一、火山喷发的监测与预报的基本方法

地震学方法是监测火山活动和预报喷发重要而有效的工具。地震学方法被认为是大多数火山监测的支柱, 但是, 只有当其与其他方法如地形变测量、气体取样以及火山学研究结果相结合时, 才是最强有力的。

二、火山喷发的监测

监测火山活动性的大多数地震仪布设在距火山口1~ 15 km 范围内。现代台网一般由6~8 个或更多的地震台和几个区域台组成。近火山口的台网能更好地记录微震并会有小的定位误差。火山观测站一般距火山数公里至数十公里。现代通讯技术已有可能使监测记录和数据传输到数百公里之外。

对于火山活动性的地震学监测来说,取得有多年记录的背景地震活动基线, 对评价一个可能的前兆活动是十分重要的。

如果一个火山是活动的, 则火山地震台网将可以记录到4 种主要类型的地震事件:

1、高频地震(HF) 或称火山构造地震

2、低频地震(LF) 或称长周期事件(LP)

3、爆炸地震

4、火山颤动(tremor)

与构造地震相比,火山地震的一般特征是:

1) 不具有构造地震的主震---余震序列的震群

2) 有比构造地震小的最大震级(典型的M< 5，甚至M< 3) , 震群的震级差一般小于0.5

3) 震群中许多地震的波形相类似, 有较高的b值

4) 喷发前地震数量增加

5) 震中位于活火山及其附近; 活火山区地震活动性远高于外围地区。

大多数高频事件由剪切破裂或断层滑动所引起; 这是对增高的岩浆压力的响应。由于深部岩浆运动可以在很长距离和很长时间内发生, 所以高频事件群持续时间也较长。大多数低频地震虽然也可由剪切或张性破裂所引起, 但更为可能的是由流体增压而引起。 低频事件经常有突然出现的P 波, 而缺乏S 波, 其主要频数是1~ 5 Hz。爆炸地震伴随爆炸喷发,大多以出现空气震相为特征。 火山颤动是一组持续数分钟到更长时间的连续信号, 其主要频数与低频事件类似, 所以有些研究者认为火山颤动是发生在数秒钟间隔内的一系列低频事件。

距火山口50~ 200 km 的区域台在火山监测中起到至关重要的作用,主要原因是它可帮助识别那些与火山地震曲线类似的区域地震及与某些区域地震类似的火山地震。当与区域台地震记录对比后, 前者被揭示为一次火山爆发地震, 后者被确认为区域地震。

尽管火山地震学已趋向成熟, 并已成为预报火山喷发的主要工具。但作为一种喷发前兆, 仍有许多捉摸不定之处, 有待深入观察和研究。一般说来, 火山-构造地震或高频地震群, 可保持作为喷发的长期或中期前兆, 它反映岩浆压力变化产生的应力上升。低频地震和火山颤动反映火山-流体系统内部的运动, 看来是可靠的喷发短期前兆。