以下不同深度处土壤温度的统称。地表面温度是指直接与地表面接触的温度表所测示的温度，包括地面温度、地面最高温度和地面最低温度：浅层地温，包括地面以下5，10， 15，20cm深度的地中温度；而较深层地温，则包括地面以下40， 80， 160， 320，…cm深度的地中温度。

2.地温异常

各地根据测井深度的不同，其异常判定标准也会各异。一般在震前发生的突升和突降幅度超过0.001℃就为异常。一般有两种：突升型和回升型。

二、地震预报概述

1.地震预报概述

地震预报是对未来破坏性地震发生的时间、地点和震级及地震影响的预测，是根据地震地质、地震活动性、地震前兆异常和环境因素等多种手段的研究与前兆信息监测所进行的现代减灾科学。地震预报技术是从地震监测、大震考察、野外地质调查、地球物理勘探、室内实验研究等多方面对地震发生的条件、规律、前兆、机理、预报方法及对策等的综合技术。

2.预测方法

预报地震的方法大体有三种：地震地质法、地震统计法、地震前兆法，但三者必须相互结合、相互补充，才能取得较好的效果。目前尽管地震预报的成果不佳，但是根据地震工作者长期的理论研究和工作实践，也形成了一定的地震预报体系，当然这种体系并不十分有效，有待于进一步改进和完善。目前的预报主要建立在理论计算和前兆观测的基础上。

三、地温观测地震

1.地温观测是地震预报的依据

地震预报是世界性难题。如何运用现代科技手段，全方位寻找地震前兆信息，且能避免地表以上复杂多变的天气气候变化等影响，是突破地震预报特别是临震预报的关键所在。

在诸多的地震前兆信息中，震前地温异常是比较容易捕捉到的前兆信息之一。因此，对地温动态的长期连续观测将为地震预报提供重要的参考依据。

2.地温观测实例

1998年1月10日，我国河北省张北、尚义县境内发生6.2级地震。在地震发生前，热传感器测出地表的温度出现明显变化，其幅度达到6摄氏度～9摄氏度，这一现象使科学家坚定了使用测温技术预测地震的信心。而使用装配着红外辐射照相机的人造卫星则可以通过侦测红外辐射从太空上监视地表上的热点，其监测范围广，精确度很高。2001年1月26日，印度西部的古加拉特邦发生地震，由热异常显示的警告在这次地震发生前夕就出现了，科学家在卫星收集的数据中发现了这一异常现象。在这次地震前，该地区温度升高了4摄氏度。

四、地震前地温异常成因解释

地震就是地下岩石破裂、错动把积压已久的巨大能量以地震波的形式急剧释放出来和传播出去的一种自然现象。

板块构造学认为，在地球的最上层漂浮在地幔以上的不同的岩石圈板块，其厚度在100km以内，每年以数公分的速度在缓慢移动和推进，认为大部分地震、火山及造山运动就是由于板块运动互相积压而产生的。

从能量转换的角度考虑，板块运动的能量补给主要是来自100km一下地幔物质的热对流，而这种热对流是有地球内部放射性元素衰变产生的能量所驱动的，是地球内部能量释放的外部表现。在震源深处某一活动断层附近，当板块之间出现挤压、按摩和错动时，必然会同时导致岩石界面的温度增高和地电、地磁、地应力等地球物理场的变化，岩石界面的温度增高。随着板块之间互相作用力的进一步加大，会使岩石界面处介质达到涌动状态。在震源体附近沿断层方向两侧就会形成巨大的水平温度梯度和膨胀系数的巨大变化。进一步加剧了可涌动性岩石介质向上翻腾冲击的力量。显然，这种巨大的热应力是由板块运动所导致的地应力的变化转换来的。当这种向上的冲击力超过上部岩石圈最大承受力时，地震便发生了。

在地震发生前，震源及其周围地区，由于应力集结使得断层板块间互相挤压、摩擦和错动，必然会导致大量的地热产生和一系列地电、地磁、地应力等地球物理场的变化。其中，所产生的地热变化向上的热流会继续沿既存断层和新的微裂隙被推涌到地表浅层和溢出地表以外，形成了地震前地温突升现象和地表以上的热红外异常。

地震震源中锁住断层会产生预移位，由于这时断层受到挤压应力会产生很高的值，使沿着断层带温度升高，通常预位移的发生预示着大地震的发生已进入短临阶段。因此，监测断层带上的温度变化以及这种变化沿断层带两侧空间变化进程，可以为地震的短临预报提供可靠的直接指标。

地震的成因是地球深部聚集的应变能量，随着地球的旋转这些应变能量沿着地壳地步深断裂向外扩散。岩浆及其伴生的炽热气体沿裂缝继续上涌有可能影响到浅层地温变化及地表以上的热红外异常。研究表明，岩石压电效应是临震热红外辐射异常的最主要的原因。

但是，可以确定地温异常是与地震有关的。因此，不影响它在地震预报尤其是短临预报中的作用。

五、地温观测地震的措施

建立地温观测网，为区别地表热异常来自大气还是地下，应该在地震监测站建立不同深度的地温测点，通过对比判定其来源：等距离分点的不同深度温差由上而下递减表明热源在大气；等距离分点的不同深度温差由上而下递增表明热源在地下。坚持常年观测，要获取长期地温与地震的对比数据，发现地震发生与低温变化的对应规律。

通过地震前地温异常现象的综合研究指向，无论是浅层地温还是深井地温，在震前20天左右地温开始出现增温异常，在临震前5天以内地温出现交升异常的震例达85%以上。

目前的当务之急就是要在中国建立起适宜密度的地温观测网。单靠100多个深井地温远不能满足探测地震活动的需要，指望增加深井探测密度也是不现实的。很可能形成地温观测网一天不组建，地震预报难关就一天不能突破的对峙局面。

目前，全国气象和地震系统共计至少4200多个观测台站，要统一都纳入到地震监测网来。必要时还可通过上万个无人气象站和无数个地震群测点投入到地震监测网来。为了摆脱天气变化和日辐射的影响，统一规范，重点放在80cm及以下深层地温观测上，有关的技术问题可由地震和气象专家反复论证逐步实施。在国家有关部门积极支持和协调下，通过地震与气象部门相互配合和协作，统一建立地温观测网不是可望不可及的事情。

六、结束语

众所周知，自然界万事万物的发生发展都是一个十分复杂的过程。地震预报必须牢牢抓住地震能量锋带的踪迹，摒弃一些细枝末节，才可以能达到预报目的。总之，地温异常很有可能成为将来地震预报特别是临震预报的重要参考之一。

参考文献

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