地震响应观测记录研究（地震演练观察记录）

本文目录一览：

• 1、地震前兆的观测方法
• 2、地震的研究方法
• 3、地震勘探的基础知识
• 4、地震监测，监测那些数据
• 5、中外地震研究机构有哪些？

地震前兆的观测方法

地震前，在自然界发生的与地震有关的异常现象，我们称之为地震前兆，它包括微观前兆和宏观前兆两大类。常见的地震前兆现象有：(1)地震活动异常；(2)地震波速度变化；(3)地壳变形；(4)地下水异常变化；(5)地下水中氡气含量或其它化学成分的变化；(6)地应力变化；(7)地电变化；(8)地磁变化；(9)重力异常；(10)动物异常；(11)地声；(12)地光；(13)地温异常等等。当然，上述这些异常变化都是很复杂的,往往并不一定是由地震引起的。例如地下水位的升降就与降雨、干旱、人为抽水和灌溉有并。再如动物异常往往与天气变化、饲养条件的改变、生存条件的变化以及动物本身的生理状态变化等等有关。因此，我们必须在首先识别出这些变化原因的基础上，再来考虑是否与地震有关。

地震前动物的主要异常反应大震前，飞禽走兽、家畜家禽、爬行动物、穴居动物和水生动物往往会有不同程度的异常反应。大震前动物异常表现有情绪烦燥、惊慌不安；或是高飞乱跳、狂奔乱叫；或是萎靡不振、迟迟不进窝等。动物异常观测对地震预报具有一定的意义。震区群众总结出这样的谚语：震前动物有预兆，抗震防灾要搞好。牛羊驴马不进圈，老鼠搬家往外逃；鸡飞上树猪拱圈，鸭不下水狗狂叫；兔子竖耳蹦又撞，鸽子惊飞不回巢；冬眠长蛇早出洞，鱼儿惊惶水面跳。家家户户要观察，综合异常做预报。动物震前异常反应的主要特点(1)发生动物异常的前兆时间分布：大量震前动物异常的时间分布主要集中在地震的前几天到震前几小时。(2)震前动物异常地区分布特点：一般地说，一个7级地震前的动物异常反应范围可达一、二百甚至数百公里。震级大，其异常分布范围也大；震级越小，异常的范围也越小。(3)震前动物异常与震级的关系：随着地震震级增大，动物异常的种类、数量、分布地区和反应的强烈程度都有相应的增加。一般说来，3级左右的地震前，个别动物出现异常反应。5级左右的地震前，在一定的地区范围内，常见动物会出现较为明显的异常。7级左右的强烈地震前，较大地区范围内，许多动物出现大量的强烈异常。动物异常反应与烈度的分布关系明显。烈度越高的地区，异常反应量越大。对动物异常情况进行观察的方法动物异常观察点应选在地震活动重点监视区域，选择周围环境安静，干扰和污染比较少的地点。观察点可设在动物园、气象站，有一定规模的饲养场和养殖场；最好与其它的前兆手段观测点合设或地点相近，便于资料的综合分析。观察动物的选择要注意来源方便与经济；普遍多见又易于观察的动物，如家鼠、泥鳅、鲶鱼、蛇、家鸽、鹦鹉和马、羊、猪、狗、鸡等家禽家畜等。圈养动物可作定点定时观察，并记录动物的行为活动、水温、气压环境变化等。条件不允许时，也可采取早、午、晚各观察一次或随时观察，并做详细记录。对于野生动物可作定线观察，早、午、晚定时各一次，记录所见到的各种动物的种类、数量和天气状况。观察结果要做到定时上报汇总，及时作出时——空分布图，进行综合分析。

地震发生前有些动物会有异常表现

震前地下水的异常现象大震前，地下含水层在构造变动中受到强烈挤压，从而破坏了地表附近的含水层的状态，使地下水重新分布，造成有的区域水位上升，有些区域水位下降。水中化学物质成分的改变，使有些地下水出现水味变异颜色改变，出现水面浮“油花”，打旋冒气泡等。地下水位和水化学成份的震前异常，在活动断层及其附近地区地区比较明显，极震区更常集中出现。灾区群众说：井水是个宝，前兆来得早。无雨泉水浑，天干井水冒；水位升降大，翻花冒气泡；有的变颜色，有的变味道。天变雨要到，水变地要闹 。

地下水有时也会出现异常

震前的地声不少大震震前数小时至数分钟，少数在震前几天，会产生地声从地下传出。有的如飞机的“嗡嗡”声；有的似狂风呼啸；有的象汽车驶过；有的宛如远处闷雷；有的恰似开山放炮，地震带地声的分布很广，高烈度区更为突出。按灾区群众经验说根据地声的特点，能够判断出地震的大小和震中的方向，“大震声发沉，小震声音发尖；响的声音长，地震在远方；响的声音短，地震在近旁。”

地震前自然界出现的与地震孕育有关的现象称为地震前兆、我国古代人民在长期实践中，早就开始认识到地震是有前兆的，并留下了丰富的关于地震前兆的记载。例如：1739年宁夏银川地震以后，有人就总结出地震与井水变化、动物不安、震前地下发声、天气反常现象之间可能存在某些联系。

古书《隆德县志》上出记载了古人总结的六种地震前兆现象。现代地震科学的深入研究表明，地震之前确实存在多种多样的前兆现象。地震前兆分为宏观前兆和微观前兆。

1.地震的宏观前兆

人的感官能直接觉察到地震前兆称为地震的宏观前兆，简称宏观前兆。比较常见的有，井水陡涨陡落、变色变味、翻花冒泡、温度升降，泉水流量的突然变化，温泉水温的突然变化，动物的习性异常，临震前的地声和地光等。

—旦发现异常的自然现象，不要轻易作出马上发生地震的结论，更不要惊慌失措，而应当弄清异常现象出现的时间、地点和有关情况，保护好现场，向地震部门或政府报告，让地震部门的专业人员调查核实弄清事情的真相。

2.地震的微观前兆

人的感官无法觉察，只有用专门的仪器才能测量到的地震前兆称为地震的微观前兆，简称微观前兆，主要包括以下几类：

地震活动异常。大小地震之间有一定的关系。大地震虽然不多，中小地震却不少，研究中小地震活动的特点。有可能帮助人们预测未来大震的发生。

地形变异常。大地震发生前，震中附近地区的地壳可能发生微小的形变，某些断层两侧的岩层可能出现微小的位移，借助于精密的仪器，可以测出这种十分微弱的变化，分析这些资料，可以帮助人们预测未来大震的发生。

地球物理变化。在地震孕育过程中，震源区及其周围岩石的物理性质可能出现—些变化，利用精密仪器测定不同地区重力、地电和地磁的变化，也可以帮助人们预测地震。

地下流体的变化。地下水(井水、泉水、地下层中所含的水)、石油和天然气、地下岩层中还可能产和贮存一些其它气体，这些都是地下流体。用仪器测地下流体的化学成份和某些物理量，研究它们的变化可以帮助人们预测地震。

3.地震观测台网

要捕捉地震的微观前兆，就必须建立覆盖面积地区的地震观测台网，进行长时间的精密观测。

地震是极其复杂的一种自然现象，即使在科学技术十分发达的今天，也很难做到准确预测和预报，在科技不发达的古代则更加困难。翻检史籍，有很多专门记载地震现象的五行、祥异等门类，保存了古人对地震前兆的认识及对地震预兆认识的若干总结，其中也不乏科学的成分。

征兆之一：天象变化

古人往往将天象变化看成是地震的前兆，以日食现象最多，且多在两汉时期，愈至近世愈少。如《汉书》卷10《成帝纪第十》、卷27《五行志》，均记录了建始三年（前30年）日食之后的地震，说“冬十二月戊申朔，日有食之。夜，地震未央宫殿中”。为此，成帝诏令公卿等各思其执政过失，并令二千石及内郡国举贤良方正能直言极谏之士，谏言举过。在卷75《翼奉传》中，翼奉还引《小雅・十月之交篇》强调日食后必会发生地震，说“知日蚀地震之效昭然可明，犹巢居知风，穴处知雨”，并认为“天变见于星气日食，地变见于奇物震动”。在《后汉书》卷5《孝安帝纪》中也载有东汉永初五年（111年）春正月丙戌，“郡国十地震”的前兆是：庚辰朔，日有食之。同书卷62《荀淑传》也说梁太后执政后，有日食地震之变，遂诏公卿举贤良方正对策。直到明代，日食后伴随地震的记载虽然相对减少了，但也仍见零星记载，如《明史》卷180《李森列传》有“明年夏，日食，琼山县地震”。

当然，直接视星相变化为地震前兆的记载也不少。如《晋书》卷118《姚兴载记》第十八下记载：义熙年间，“客星入东井，所在地震，前后一百五十六”。于是，公卿抗表请罪，但被姚兴否定。姚兴认为“灾谴之来，咎在元首；近代或归罪三公，甚无谓也”。在历代五行志中，记录了个别星象变化与地震的联系，如《宋史》卷49《天文志》记载：“彗、孛犯之，地震。”《虞乡县志》卷十《旧闻考》载，清同治元年（1862年）七月十五日夜，陨星如雨，继而地震，而且连震不断，“十月初七日，地震，十一月初七日，又震”。

关于星变与地震之间的关系，《明史》卷236《金士衡传》也有记载,尽管所载是在讥讽万历年间的政治昏暗，但是，对甘肃地震前四处灾异频发的情况作了详细综合记载，既反映了时人对异常灾异现象的认识程度，也保存了灾异发生呈连锁反应的珍贵资料。金士衡疏曰：“往者湖广冰雹，顺天昼晦，丰润地陷，四川星变，辽东天鼓震，山东、山西则牛妖，人妖，今甘肃天鸣地裂，山崩川竭矣。”并直言神宗“明知乱征，而泄泄从事，是以天下戏也”。从清人王弘祚对星变与地震关系的论述，也可窥见为什么时人把星变与地震联系在一起的原因。人们认为星变与地震与官场治政是密接相连的，认为治理有序，政治清明，就可以预防或消弭地震。于是，当康熙四年（1665年）清廷因“星变地震，求直言”时，王弘祚旋即疏言：“异星见，天失其常。地震，地失其常。挽回天地之变，首在率循人事之常。”康熙十八年（1679年）七月二十八日,京师大地震,魏象枢与副都御史施维翰也上疏陈述一个同样的道理。言：“地道，臣也。臣失职，地为之不宁，请罪臣以回天变。”

地震的研究方法

地震又称地动、地振动，是地壳快速释放能量过程中造成的振动，期间会产生地震波的一种自然现象。地球上板块与板块之间相互挤压碰撞，造成板块边沿及板块内部产生错动和破裂，是引起地震的主要原因。地震开始发生的地点称为震源，震源正上方的地面称为震中。破坏性地震的地面振动最烈处称为极震区，极震区往往也就是震中所在的地区。地震监测

手段方法

(1)测震：记录一个区域内大小地震的时空分布和特征，从而预报大地震。人们常说的“小震闹，大震到”，就是以震报震的一种特例。当然，需要注意的是“小震闹”并不一定导致“大震到”。

(2)地壳形变观测：许多地震在临震前，震区的地壳形变增大，可以是平时的几倍到几十倍。如测量断层两侧的相对垂直升降或水平位移的参数，是地震预报重要的依据。(3)地磁测量：地球基本磁场可以直接反映地球各种深度乃至地核的物理过程，地磁场及其变化是地球深部物理过程信息的重要来源之一。震磁效益的研究有其理论依据和实验基础，更有震例的事实。

(4)地电观测：地震孕育过程中，会伴随有地下介质(主要是岩石)电阻率的变化及大地电流和自然电场的变化，由于这些变化与岩石受力变形及破裂过程有关，因此提取这一信息可以预测地震。

(5)重力观测：地球重力场是一种比较稳定的地球物理场之一，它与观测点的位置和地球内部介质密度有关。因此，通过重力场变化可以了解到地壳的变形、岩石密度的变化，从而预测地震。

(6)地应力观测：地震孕育不论机制如何，其实质是一个力学过程，是在一定构造背景条件下，地壳体中应力作用的结果。观测地壳应力的变化，可以捕捉地震前兆的信息。

(7)地下水物理和化学的动态观测：地下水动态在震前异常现象，宏观现象如水井水位上涨，水中翻花冒泡、井水变色变味等；微观现象如水化学成分改变(如水中溶解氡气量变化等)，固体潮(天体引潮力引起的地下水位涨落现象)的改变等。通过地下水动态的观测，可以直接地了解含水层受周围的影响情况和受力的情况，从而进行地震预报。

类似这样的经常性的监测手段和预报方法还有不少。地震学家们根据多种手段观测的结果，综合考虑环境因素、构造条件和地球动力因素等，提出慎之又慎的分析预测意见。

地震勘探的基础知识

一、波动物理学基本概念

在我们开始讨论地震波之前，有必要了解波动物理学的一些基本概念。一是波的传播速度，另一是波动所引起的位移的频率和大小度量。地震波形上的波峰与波谷与零点间的高度称之为振幅（图2-1-1），通常用A表示。一个地震波的能量E正比于振幅的平方。

下面的几个重要方程可将地震波的频率与距离和时间联系起来。波长λ通常用来描述地下或其他介质中传播的波上两个连续波峰或者波谷之间的空间距离，频率f为两个连续波峰或者波谷之间的时间周期T的倒数，而波的传播速度v是频率和波长的乘积。

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图2-1-1 波动中名词概念与波形同相和反相示意图

根据这些基本的关系，我们能够对一个地震记录进行有意义的分析和计算，特别是当地震记录由多道数据组成且检波器到震源的距离为已知的时候。

求取地震波动问题的完整解需要用到波动方程，其一维形式如式（2.1.2）所示，其中u是波动所引起的位移，x是横向坐标：

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通过对其微分可以验证该方程一个特殊而有用的解的形式为：u=Asink（vt-x）。这里A为振幅，kvt是频率，-kx为相位。

根据费马的最小时间原理，地震波从一点传播到另一点是沿着某一路径进行的，在该路径上波的传播时间最短。

近地表地震技术通常研究的是离震源几米或更远一点地方的弹性变化情况，至少在实际应用中是这样。在离震源更近的地方，常常会发生塑性形变或者断裂，因此常规的地震分析方法并不总是适用。

在弹性情况下，一个物体能够承受多次的变形而不发生永久的破损。当变形超过弹性限制时，损坏就会发生，或者是发生破裂（由断裂造成的破损），或者是渐渐地由塑性形变引起的不可恢复的损坏。为了我们研究地震波的目的，我们将假设除了离地震震源非常近的地方以外，其余处为弹性形变。

二、地震波的种类

地震波被分为两类：一类是体波，它是在地球内部沿着所有方向传播并可达到所有深度的波；另一类为面波，它的传播往往局限于地球表面下数个地震波长的范围内。因此两类波的应用和分析方法都不尽相同，其中体波通常用于资源勘探和地震观测的目的，而面波一般被认为是体波研究中的噪声，但有时也被用来进行层状地球性质的研究。

1.体波（P和S波）

图2-1-2显示了体波的传播路径，图2-1-3给出了体波在两层介质传播时间与距离关系的示意图。

图2-1-2 体波传播路径示意图

图2-1-3 体波在两层介质传播时-距示意图

体波的两种形式是：压缩波（P）和剪切波（S）。P波在反射和折射地震勘探以及地震研究中有着广泛的应用。P波属于声波，因此它满足声学中一切物理定律，其在传播介质中的粒子振动方向与波的传播方向相同。P波的传播速度为：

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式中：K是体积模量；μ是剪切模量；ρ是波所传播介质的密度。

要注意方程中的v是波的传播速度，它是一个标量，而不是物理学中通常的矢量。P波将引起波所通过介质的物质的瞬时体积发生变化，而不会引起物质的瞬时形状发生变化。

常用介质的P波速度情况如表2-1-1所示。

表2-1-1 常用介质的P波速度

横波（S波）或者称为剪切波，其传播方向垂直于粒子运动的振动方向。由于其在相同的介质中的传播速度低于纵波的速度，有时也被称为次波。由于纵波与横波的传播路径相同，它们的速度的差异就使得可以利用纵横波的时差用来计算震源到观测站或记录站的距离。横波通过介质时并不改变介质的瞬时体积，而只改变介质的瞬时形状。

S波通常用于浅层工程项目，特别是在井间观测以获得土壤和地基的剪切模量时。在地震勘探领域，横波比纵波的应用要少得多。但是由于某种原因，人们对面波的应用有着较强的兴趣，包括岩性确定、断裂探测以及流体含量的现场确定。S波速度的公式如下：

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由于流体没有剪切力，故其剪切模量为零。也就是说，横波在流体中不能传播。这个结果曾在1900年导致了地球内部液态核的发现。横波在流体内无法传播的事实使得人们有可能应用它（或缺少它）的情况来探测地下溶洞，但是到目前为止该领域的研究还没有出现令人满意的结果。

横波同光非常相像，在发生反射或折射时会表现出极化的特点。特别是当它在含有断裂的岩石中传播时，在某一优势方向上通常会产生这种情况。这种情况是由于不同极化方向上的能量在介质中有不同的传播路径。

在用来显示波不同种类的图2-1-4中，左边是在美国堪萨斯大学一个专门用于浅层地震实验的场地上用来福枪作为震源，100Hz检波器接收所获得的地震记录，可以看到P波和瑞雷面波比较明显；右边为在相同的场地上，利用锲形震源和水平检波器所获得的记录，可以看到S波和勒夫面波主导整张记录。

P波与S波速度的比值在确定震源与接收器之间的岩性以及求取介质的物性常数方面有着重要的意义，包括在地震灾害研究和建筑地基的研究中都有应用实例。该比值有时也会在石油工业领域被用来区分砂岩和页岩。孔隙介质中的水对横波的速度影响很小，但对P波的速度影响却很大，这使得该比值在地下水的研究中十分重要。

利用前面所分别给出的P波和S波的速度公式，我们可以得到：

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vP/vS值对于火成岩、变质岩以及大多数的硬质沉积岩，例如致密石灰岩和胶结紧密的砂岩来说通常为1.7左右。而对一些较软的岩石，比如页岩以及胶结差的砂岩，其比值可以达到2.0左右。对于未固结的沉积物来说，比如河流三角洲以及漂砾石等，其比值在2.0到7.0之间变化。

图2-1-4 波的不同类型示意图

对于土木工程和地质工程来说，泊松比（σ）是一个非常重要的参数，它同vP/vS比值的关系为：

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泊松比对石灰岩、硬质砂岩和很多火成岩和变质岩来说，其值大约为0.25左右，对未固结的沉积物来说，其值可高达0.45。有些地区的地震波的场地放大效应可以用近地表地质层的泊松比平面等值线图来预测。

2.面波

当人们要利用体波进行地球内部勘探时，面波在大多数情况都被认为是一种噪声。在某些情况下，它甚至使体波方法实验不能被有效地开展，特别是当使用老式地震仪器时。由于地震面波大部分是在地球表面下一个波长的范围内传播的，因此当在地表进行记录时，地震记录上的最大振幅往往就是地震面波。地震面波在地震勘探领域的另一个名称叫做“地滚波”，这是因为在地震爆炸震源的附近人们可以有其在地面滚动的感觉。

瑞雷波和勒夫波是大多数物理情况下产生的面波。根据科学文献，我们通常所见到的面波速度约为其横波速度的92%，这只有在泊松比为0.25时（这在一些硬的岩石中，比如花岗岩、盐岩、石灰岩等岩石中是很典型的）才真正成立。对于泊松比为零的情况，面波的速度为横波的87.4%，而对于泊松比为0.5时，面波的速度则等于横波速度的95.5%（Grant and West，1965）。对于未固结的物质来说，泊松比的范围一般在0.40到0.45之间，瑞雷面波的速度是未固结物质横波速度的94%的假设是正确的，其误差不会超过1%。

上述两类面波传播时往往局限在浅于一个面波波长的体积范围内。因为长波长的面波传播深度较大，而那里的传播速度通常也比较大，因此可以说波长越长的面波其传播速度也越大，或者至少说它以同短波长面波不同的速度传播。由于不同波长的面波以不同的速度传播，它们从震源向外扩散趋向于随着时间变化，其传播距离越来越远。这种扩散方式通常被称为频散现象，面波在大多数情况下其实就是一种典型的频散波。

对于最简单的瑞雷面波，当在一个半无限的各向同性空间的表面上观测时，其传播速度只同介质的物性有关，也就是说是无频散的。当遇到层状介质或者速度梯度介质时，瑞雷面波的速度将依赖于瑞雷面波的波长。因此，面波的频散比较弱就表明地下的成层性较差。瑞雷面波的粒子运动形式是一个逆向的椭圆轨迹，它同湖面上微波泛泛时鱼漂的运动很相似。

勒夫面波其实就是局限在近地表地层内的多次反射的横波。它们需要在地表下有一个供其传播的低速层。实际上，正是这个勒夫面波的干涉，才使得近地表的横波勘探工作很难开展。从理论上来说，当存在一个近地表高速层覆盖在一个低速层的情况下浅层横波勘探应该能取得较好的效果，因为这时勒夫面波的干涉将不会存在。

应用面波来作为近地表地震勘探分析的信息来源的潜力应该说还是很大的。这是因为在大多数情况下，地震勘探都是把面波作为噪声来处理，因此很少来分析面波中到底都包含了那些地学信息。从这个意义上来说，在这个领域是有可能作出一些创新性工作的。

在过去的十年里，该领域的工作主要集中于发展了一种被称为“面波谱分析”（SASW）的技术，它主要是由美国得克萨斯大学和密执根大学的土木工程师提出来的。应用这种SASW技术，人们可以通过正演模型或者通过对面波速度的反演来获得近地表地下物质的刚度系数剖面。对不同频率范围的瑞雷面波进行分析，就可以得到深度信息。最近美国堪萨斯大学的地球物理学家也提出一种被称为“多道面波分析”（MASW）的技术（Park J.，Xia J.，1999），它与SASW所不同的地方在于应用了多道地震记录，一方面提高了用于获取频散曲线的频率扫描精度；另一方面由于其观测系统与地震反射方法一样，还可以同地震反射勘探同时进行。

三、层状介质中的地震波

上面的讨论中，大多数情况是假设地下介质是一个半无限弹性空间，这种情况下的波的传播是比较简单的。层状介质中的地震波传播情况是不同的，而且相对于非层状介质来说是比较复杂的。比如说，勒夫面波需要层状介质的存在，瑞雷面波只有当某种层状特性存在时才会有频散特性。另外地震反射只有当遇到地层界面时才会发生。

当界面存在时，我们就会遇到频散现象、地震折射、地震反射和勒夫面波。另外，有时还可以看到不同类型的波在地质界面上发生转换。

在理想的情况下，我们希望通过地震方法能够像图2-1-5所描绘的那样揭示地下的地质情况。但实际上，我们借助于解释模型只能近似的得到地下介质的部分物理性质。

1.近法线入射时的反射

为了方便起见，我们将假设在下面的讨论中，地震波在地下某个深度的水平界面上发生垂直反射。这种假设对于入射角或反射角为15 °以内的地震反射射线来说并不太坏。对于较大入射角的情况，可以利用反射矩阵的托布尼兹方程求解来获得反射波、透射波以及转换波的相对振幅。

图2-1-5 地质模型与所对应的地震记录响应示意图

通过界面的地震波能量将取决于界面的声学性质差异。一个特定地层的速度和密度的乘积被称为该地层的声阻抗Z

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一个声学界面的法线入射反射波的强度取决于其同界面声阻抗有关的反射系数R：

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这里ρ1和v1分别是第一层（界面上方）的密度和层速度，而ρ2和v2分别是第二层（界面下方）的密度和层速度。

法线入射时的反射波极性和振幅可以从反射系数中看出。如果第一层的声阻抗比第二层的声阻抗大，那么返回到地表的地震反射将发生极性反转，比如石灰岩覆盖在页岩之上的情况。由于极性的反转使得地震反射数据的解释变得更加困难。从图2-1-6可以看出，一个典型的地震记录上的波峰数目并不等于地下反射层的数目。

图2-1-6 四个地质层的反射系数序列与单道地震响应示意图

另外还应注意，如果地下的第二层是空气，比如说地下充满空气的空洞（密度在这里几乎为零）的情况，全反射将会发生，而且极性将发生反转。同时从式（2.1.8）也可以看出，如果第一层的波阻抗等于第二层的波阻抗，反射就不会发生。例如在一套页岩层中，有一个明显的颜色变化，这同一种特定的标志化石的消失正好对应。地层学家就有可能将其划分为两个不同的地层，而由于这两层的波阻抗是相同的，事实上也确实是这样，因此在地震解释上，这一套页岩就是一个地层。反射地震有着其本身的局限，而这只是其中之一。

当地震波是垂直入射到一个界面时，它将不是发生反射就是发生透射。根据能量守恒定律，反射和透射的总能量必须等于入射的总能量。除了反射系数之外，透射系数可以用下面的公式来计算：

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图2-1-7到图2-1-9显示了当速度发生变化而且不是垂直入射时，地震射线路径所受到的影响。

图2-1-10为一个简单的两层介质（速度递增模型）中折射波的射线路径草图。

另外图2-1-11还显示了某一单一反射的传播时间随着炮检距变化而变化的理论观点。从时距曲线上来看，该反射同相轴表现为一个双曲线。这个随着距离变化而发生的传播时间差异就是人们所熟知的“正常时差”（NMO）。

2.波型转换与广角反射

当震源激发后，地震能量从震源处向各个方向辐射。其中有些纵波的能量在声阻抗界面被转换为横波。这种从一类波型转为另一类波型的现象被称为“波型转换”，这种情况当检波器的炮检距相对于反射层的深度较大时比较普遍。

在地震纵波的总场中包括了非近法线入射时在声阻抗界面发生的反射。通常至少有下列的六种情况可以发生：①反射角等于入射角的返回到地面的反射纵波；②根据斯奈尔定律以首波方式沿着速度界面传播到地面的折射纵波；③通过界面进入下一地层的透射纵波；④由于波型转换从纵波而成为的反射横波；⑤发生波型转换并遵从斯奈尔定律以首波形式沿界面向上传播的折射横波；⑥透射纵波在界面上发生波型转换并以横波形式在下一地层中传播的波。

图2-1-7 基岩上覆冲积层简单地震反射路径示意图

图2-1-8 基岩上覆粘土层和砂层的速度向下递增模型的地震反射路径示意图

图2-1-9 基岩上覆砂层和粘土层的中间低速模型的地震反射路径示意图

图2-1-10 速度递增模型的地震折射路径示意图

上述这6种类型的波的振幅可以从托普布尼兹方程中求得，该矩阵具有相当复杂的三角对应关系。这些方程的推导和讨论可以在很多的高级地震教科书中发现。

四、地震能量损耗的机制

当地震波从一个地方传播到另一个地方时，有几件事情要发生，它包括反射、波型转换、折射，这些都已经在前面简要地提起过。其他的损耗机制还包括几何扩散、衰减和随着传播距离增大的频散。图2-1-12给出了一个人工形成的地震波的传播距离同地震波频率的关系。这些影响地震波传播距离的几个因素将要在下面进行讨论。图2-1-13图示性地给出了地震波损耗的影响因素。

图2-1-11 简单水平双层的多道地震反射路径与时间记录示意图

图2-1-12 体波传播距离与其频率的对应关系

对于大多数的震源来说，其振幅谱通常是未知的。这时由于很难测定像在瞬间引爆的高能炸药附近的剧烈运动情况。同时，脉冲型的震源比如重物落锤、人工锤击、枪弹射击等会在地下的某个体积内产生塑性形变。而在这个体积内，常规的波动传播理论并不成立。因此，我们这里所讨论的损耗机制是在这个塑性形变区域之外的。塑性区域内的能量损耗机制我们这里将不涉及，因为在过去的文献中，这个问题的研究也不多见。

如果我们从一个震源向外观察，波动的能量辐射像是一个半径随时间线性增加的圆球，其波前面上的能量密度将会以1/R2衰减。因为能量是正比于振幅的开方，振幅将以1/R的因子随着球面扩散而衰减。在面源的情况下，能量是集中于一个半球形的波前面上，而不是球形面。这在理论上可以说其具有比点源的初始振幅大两倍的特点，但衰减速率将依然是正比于1/R的。这种衰减效应被称为球面扩散，或者几何扩散。

作为另一种几何扩散的例子，我们考虑一个石子投入湖水的情况。这个波前是一个圆环形而不是一个半球面。因此波前上的能量密度将以1/R衰减，振幅将以衰减，而不是地球内部时的1/R。面波的情况就同投石于水中一样，它也是一个二维问题。因此面波就有着一个体波所不具有的随着传播距离增加，而相对振幅衰减不大的优越性。

对于反射波来说，将发生一种另外的也是明显的能量损耗。对于垂直入射的情况，我们已有公式（2.1.8）来表述反射系数。在大多数情况下，反射系数大约在0.1 到0.3 之间。这也就是说，有70%到90%的地震波能量将穿过界面而不作为反射能量立即返回地面。如果能量入射到界面的角度偏离法线较大时，其影响的好坏将取决于前面所提到的托布尼兹方程的计算结果。

图2-1-13 多个影响地震振幅的因素示意图

另一种能量损失是由衰减所引起，尽管衰减的机制到目前还有争论。但其对于必须面对它的人们来说并不十分重要，这是因为我们在任何情况下，还无法控制地震波在地球内部物质发生的大范围衰减。另外也是由于广义上测量衰减的技术同衰减的机制关系不大所致。

通常情况下，地震波在地球内部物质的衰减遵循下列衰减方程：

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这里A0是在某一任意距离上测量的参考振幅，α是衰减因子，Ax是在距离x上的振幅。由于衰减同频率有关，它通常用波长λ来表示，因此字母Q或者“品质因子”有下列显式：

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表2-1-2 常见物质的Q值

上式中Q是一个无量纲的数值，有时也被称为吸收系数。较高频的信号由于波长较短，因此从公式上可以看出高频信号衰减的就快。Q的倒数表示波在传播的一个波长距离后的能量衰减部分。比如，淤积物质实际上的Q值大约为10。它表明有10%的能量在其每个波长的传播过程中消失了。注意，这并不是说所有的能量将在传播10个波长的距离后消失。而是对于每一个传播的波长来说，剩余的能量的10%将消失。

常用的Q值如下面的表2-1-2所示：

在前面我们曾提到面波是具有频散性的。频散当某些不同波长的信号以不同的速度传播时就会发生。这种情况往往是在传播的路径上有与波长相比拟的异常或者特征存在时发生。比如，一个竖直高度为3m的废弃煤矿坑，将会影响波长为1m左右的信号。同样地，波长为100m左右的波是不会受到这类异常影响的。然而，该异常能使得对应于波长100m的波到达时间与那些波长1m的波的到达时间有所不同，因而引起频散。

另外一些干涉现象也能引起原始地震记录或者处理后数据的信号形状产生差异。它们包括多次反射、波型转换、绕射以及散射等。另外在浅层反射地震记录上，还有直达波、声耦合波（空气中传播的声波）与折射波、面波的干涉效应影响。

五、地震分辨率

地震学家必须面对地震信号强度随着距离衰减的问题。我们必须在力学定律、信息理论以及电子学所能达到水平等方面的限制范围内开展工作。近地表的有些能量损失可以通过诸如合理埋置检波器、深挖激发井，或者选择合适的采集日期以避免人文与气候条件所引起的噪声来解决。在其他情况下，我们可以通过使用好的地震仪，更多的道数以及改进采集参数等办法来提高分辨率。有时在信号进入大线之前采用多个检波器串联在一起以提高电压也是一个解决办法。

使用地震方法目的是了解地球内部一定体积物质的特性。不管信号可能有多强，分辨率都将受到几何条件和信息理论的限制。这些限制也许就像我们用常规光学显微镜看不见物质中的原子和分子一样，这是因为光的波长太长使得我们难以探测到分子水平的变化。在大多数的情况下，地震震源和检波器均布置在地表或者近地表。信息以波动的形式向下发射并遵循物理学定律和实际上应用的信息理论。信息理论的一些基本定理将在下面予以简单介绍。

从地震的术语来说，我们称“子波”为一个包含数个周期的地震脉冲（Sheriff，1991）。Sheriff还定义了“基本子波”（basic wavelet）的概念，就是法线入射时从单个反射界面（反射系数为正）上所反射的时间域波形。他定义时间分辨率为区分两个十分接近信号性质的能力。为了获得最佳的分辨率，我们需要一个延续时间尽可能短的子波，以便与从相邻的声学界面上反射的子波之间没有干涉（图2-1-14）。对于提供最佳分辨率的Sheriff所定义的子波来说，它必须具有尽可能少的周期个数。

换句话说，我们通过提高频率而得到高分辨。然而，有时我们为得到高频所付出的代价是子波中的周期个数增加，它使得波形出现Sheriff称为“振荡”的现象。从信息理论的观点来看，最佳分辨率是通过数据的宽频带来实现的。也就是说，数据中应包含很多的不同频率的信息，而不仅仅是高频。

理想分辨率可以通过一个纯脉冲——没有延续时间的能量脉冲来实现。尽管这样的震源是不可实现的，但对于很多地震应用来说，小炸药爆破可以获得近似的效果。爆炸震源的子波脉冲宽度反比于频率带宽。也即频带越宽，分辨率越高。

根据我们前面对分辨率的定义，Sheriff，R.E.（1991）给出了一个“可分辨极限”的概念。“人们能够判定多于一个反射层的最小距离，其值取决于所判定的标志。瑞雷分辨率极限是λ/4，这里λ是主频信号的波长。”Widness（1973）通过分析两个反射层的反射子波开始互相干涉引起波形形状变化的情况给出了一个λ/8的极限。Sheriff（1991）也定义了一个“可探测极限”的概念，它是指在背景上能够反映出反射的一个层的最小厚度。它有时近似地选取主频信号波长的1/30作为标准。

图2-1-14 显示薄层地震反射记录分辨率的模型与合成地震记录

为了能够检测出一个夹在两个厚层之间的薄层，如果有必要的话，我们可以考虑使用高频而牺牲带宽。在这种情况下，数据可能会出现振荡。但这没有关系，因为仅对这一薄层有兴趣，此时人们对噪声的容忍程度要比平时多个反射层的情况高很多。

高分辨率地震反射数据通常含有比在地震勘探中认为正常的剖面要多得多的噪声。一个高分辨地震数据处理公司的负责人曾说过，“如果你是将地震剖面出售给石油钻井的人，你就不要拿出高分辨的，因为它看起来噪声太大。但如果你是在考虑将自己的钱投入其中，那么你就会要最高分辨率的数据，尽管它看起来噪声很大。”

我们前面将注意力主要集中于时间和频率的分辨率方面。现在我们将从空间分辨率方面进行讨论。为了描述反射地震的基本概念的目的，我们将利用射线理论结合平面波和回声经验来阐述。实际上，地震波能量是以波的形式传播的并完全遵守波动理论。因此，从许多方面来说，光理论是要比射线理论更接近地震波的物理概念。

入射到一个反射层的地震能量并不是一个点上反射的，而是从地下的一个区域上反射的，这个区域通常被称之为菲涅尔带。所计算出来的第一菲涅尔带的尺寸可以被用来作为水平分辨率的估计。尽管这个带宽和高分辨数据的分辨率要小于其主频的第一菲涅尔带的尺寸，但重要的是从相对意义上来说，水平分辨率是正比于第一菲涅尔带的大小的。

第一菲涅尔带是一个反射层的一部分区域，在这个第一反射能量的二分之一波长内其反射能量可以到达检波器（Sheriff，1991）。这个定义假设了波前的传播满足惠更斯原理，而不是射线理论。在这种假设下，入射角和反射角也许略微不同。从我们在地震记录上可以测得的参数来考虑，第一菲涅尔带的半径可以由下式来计算：

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这里R是从地表到反射层的距离，v是地震波速度，f是我们所感兴趣的频率。而T0则是反射层与地表之间的双层旅行时。进一步地我们可得到第一菲涅尔带半径r的表达式：

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一般来说水平分辨率要比第一菲涅尔带半径要小一些。Sheriff（1991）建议用该半径除以2的平方根作为分辨率的值，它至少给出了一个与水平分辨率同一数量级的参考值。

地震监测，监测那些数据

我国地震监测方式和手段主要有：地震活动，地壳形变观测（含地倾斜、应力、应变、重力、空间大地形变测量、断层形变测量等），地磁地电（含地磁、地电、电磁波等），地下流体观测（含氡、汞、离子等地球化学分析及水位、流量、地温等观测），以及动物习性观测等十余种方法和手段。

1966年3月，河北省邢台地区接连两次发生强烈地震，人民生命财产遭受严重损失。周恩来总理在震后曾三次亲监地震现场进行视察和慰问，并向地震工作者发出了攻克地震预报科学难关的号召。30多年来，我国根据周总理多路探索、专群结合的指示精神，已经建成了世界上规模最大、观测项目最多的地夺监测台网。按地震监测工作的方式，地震监测台网可分为三种类型。

（1）地震台站：是指有地震监测专业人员值守的，设置一种或多种观测手段的地震监测工作场所。

（2）地震遥测台网：是指采用遥测技术，按照监测工作的需要布设的地震和前兆遥测网络。地震遥测台网一般由接收中心和多个遥测点（子台）及中断站组成。遥测点和中断站不需要有人值守，数据可以自动采集，以有线或无线方式传输到台网接收中心，进行集中记录和数据处理。

（3）地震流动观测点：是指设置观测标志，专业人员定期或不定期地进行观测。

地震监测台网是上述三者总称。

中外地震研究机构有哪些？

随着人口的密集化和建筑高度的增加，地震一旦发生，给人类造成的创痛就非常巨大，因此世界各国都在地震研究与应对地震上不敢松懈，成立了专门的管理机构和研究部门，组织了地震学会并建立了地震网络。

中国地震局

中国地震局是管理全国地震工作的国务院直属单位，成立于1971年，当时叫做国家地震局，1998年更为现名。中国地震局负责拟定国家防震减灾工作的发展战略、方针政策、法律法规和地震行业标准并组织实施；组织编制国家防震减灾规划，拟定国家破坏性地震应急预案，建立破坏性地震应急预案备案制度，指导全国地震灾害预测和预防，研究提出地震灾区重建防震规划的意见。中国地震局负责制定全国地震烈度区划图或地震动参数区划图，并负责重大建设工程和可能发生严重次生灾害的建设工程的地震安全性评价工作，审定地震安全性评价结果，确定抗震设防要求。

中国地震局对各省、自治区、直辖市地震局实施领导，管理全国地震监测预报工作，制定全国地震监测预报方案并组织实施，提出全国地震趋势预报意见，确定地震重点监视防御区，报国务院批准后组织实施。中国地震局承担国务院抗震救灾指挥机构的办事机构职责，对地震震情和灾情进行速报，组织地震灾害调查与损失评估，向国务院提出对国内外发生破坏性地震做出快速反应的措施建议。

中国地震局还负责确定地震科技的发展规划，组织地震科技研究和国家重点地震科技项目攻关，组织协调地震应急、救助技术和装备的研究开发，承担地震科技方面的对外交流与合作，承担国际禁止核试验的地震核查工作，并对地震研究和建设的经费与专项资金的使用进行管理和监督。此外，中国地震局对防震减灾知识的宣传教育工作进行指导。

中国地震局地震预测研究所

中国地震局地震预测研究所，其前身为中国地震局分析预报中心，成立于1980年1月1日，是国务院针对我国20世纪70年代中期严峻的地震形势决策组建的。地震预测研究所通过对地震过程的观测、模拟和预测理论及方法研究，探索地震孕育、发生和发展规律，促进地震科学发展，为地震监测预报和防震减灾服务。地震预测研究所主要在地震科学研究、地震预测研究、地震观测方法与技术研究和其他相关方面做一些研究工作。

通过开展震源环境、地震过程和震源破裂机理等地震科学的基础研究，地震预测研究所为地震预测提供理论依据。地震预测研究所以地震预测试验场为基地，在地震构造和地壳精细结构、高分辨率动态地壳形变、地震活动性、震源参数变化等研究的基础上，建立地震孕育、发生和发展的物理和数学模型，对中期和长期地震危险趋势做出定量化的预测；开展地震前兆机理研究，探索短期与临震预测理论和新方法。

地震预测研究所还负责开展防震减灾类观测专用设备的研制工作，承担地壳运动观测网络数据中心的维护与运转、数据分析处理、质量监控和数据服务工作。

中国地震局地球物理研究所

中国地震局地球物理研究所，其历史可追溯到1930年由中国人自己建立的第一个地震台——北京西郊鹫峰地震台，目前研究所已经纳入公益性科研院所系列，是中国地震局直属单位。地球物理研究所进行地震学、地球内部物理学、地磁学和工程地震学四个主要学科的研究工作。

地球物理研究所设有可以获取首都圈地区全部地震台网数据的北京数字地震台网中心，研究所内的中美合作中国数字地震台网（CDSN）为全球地震台网（GSN）重要组成部分，能实时获取全球地震数据。研究所建立了地震信息节点，具有大规模科学计算和大型磁盘阵列数据存储能力。研究所拥有先进的地震深部探测设备系统和宽频带流动地震观测设备，在青藏高原等地球科学热点地区开展了多项重大国际合作科学探测项目。

地球物理研究所拥有国内先进的零磁空间实验室、标准低频震动计量实验室、地震电磁关系模拟和岩石磁学实验室，以及高温高压震源物理实验室。依托这些完备的基础科研条件，研究所在地震孕育与发生机制、地震灾害预测与工程应用领域，开展了地球物理学相关的基础研究和应用研究。

另外，地球物理研究所还是很多国际地震委员会中国机构的所在地，中国地震学会、全国地震标准化技术委员会秘书处等组织也设在研究所。

中国地震灾害防御中心

中国地震灾害防御中心，成立于2006年9月28日，是由原中国地震局地震工程研究中心、中国地震局地球所仪器厂、中国地震局宣教中心及北京香山地震综合实验台等4个单位（部门）为主整合组建。中国地震灾害防御中心是国家地震灾害防御体系建设的技术支撑、条件保障和队伍培训机构。

中国地震灾害防御中心承担全国地震灾害防御工作发展规划的调研，负责全国地震灾害防御业务的牵头及技术指导工作；承担震灾预防重大工程项目的建议书、可行性研究报告、设计的编制和项目实施工作；承担防震减灾法规及技术标准编制工作；承担地震安全性评价技术标准的编制、推广与应用工作。

中国地震灾害防御中心负责注册地震安全性评价工程师继续教育及技术指导工作；承担地震计量标准检定工作；承担大中城市及重点监视防御区地震构造调查、基础探测工作；承担大中城市和民居抗震能力评价和重大工程地震预警工作；承担震害防御相关的科学研究及技术研发工作和国际合作项目。另外，中国地震灾害防御中心还参与制订全国防震减灾科学普及、宣传教育规划及计划，参与策划和实施全国性重大宣传活动，负责科普宣传及创作活动的协调指导和培训，指导科普基地建设工作。

中国地震台网中心

中国地震台网中心成立于2004年10月18日，是由原中国地震局地震信息中心、中国地震局地震预测研究所技术部及预报部、中国地震局地球物理研究所九室、中国地震局地质研究所前兆信息等4个单位（部门）为主整合组建。中国地震台网中心是我国防震减灾工作的重要业务枢纽、核心技术平台和基础信息国际交流的重要窗口。

中国地震台网中心承担着全国地震监测、地震中短期预测和地震速报；国务院抗震救灾指挥部应急响应和指挥决策技术系统的建设和运行；全国各级地震台网的业务指导和管理；各类地震监测数据的汇集、处理与服务；地震信息网络和通讯服务以及地震科技情报研究与地震科技期刊管理等。

中国地震台网中心承担震情值班、灾情速报和地震快速反应工作，形成应急触发、指挥系统启动、灾情收集一条龙工作模式；承担国务院抗震救灾指挥部技术系统和地震速报技术系统维护和运行，大震应急与指挥决策的技术支持；承担国务院抗震救灾指挥部地震应急的基础数据收集、整理与入库。

中国地震台网中心负责国外7级、我国周边地区6级和国内5级以上地震、首都圈有感地震的速报和首都圈强震烈度速报；承担全国各类地震台网业务协调、技术指导和服务；承担观测资料质量监控和技术牵头工作；承担国家地震台网设计、技术改造与技术管理；承担中国全球地震台网设计、建设、技术改造与技术管理；负责国家数字地震台网中心和首都圈台网中心技术系统的运行与维护；负责全国各类测震台网数据汇集、分类、入库与服务；负责全国地震资料的分析处理与地震目录、观测报告的编制；负责全国地震资料和首都圈资料的分析处理与地震目录、观测报告的编制；负责观测数据管理、数据共享服务、数据产品网络发布及国际资料交换；开展数字地震观测技术、台网（台阵）技术、数字地震资料解释与地震信息处理技术的应用研究与开发。

中国地震台网中心负责全国地壳形变、电磁、地下流体资料的汇集、分析处理、分类、入库与服务；负责重大前兆异常落实工作；负责地震前兆台网中心技术系统的运行与维护；负责观测数据管理、数据共享服务、数据产品网络发布及国际资料交换；负责全国地震科技文献资源的收集、整理、集成和共享。

中国地震学会

中国地震学会是由我国从事地震科技研究和参与我国防震减灾事业的科技工作者自愿结成的、依法登记成立的、具有法人资格的、公益性的、全国性的学术团体，成立于1979年11月21日。中国地震学会是发展我国地震科技事业的一支重要社会力量，是中国科学技术协会的组成部分。

中国地震学会通过开展地震科学技术的学术交流和讨论，推动了地震科学技术的繁荣和发展，在发掘和培养优秀青年科技人才、普及地震科学技术知识等方面，充分发挥了在技术政策、法规制定和重大决策中的科技咨询作用，为防震减灾事业做出了贡献。

中国地震学会围绕地震科技和防震减灾开展学术交流活动，组织学术讨论会、报告会和各种讲座以及科学考察等活动；编辑出版《地震学报》等学术刊物、科技教材、科技音像制品、科普宣传等资料；开展防震减灾科学普及活动，宣传地震科学技术经验，推广地震科学技术成果，举办有关科技展览；开展国际学术交流活动，同国外地震科学技术团体和科技工作者交往与合作。

中国地震学会可以对国家政策制定和国民经济建设发挥一定的科技咨询作用，通过对会员防震减灾工作建议和意见的收集与上报，保证科技工作者的意见和呼声在政策制定中起到参考作用。

全球地震台网

全球地震台网（Global Seismographic Network，简称GSN），是一个由美国地质调查局国家地震信息中心（USGS）和美国地震学联合研究会（IRIS）合作成立的地震研究机构，这个机构致力于与国际社会一道进行用于地球观察、监测、研究和教育等多用途的科学设备的安装和运行维护。全球地震台网由150多个放置在全球各地的地震监测器构成，这些监测器能实时记录地震，然后将数据传送到人造卫星或输送到网络。最后，这些数据会汇集到一个地震活动数据库，对这些数据进行集中分析，进而总结地震发生前表现出来的趋势和模式。

全球地震台网设置在全球各地的地震检测器，可以高保真地测量和记录地震发生的情况，包括高频度的强烈地震到由这样的地震所引起的周围发生的地震和余震。全球地震台网监测点的设立主要是为了地震学的研究，但这些检测设备对于其他学科的研究也有帮助，并且其应用有延伸到其他学科的趋势。很多地震台网的监测站同时也用于气压、气候等气候情况的监测和记录。

美国国家地震监测台网系统

美国国家地震监测台网系统（Advanced National Seismic System，简称ANSS）是美国地震观测台网建设的重要组成部分，它是一个由7 000个左右布设在地面和建筑物内的振动测量系统组成的美国全国性的观测网络。美国国家地震监测台网系统提供给个人实时地震信息以备地震应急响应；提供给工程师关于建筑物和场地效应信息；提供给科学家高质量的地震数据来更好地了解地震过程、固体地球结构及动力学过程。

ANSS致力于建立和维持一个贯穿全美国的高质量的现代化地震观测网络。收集关键技术数据，提供有效的信息产品和服务；持续记录和分析地震数据，以及时提供可靠的地震信息和其他地震扰动信息；连续监测美国国内的地震，以及其他地震扰动，如地震造成的海啸、火山爆发等；全面的测量场地，以及建筑物和关键建筑结构的强地震震动，力量集中在城市及靠近活断层的地区，当地震发生时，对于离震中一段距离的地区，可能的话在强震到达几秒钟前给出警告，对海啸和火山爆发自动给出警报。

日本地震研究部门

日本的地震管理机构为日本国土交通省气象厅地震火山部，其下设置了地震海啸监测科和地震预测情报科两个科所，对地震进行监测并负责发布地震预报信息。日本的地震研究机构主要为设置在各大学里的地震研究所，其中东京大学地震研究所和京都大学地震预测研究所在地震研究方面比较有影响力。

东京大学地震研究所致力于探索地震火山运动的成因，并在减小地震灾害上做全面的研究工作。在基础研究中，通过对重力场变化研究、地壳形变观测和卫星监测等新技术手段的充分运用，以及关于地震与潮汐现象的联系，来研究地震的产生机理；在地震预报上，通过与其他国际组织合作，依托于地震监测仪器的记录，来做出地震的预测预报工作。京都大学地震预测研究所是于1990年6月整合了多个地震研究部门而成立的，研究所作为地球科学的研究基地，在地球科学的基础研究和地震预测预报方面注意与其他研究机构密切合作，在阐明地震发生机制、建立地震预测技术系统、减小地震灾害损失上做出了许多贡献。研究所设立的观测站，重新安装了许多地震灾害监测的仪器，在地震监测方面发挥着比较重要的作用。