地震監(jiān)測是指在地震來臨之前,對地震活動、地震前兆異常的監(jiān)視、測量。目前地震監(jiān)測主要有幾種劃分方法,一種是專業(yè)與群眾之分,指專業(yè)的地震臺站和一些群測點,前者主要用監(jiān)測儀器,如水位儀、地震儀、電磁波測量儀等,用來監(jiān)測地震微觀前兆信息;后者則主要靠淺水井、水溫、動植物活動異常等手段,來觀察地震前的宏觀異常現(xiàn)象。
1.系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)
1.1固定臺網(wǎng)與流動臺網(wǎng)
用于長期監(jiān)測某一特定地區(qū)的地震活動情況,由若干個建立在固定地點的地震臺和一個負(fù)責(zé)業(yè)務(wù)管理和資料處理職能的部門組成的地震臺網(wǎng)稱為固定臺網(wǎng)。
為了地震學(xué)和地震預(yù)報研究的需要,或在某處發(fā)生強震后,為監(jiān)視震區(qū)及鄰區(qū)的余震活動情況,臨時架設(shè)了由若干個地震臺和一個資料處理中心的地震臺網(wǎng)。一旦已取得一批有用的記錄或余震活動已趨于平靜就將臺網(wǎng)撤離.這類臺網(wǎng)稱為流動臺網(wǎng)。
1.2不同尺度的地震臺網(wǎng)
臺網(wǎng)的地震監(jiān)測能力
用于監(jiān)測全球地震活動性的地震臺網(wǎng),其尺度幾乎跨越全球。典型的是美國在60年代初建立的世界標(biāo)準(zhǔn)地震臺網(wǎng)(WWSSN)。該臺網(wǎng)由100余個分布在全球的地震臺和設(shè)在美國本土的業(yè)務(wù)管理部門組成。
在我國早已建成由24個基準(zhǔn)地震臺組成的國家級地震臺網(wǎng),其尺度跨越全國。用于監(jiān)測全國的基本地震活動情況。
為了監(jiān)測省內(nèi)及鄰省交界地區(qū)的地震活動性,我國絕大多數(shù)省份均已建成由十余個至數(shù)十個地震臺組成的區(qū)域地震臺網(wǎng)。跨度一般約為數(shù)百千米。
有些省內(nèi)的地區(qū)或一些大型的工礦企業(yè),如大型水電站,為了監(jiān)測本地區(qū)的地震活動性,建成由幾個或十余個地震臺組成的地方地震臺網(wǎng),跨度一般約在十余千米至幾十千米間。
1.3數(shù)據(jù)處理中心
上述的全球的、國家的、區(qū)域的和地方的地震臺網(wǎng),在業(yè)務(wù)上對地震臺作統(tǒng)一管理,處理地震臺產(chǎn)出的地震數(shù)據(jù)和資料,其結(jié)果將遠比單臺處理的精度高。因此這些臺網(wǎng)都有一個起組網(wǎng)作用的管理和數(shù)據(jù)處理中心。該機構(gòu)的主要職能是:對各臺進行業(yè)務(wù)指導(dǎo)、設(shè)備維修、技術(shù)管理;匯總、分析和處理各臺郵寄來的數(shù)據(jù)和資料;定期或不定期出版、發(fā)行和交換處理后的地震目錄、地震觀測報告和各種印刷物,供地震學(xué)家們研究使用。例如,國家地震局地球物理所九室就是一個對全國基準(zhǔn)地震臺起組網(wǎng)作用的機構(gòu)。在各省地震局或地方地震部門內(nèi)也均設(shè)有類似職能的部門作組網(wǎng)工作。
1.4遙測臺網(wǎng)
近20余年來,隨著地震學(xué)和地震預(yù)報研究以及大震后快速響應(yīng)等工作的進一步開展,對地震觀測工作提出了愈來愈高的要求。上述的那些由單臺組成的臺網(wǎng),在某些方面已有所不足,故在許多國家中,使用近代多項高新技術(shù)的成果建立了許多不同尺度的遙測地震臺網(wǎng)。這類臺網(wǎng)將分散的各地震臺上地震信號,使用各種數(shù)據(jù)傳輸方法實時傳輸至記錄處理中心。計算機組成的數(shù)據(jù)系統(tǒng)作快速的集中處理,并以電信號的形式存儲所有的地震信號和處理結(jié)果,供日后在處理用。因僅須傳輸?shù)卣鹦盘枺实卣鹋_可做到無人值守。這就為地震臺址的最佳選定提供了很大的方便。計算機系統(tǒng)快速集中處理實時傳輸來的地震信號,可迅速獲得滿意的處理結(jié)果。為在短時期內(nèi)掌握大地震前的前震活動情況、快速進行大地震各項參數(shù)的速報、快速決策抗震救災(zāi)工作、余震監(jiān)測、震后趨勢判斷和強余震預(yù)報等工作提供了基本數(shù)據(jù)和資料。我國自1966年邢臺地震后,近30年來,已在全國建立了六個區(qū)域遙測地震臺網(wǎng)和十余個地方遙測地震臺網(wǎng)。為我國的地震觀測、地震學(xué)和地震預(yù)報的研究作出了貢獻。
1.5遙測臺網(wǎng)聯(lián)網(wǎng)
一些已建成的遙測臺網(wǎng),因尺度不大,對發(fā)生在網(wǎng)邊的地震,處理結(jié)果有時不十分理想。為此將在地域上靠近的多個遙測臺網(wǎng)用各種數(shù)據(jù)傳輸手段聯(lián)網(wǎng),相互交換地震信號或處理結(jié)果就可將發(fā)生在某臺網(wǎng)網(wǎng)邊的地震變成聯(lián)網(wǎng)后組成的大臺網(wǎng)內(nèi)的地震。可在很大程度上提高地震參數(shù)的測定精度。目前我國已建成將北京、天津、大同、太原、臨汾、邯鄲、鄭州、呼和浩特和嘉祥等九個遙測臺網(wǎng)聯(lián)網(wǎng)組成一個華北地震臺網(wǎng)聯(lián)網(wǎng)。其跨度約有1000余千米。在西南,將成都和昆明及西昌遙測臺網(wǎng),用租用電話線路及無線電相互交換傳輸各自六個地震信號的方式聯(lián)網(wǎng),建成了跨越約為
1.6地震臺陣
在世紀(jì)50年代末60年代初,一些研究用地震方法偵察和爆炸的國家,在地震觀測中參用了當(dāng)時地震勘探中已使用多年的測線法。建立了一些地震臺陣來提高遠震的檢測和定位能力。
早期地震臺陣中的地震計是按規(guī)則幾何圖形在空間布設(shè)的。當(dāng)各點的干擾不相關(guān)的情況下,把每個地震計輸出的地震信號延時組合后,其輸出信號的信噪比可比單臺輸出的高。假如有N個地震計,則組合后輸出信號的信噪比比單臺輸出可提高N1/2倍。在利用地震計在空間分布的坐標(biāo)位置,可測定出地震波到來的方向即方位角,而后用走時曲線的慢度定出震中距。美國在小型試驗臺陣運轉(zhuǎn)后所得到結(jié)果的基礎(chǔ)上于60年代在本土上蒙大拿州建立了一個由500余個架在淺井內(nèi)的地震計組成的大孔徑地震臺陣Lasa臺陣。運轉(zhuǎn)多年后取得了大量的觀測資料,發(fā)表了許多有價值的文章和資料。但由于不能完全達到設(shè)計時的預(yù)期效果,而且常維護該臺陣的費用卻相當(dāng)巨大,因此在70年代后期,該臺陣就開始縮小規(guī)模直至最后停止運轉(zhuǎn)。
隨著觀測研究工作的深入發(fā)展,指出只要在地質(zhì)構(gòu)造均勻地區(qū),不按規(guī)則幾何圖形布設(shè)的地震計輸出的遠震信號,在初動到達后一小段時間內(nèi)其形態(tài)是大體相同時,這就為用臺陣數(shù)據(jù)處理方法處理普通臺網(wǎng)的輸出信號提供了基礎(chǔ)。瑞典地震學(xué)家巴特利用現(xiàn)成的瑞典地震臺網(wǎng)(其尺度比美國的大孔徑地震臺陣約大10倍)的信號延時組合后,使輸出信號的信噪比比單臺信號提高了二倍。從而改善了遠震P波到時讀數(shù)的準(zhǔn)確度,比較可靠地對P波初動方向識別,震源方向的測定精度也有所提高。