電磁，簡單來說，就是電和磁的相互作用，是自然界中無形卻無處不在的力量。從天空中的閃電，到我們?nèi)粘Ｊ褂玫氖謾C、電腦，都離不開電磁的功勞。

鮮為人知的是，電磁場與地震之間，也存在著一種微妙而深刻的聯(lián)系，這種聯(lián)系不僅為科學家提供了研究地震的不同視角，也為地震預測預報帶來了別樣手段。

地震發(fā)生前，地下巖石在巨大的地應力作用下會經(jīng)歷復雜的變化，繼而引起各種物理場的變化，包括電磁場。科學家們研究發(fā)現(xiàn)，在有些地震發(fā)生前的幾天、幾小時甚至幾分鐘內(nèi)，地震區(qū)域的電磁場往往會出現(xiàn)異常波動。

電磁手段在地震預測中的應用

為了更好地捕捉地震前的電磁異常信號，科學家們在地面上布置了大量的電磁監(jiān)測站，包括直流電阻率觀測、大地電磁（MT）觀測、地磁觀測、地電場觀測等，實時監(jiān)測地下電磁場的變化。這些觀測站能夠捕捉到地震前電磁波的異常傳播和地磁場的局部變化，為地震預測提供重要數(shù)據(jù)支持。

地震電磁異常立體觀測示意圖（引：趙國澤等，2022）

但是地面觀測站易受到自然條件的限制，其覆蓋范圍相對有限。為了彌補這一不足，出現(xiàn)了衛(wèi)星電磁監(jiān)測技術（如電磁衛(wèi)星CSES），它具有覆蓋范圍廣、觀測精度高等優(yōu)點，能夠實時監(jiān)測地球電磁場的全局變化。

CSES-01衛(wèi)星構建的全球地磁場模型

2018年，我國發(fā)射了首顆電磁監(jiān)測試驗衛(wèi)星“張衡一號”，主要用于地磁場和電離層環(huán)境及其動態(tài)信息獲取，支撐全球地磁場和電離層建模及其在地球物理探測研究、地震預測科學探索和通信導航環(huán)境管理等領域應用。目前“張衡一號”已在軌運行6年多，取得了豐碩的科學成果。

“張衡一號”電磁監(jiān)測衛(wèi)星

此外，人工源電磁監(jiān)測技術（如人工源極低頻電磁CSELF臺網(wǎng)）也是一種重要的手段。這種方法通過向地下發(fā)射特定頻率的電磁波，并觀測其在地下的傳播情況來推斷地下介質(zhì)的性質(zhì)。當?shù)叵聨r石的電磁性質(zhì)因應力作用而發(fā)生改變時，其對電磁波的傳播特性也會發(fā)生相應變化。通過分析這些變化，便可以評估地震發(fā)生的可能性。

面臨的挑戰(zhàn)與展望

盡管電磁手段在地震預測中展現(xiàn)出了巨大的潛力，但其應用仍面臨諸多挑戰(zhàn)。首先，地震前的電磁異常現(xiàn)象往往微弱且復雜多變，難以準確識別和提取。其次，電磁異常信息的干擾背景復雜多樣，包括自然因素（如太陽活動、地磁場變化等）和人為因素（如電磁輻射干擾等）都可能對電磁觀測數(shù)據(jù)造成影響。

太陽磁暴示意圖

隨著科技的不斷發(fā)展和電磁理論的深入研究，我們會不斷優(yōu)化電磁觀測技術和數(shù)據(jù)處理方法，提高電磁異常信息的識別和提取能力；同時加強跨學科合作和交流，推動電磁學與地震學、地質(zhì)學等相關學科的深度融合，未來電磁手段在地震預測中的應用將會更加廣泛和深入。

當然啦，作為不是專業(yè)人員的大眾，雖然不能直接參與電磁監(jiān)測和數(shù)據(jù)分析的工作，但可以從自身做起，提高防震減災意識。比如，學習地震知識、掌握自救互救技能、關注地震預警信息等。同時，也可以積極參與社區(qū)的地震應急演練活動，提高自己的應急反應能力。

參考文獻

《“張衡一號”電磁監(jiān)測衛(wèi)星計劃》申旭輝

趙永紅, 肖彥君, 王航, 等. 2016. 地震預測方法Ⅳ: 電磁法. 地球物理學進展, 31(6): 2487-249.

趙國澤,張學民,蔡軍濤, 等. 2022.中國地震電磁研究現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢.中國科學:地球科學, 52(8): 1499–1515.

來源：震知卓見