籍亚强
摘 要：地震预测是一个艰巨并且实现非常困难的科学难题，仅仅应用某一技术是达不到目的的，不可能准确对地震进行预测的，还需要更多方面更多技术的综合分析，才能更接近预测的目的。本文以1996年丽江发生的7.0地震为例，论证了GPS在地震预报中的作用，以及面临的和急需解决的问题：如分析研究落后于观测、怎样克服自身的局限性与其它手段结合互补、连续GPS台网密度太稀疏等。
关键词：GPS；地震预报；问题
中图分类号：P62 文献标识码：A 文章编号：1671-2064（2017）01-0249-01
1 引言
众所周知，地震是发生在地壳深处的岩石运动。从1751年第一台摆验震器问世以来，地震幵始作为一门学科受到学者与科学家的关注与重视，从最初对地震成因的探索慢慢发展成现在试图对地震进行监测和预测以减少或避免地震给人类造成的损失和伤害，但是，因为地震形成与发生机理的复杂性，地震预测对于现在的人类仍然是一个世界性的难题。首先，发生的环境非常复杂，而人类又难以对这个复杂的环境进行透彻的了解和分析；其次，虽然科学在不断发展，但是对于地震监测方面的观测技术还是很有限的，这也很大程度上制约了地震预测的发展。
GPS技术已经有20多年的应用历史，人们在尝试着将其运用到地震预报之中，那么它究竟对地震预报起到多大作用，这其中还存在哪些问题，应该怎样努力去克服。结合当前国内外关于GPS与地震预报关系的相关研究，以我国1996年发生在云南丽江的7.0级地震为例，分析以上的几个问题。
2 GPS技术为地震预报研究奠定了坚实的科学基础
（1）GPS能够在短期内测定出全球和各地区的高质量、精度稳定均匀、多种空间尺度的、可信度极高的速度场。大大推动了大地测量学、地球物理学一级地质学的发展[1]。
（2）运用GPS技术建立的全球和各地区板块之间的运动模型，成功的验证了板块学说，并且对其进行更深入的细化和量化，从而得对其有一些新的认识。例如印度板块、欧亚板块以及新的板块划分可能。
（3）通过当今GPS观测建立的板块运动模型和地质学时间尺度建立的模型完全符合，以及不同作者在不同时间运用不同数据建立的板块运动模型及其速度场之间也相互符合，从这兩方面充分说明了地壳动力学保持着“动平衡稳定态”和“震间态”的基本状态，而不总是处在临界状态。该理论就是人们熟知的地壳动力学常态是自组织，而非自组织临界。进一步证明地震是可以预报的，因为地震的孕育和发生只是暂时和局部的偏离动平衡稳定态。
（4）GPS为地球动力学和地震模型的建立提供了很好的约束条件，强化了观测数据与动力学理论模型的结合。这不仅让动力学的研究更接近于实际，同时也在为地震的动力学预报逐步创造更好的条件。
（5）随着连续GPS网络的建立，我们第一次能够在大空间范围内以及统一的参考系中，研究随着时间变化的地壳运动及其频谱。有望在地形变过程研究实现中“空间望远镜”与“时间显微镜”的结合；新的研究例如“瞬时全球板块运动模型”、“时变反演”、“地壳运动频谱及其时变”等也不断开始。
（6）连续GPS网络的出现，给研究随时间演进的应变积累和应力变化等“微动态”创造了条件，并且在国际上也已经出现了一些初步的研究成果。这更有利于判定地震的危险性、搜索大震的潜在震源、以及未来中长期的预报。并且之后更深入的研究会实现通过“地壳形变和动力学微动态”进行地震的中短期预测。
（7）最后，GPS还能实现对地震孕育过程中地球圈层动力学耦合的进一步研究，这将是短临地震预报的一个新方向。例如可以将实现“地基”与“空基”结合起来，研究岩石圈-地壳层与大气圈-电离层之间的动力学耦合，实现短临地震预报的新突破。
综上所述，GPS技术应用于地震预报中，解决了地震预报中“缺乏必要时空信息”和“应用基础研究薄弱”这两个问题，为地震预报奠定了坚实的科学基础。虽然GPS从根本上推进地震预报的发展，但要真正实现地震预报还有许多困难需要解决。
3 从云南丽江的地震案例分析GPS在地震预测中的作用
云南丽江是我国的重点监测区，布设了很多的地面监测台网，在地震发生之前，GPS技术是最先发现此处将发生7.0级地震。
在1988年和1991年，中国地震局地震研究所对丽江的滇西进行了两期GPS观测，构建出14条GPS基线，有研究者将这些资料与重力测量复测结合起来，对该区断层运动作了非线性联合反演，发现存在有活动性较强烈的地段，在1993年研究者再次提出在该地近期内可能发生7.0级左右地震，但这仍然是背景性估计，并不能肯定该地区一定会发生大地震，以及发生的时间，还需要进行地面监测来进一步确认[2]。
在滇西地区布设有跨断层形变监测网，并对其活动进行跟踪监测。在大震发生之前，断层网络加速运动显著增强，达到峰值后稍有回落即发生大震。在1995年初，根据滇西断层网络基线速率合成结果在达到峰值后有所回落， 水准速率合成结果在1995年下半年达到峰值后也开始回落，结合更短周期的“频次合成”和“信息合成”结果，研究者提出了1996年上半年在滇西可能发生7.0级地震的预报意见，并圈划了地震可能发生的地域。3个月之后，在其所圈定的地域边缘发生了丽江7.0级地震。但这对真正实现地震三要素的预报来说仍然是不够的，有必要采用某些更接近震源、采样密度更高的时间序列数据来改善。
4 GPS推进地震预报进程中面对的问题
（1）我国连续GPS台网参与提供短临预测信息有待进一步发展，目前台网覆盖密度严重不足。
（2）GPS存在空间不连续、最小采样间隔时间长、垂直向精度过低等局限性，因此需要与其他观测手段结合互补。
（3）GPS观测数据已形成一个庞大的信息资源库，并正在高速地扩大。但数据处理和针对地震预测的应用基础研究却明显滞后。
5 结语
GPS技术在地震预报中虽然取得了重要成效，但新技术与新方法的提出要被接受必须要有足够的时间来取得充足的论证，这需要所有研究者们共同的努力。
参考文献：
[1]余怀忠，程佳.一种将GPS观测应用于地震中短期预测的简单尝试[J].西北地震学报，2011，01：9-14.
[2]黄海莎.利用GPS观测数据对地震前兆特征的分析研究[D].中南大学，2014.
