利用重庆地震台网P波记录测定MWP震级

选取2010-2016年重庆地震台网记录的M_S>3.0地震,对P波进行波谱分析,得到P波零频极限值、地震矩及拐角周期,拟合得到拐角周期与重庆地震台网M_S的关系、P波零频极限值与重庆地震台网M_S的关系,利用P波地震矩计算矩震级M_WP,分析M_WP与M_S的差异。结果显示,当M_S ≤ 4.0时,M_WP > M_S;当M_S > 4.0时,M_WP < M_S,对得到的震级计算关系式检验发现,P波矩震级及通过零频极限计算得到的震级与重庆地震台网M_S较为接近,而通过拐角周期计算得到的震级与M_S相差较大。     

2022年1月8日门源6.9级地震山东地震台网测定面波震级对比分析

通过对山东地震台网记录的2022年1月8日门源M_S 6.9地震原始波形进行分析,测算出88个测震台站的M_S、M_S7、M_S(BB)等3种面波震级,并与中国地震台网速报和青海区域地震台网编目测定结果进行对比分析。结果表明：①山东地震台网测定门源M_S6.9地震的面波震级M_S、M_S7、M_S(BB)分别为7.20、7.16、6.96;②M_S(BB)震级的测定方法简单,不同台站之间的偏差较小,一致性较好,适合在地震台网的地震速报中使用。这与震级国家标准GB 17740—2017的规定相一致。     

宝昌地震台面波震级MS与宽频带面波震级MS (BB)对比分析

选取2016—2017年宝昌地震台记录的全球220次M_S≥6.0地震,对所选地震的面波震级重新量取,为更好实现单台新旧震级的“无缝”对接,进行了面波震级M_S与宽频带面波震级M_S（BB）的对比研究。结果表明,大多数地震的宽频带面波震级M_S（BB）比面波震级M_S总体偏大,且M_S（BB）与M_S的线性相关程度较高。     

内蒙古中西部地区震源参数研究

选取内蒙古测震台网2009—2016年内蒙古中西部M_L≥2.8中小地震波形记录,采用多台联合反演方法,计算该区中小地震震源谱参数,获得地震矩M₀、矩震级M_W、应力降Δσ和震源尺度r,利用线性回归,分析近震震级M_L、地震矩M₀、矩震级M_W、应力降Δσ和震源尺度r之间的关系。结果表明,各参数之间存在一定线性关系,内蒙古中西部地区应力降模型为增加应力降模型（ISD）。     

能量震级及其测定

对于地震灾害与风险评估,人们更关注的是地震辐射能量E_S和能量震级M_e的大小,能量震级M_e反映震源动态特征,适合描述地震的潜在破坏性。本文介绍地震波能量E_S和地震矩M₀的物理意义及能量震级M_e的定义和测定方法,并测定得到2017年8月8日四川九寨沟M_S 7.0地震的能量震级M_e为6.3。     

新的震级国家标准在陕西地震台网的应用

选取陕西地震台网及邻省共享台站记录到的2008年5月至2021年5月104次地震资料,应用新的震级国家标准GB 17740—2017《地震震级的规定》得到新国标震级。研究表明：①新的地方性震级M_L比原规范的M_L震级系统偏大0.3左右,这主要是二者的量规函数不同造成的;②宽频带面波震级M_{S （BB）}和矩震级M_W震级基本一致,无系统偏差,大多数地震震级偏差为-0.1—0.1;③宽频带面波震级M_{S （BB）}比面波震级M_{S （CENC）}整体偏小0.2,二者之间存在系统偏差;④绝大多数地震的面波震级M_{S （CENC）}比M_W偏大0.2—0.3,二者之间存在系统偏差。     

基于支持向量机的2021年2月13日日本福岛近海Mj7.3级地震震级估算

2021年2月13日日本福岛县近海发生M_j7.3级地震,触发了日本气象厅地震预警系统,系统在首台触发后5.6s发出震级为M_j6.3级的预警第1报,首台触发后10s对公众发布警报、预警震级为M_j6.4级。基于多类型特征参数输入的机器学习支持向量机震级估算模型（SVM-M）,利用2021年2月13日日本福岛县近海M_j7.3级地震获取的日本K-net强震动观测数据,分析SVM-M模型在该次地震中首台触发初期（首台触发后1~10s）的震级估算效能。结果表明:SVM-M震级估算模型,在首台触发后1s即可给出M_j6.3级的震级估算结果,与日本气象厅在首台触发后5.6s发布的预警第1报震级相同;随着时间窗的增加,首台触发后5s和10s,SVM-M模型的震级估算结果分别是M_j6.7级和M_j6.6级,均大于日本气象厅首台触发后10s对公众发布警报的预警震级。该次地震的离线模拟结果表明:SVM-M模型可在地震发生初期有效提高地震预警震级确定的准确性和时效性。     

首都圈地区地震视应力的计算及空间分布

本文计算了首都圈地区2003年9月到2007年12月117个M_L>2.5地震的视应力, 计算视应力的两个参数地震矩(M₀)和地震辐射能量(E_s)都是通过分析地震波形得到。 首先用多重窗FFT获得观测谱, 在扣除仪器响应后对其进行几何扩散和非弹性衰减校正。 几何扩散使用Gail提出的三分段几何模型, 非弹性衰减用随频率变化的Q值来表征。 之后通过遗传算法找到一组Brune圆盘模型下的低频水平(Ω₀)和拐角频率(f_c), 使得它们的理论震源谱和校正过的观测谱残差最小。 通过Ω₀可以得到M₀, 通过对校正过的观测谱求积分再加上有限仪器响应带宽补偿可以得到E_s, 最后就能通过M₀和E_s获得视应力。 计算结果与先前的一些研究比较符合: 视应力随地震矩不存在系统变化; f_c随着M₀变化和定标率M₀∝f^-3_c符合较好; M₀和M_L的关系与定标率lg(M₀)=1.20M_L+10.0符合较好。 最后给出了视应力的空间分布, 结果显示视应力在邢台、 唐山和晋冀蒙交界处的空间分布有不同的特征。 还显示在2006年7月发生M5.1地震的文安北东方向有一个较大的视应力值, 唐山地区视应力从南西到北东方向大体是增加的。     

矩震级及其计算

简要叙述地震震级概念的提出及其历史发展。文中指出,矩震级M_W是目前量度地震大小最理想的物理量。与传统上使用的其他震级标度相比,矩震级不会饱和,对于所有地震,无论大小、深浅,无论使用远场、近场地震波资料,大地测量和地质资料中的何种资料,均可测量矩震级,并能与熟知的震级标度如面波震级M_S相衔接。矩震级是一个均匀的震级标度,适于震级范围很宽的统计。矩震级是国际地震学界选定的首选震级,负责向公众发布地震信息的部门优先采用的发布的震级。文中介绍了计算矩震级所用的公式,详细解说了具体的计算步骤,分析了由于采用的计算矩震级公式的不同,采取的具体的数值计算步骤的不同引起的问题以及解决这些问题的相关的规定。     

测定的震级之间不应相互换算

新的强制性国家标准《地震震级的规定》（GB17740—2017）规定了地方性震级M_L,短周期体波震级m_b,宽频带体波震级m_B（BB）,面波震级M_S,宽频带面波震级M_S（BB）和矩震级M_W等6种震级的测定方法,并将矩震级M_W作为对外发布的首选震级。由于不同震级所使用的地震波类型不同,所表示的意义也不同,因此新标准明确要求：测定的震级之间不应相互换算。为了帮助相关技术人员更好地理解并能在实际工作中正确使用新国标此项规定,本文从地震的复杂性、震级的多样性、新旧国标的一致性,以及使用地方性震级M_L转换成面波震级M_S开展地震速报所产生的一系列问题等方面,阐述制订该规定的主要原因。     

应用近场速度记录快速估算川滇地区中强地震强度

采用Wu等(2004)提出的地震强度测定方法,应用近场速度波形记录,测定地震参数M_(ew),实现了川滇地区中强地震(M_W≥5.7)强度近实时快速测定。M_(ew)是一个与矩震级M_W对接的地震参数,与传统的应用振幅测定震级的方法相比,不会存在震级饱和问题,与全球矩心矩张量(GCMT)的矩震级M_W具有较好的一致性。该方法解决了应用近场波形资料和矩张量反演方法求取大地震矩震级比较困难的问题,可为区域中强地震速报提供近实时矩震级提供参考,从而提高地震速报的时效性和准确性,同时为强震加速度数据的应用奠定基础。     

2021年5月21日云南漾濞地震及5月22日青海玛多地震的支持向量机震级估算

2021年5月21日及5月22日,云南漾濞县与青海玛多县分别发生破坏性地震,主震震级分别为M_s6.4级与M_s7.4级。本文基于机器学习中的支持向量机方法,以多类型特征参数为输入建立地震预警震级估算模型SVM-M,离线模拟云南漾濞M_s5.6级前震、M_s6.4级主震以及青海玛多M_s7.4级主震的连续震级估算。结果表明:对于云南漾濞M_s5.6级前震,支持向量机方法在首台触发后1s可估算震级为5.6级,且随着首台触发时间的增加,估算震级一直在实际震级附近波动;对于云南漾濞M_s6.4级主震和青海玛多M_s7.4级主震,随着首台触发时间的增加,支持向量机方法对于大震低估问题得到了有效的改善,且震级估算结果逐渐接近实际震级。同时,这3次地震的震级估算离线模拟表明:引入震源距的支持向量机方法（SVM-M1模型）对于震级估算有更好的稳定性,且在地震预警系统的震级估算中有着潜在的应用前景。     

基于2014年云南地区地震的地震预警参数与快速震级估算研究

根据2014年云南地区M6.1盈江地震、M6.5鲁甸地震和M6.6景谷地震的主震、余震P波初期部分的信息,研究了地震震级快速估算中3个预警参数（最大卓越周期τ_p^max、特征周期τ_c和最大位移幅值P_d）与震级的相关性,提出了云南地区的震级估计模型,并对其进行分析,再和其它地区的震级估计模型进行对比和评价。结果表明:3种方法均能在短时间内（2~4 s）有效地进行震级估算,P_d方法估算效果最优,τ_c方法次优,τ_p^max方法较弱。在震级较大的主震震级估计中,3种方法均没有出现明显的震级低估（震级饱和）现象。对于τ_p^max方法,云南地区的估计模型与南加州地区较为接近,但与四川地区区别较大,可能与该方法的计算稳定性有关;而τ_c方法的估计模型则与四川及世界其它地区均较为接近,更具有普适性和稳定性。在地震预警系统的实际应用中,由于云南地区尚未建立密集的地震监测台网系统,因此在短时间内难以得到较为准确的震中距。与震源距相独立的τpmax和τc两种算法则显得较为实用,其中:τ_c方法略优于τ_p^max方法,同时能较好地满足地震预警系统的精度要求,因此推荐使用τc方法应用于云南地区地震预警系统中的快速震级估算。     

山东乳山震群重复地震P波频散衰减特征分析

利用波形互相关方法识别乳山震群中的重复地震,挑选一组在时间上跨越2015年5月22日M_L 5.0地震的重复地震序列（repeating earthquake sequences,RES）,利用测算单台直达P波第一个周期信号频散衰减特性的方法,估算乳山震群震源区介质品质因子,结果显示,不同路径下Q_m值随时间的变化形态基本一致,即此次M_L 5.0地震前Q_m值升高,临震及震后Q_m值下降并恢复至震前水平。同时,通过对震源区近场及远场应力状态的相关性分析,认为此次M_L 5.0地震发生在远场作用下区域构造应力状态调整过程中,与区域构造的介质状态、断层分布、速度结构密切相关。     

震级新国标实施前后中强浅源地震速报震级差异的分析对比

目前震级新国标拟在中国地震震级测定中开始使用。 为系统评估震级新国标对中强浅源地震的速报震级影响, 基于2001—2017年中国大陆发布的5级以上浅源地震速报目录, 本文系统分析了新国标宽频带面波震级与原速报震级的差异, 并与国外面波震级结果以及国、 内外矩震级的结果进行了对比研究。 结果表明: 采用新国标, 国内、 外面波震级对6级以上地震测定结果基本一致, 但5、 6级以上地震的频次分别为原来的80%、 60%左右, 而6.5级以上地震频次差异不大。 国内、 外矩震级测定结果比较一致, 由于国际上目前采用矩震级发布, 而矩震级与面波震级之间存在系统偏差, 因此, 为保持与国际结果一致, 应加快矩震级在地震速报中的应用, 这可能会导致6、 7级地震频次进一步降低。 由于速报震级在实际工作中既有可能采用面波震级, 也有可能采用矩震级, 或两者的结合; 因此, 速报震级仅用于地震信息发布、 地震应急、 科普宣传等社会应用, 如果使用震级进行科学研究、 地震活动性统计等专业应用研究, 最好统一使用一种标度, 即面波震级或矩震级。     

中国大陆地区MS ≥ 5.0地震灾害生命可接受风险标准研究

地震灾害可接受风险水平反映了社会对地震灾害的风险认知。本文基于1991年～2020年中国大陆地区M_S≥5.0地震灾害数据,分析地震灾害的时空分布特征,并在此基础上应用F－N曲线法构建不同震级的地震灾害生命损失概率分布函数,进而绘制出灾害可接受风险曲线,以此确定出地震灾害生命可接受风险标准。研究结果表明:中国大陆地区M_S≥5.0地震活动、灾害次数、成灾率和致人员死亡的成灾率分别在2008年、2003年、2011年和1996年表现出高值,在空间上M_S≥5.0地震和地震灾害集中分布在西部地区。M_S5.0～M_S5.9、M_S6.0～M_S6.9和M_S≥5.0地震灾害致1人死亡概率分别超过6.19×10^－6/a、1.37×10^－5/a和1.62×10^－5/a为不可接受风险,M_S≥7.0地震灾害致4人死亡的累计概率超过1.96×10^－5/a为不可接受风险,而M_S5.0～M_S5.9、M_S6.0～M_S6.9、M_S≥7.0和M_S≥5.0地震灾害导致死亡人数分别超过8人、44人、2417人和2468人的年死亡概率为任意值均是不可接受的。该研究结果可以为我国地震灾害风险评估与管理、灾害保险费率的厘定以及灾害教育的开展提供一定的理论和实践依据。     

2017年琉球群岛6级地震前佘山地震台应变观测异常

2017年5月9日琉球群岛6级地震发生前,佘山地震基准台YRY-4型钻孔应变仪的2个观测分量S₂、S₄,在M₂波潮汐因子分析中表现出明显的趋势异常。通过实地调查排除环境、气象干扰,对应变与气压观测曲线的M₂波潮汐因子γ值进行对比及量化分析,认为应变分量观测异常非环境干扰造成,应与琉球群岛6级地震发生有关。     

地震力标度及其在华北地区的应用

讨论了华北地区中强地震前地震力标度的时空变化特征, 首先介绍了地震力标度的物理意义, 给出了由传统经验公式推导出的地震力标度σ值的计算方法, σ值是一个表征地震时震源处断层平均驱动力的物理量, 基于地震波能量推导得到, 介于地震频度和能量之间, 根据经典通用的经验公式, 地震力标度σ值与震级M_L存在lgσ=1.14M_L+6.22标度关系; 结合华北地区(34°~42°N ; 110°~124°E; )地震活动的特点, 利用1980年以来2500多次3级以上地震, 研究了M_S≥5.0中强震前σ值的变化规律, 结果发现该指标能客观反映地震活动的增强与平静。 中强地震前存在σ值高值异常, σ值有由低转高, 在高值点发震的特征。 空间上σ值的分布与地质构造、 地震带和强震孕育过程有关, 中强震前地震力标度σ值有成片增加的过程, 对中强地震预测有一定的指导意义。     

地震预警PGV-Pd关系参数的距离分段特征

地震预警系统需要在破坏性的地震波到来前快速估算地震参数和地震动参数,以对可能出现的地震灾害进行预测,对重要工程、人员密集区域发布警报信息.以Pd估测PGV的方法是地震预警研究涉及的一种重要问题,该方法利用初至P波触发后前几秒的峰值位移(Pd)对最终地震动峰值速度(PGV)进行估算,以满足预警的需要.本文对2016年在日本发生的熊本地震及其前震、余震的震中距100km以内、矩震级大于4级、井下基岩PGA5cm·s~(-2)和地表PGA20cm·s~(-2)的Kik-net强地震动记录进行处理分析,用于研究以Pd估测PGV的方法.将获得的强地震动数据按震中距从0~100km平均划分为5个区段,在记录时间3~10s范围内将Pd的计算取8个时间窗,分别对每个震中距区段、每一个Pd的时间窗下的PGV-Pd数据进行线性拟合,最终提出了一套应对不同震中距对位移幅值连续追踪测定PGV的算法.对每一个震中距区段的研究表明,震中距会对PGV-Pd关系产生影响.对5次地震进行验证分析,认为基于基岩记录估测基岩PGV的准确度高于基于地表记录估测地表PGV的准确度;对震中距进行分段的PGV估测方法准确度高于不考虑震中距因子的估测方法.最后拓展了将井下基岩Pd估测井下基岩PGV这种原地地震预警方法,使其能够为异地P波预警方法服务.