旋转地震学的近期进展

引言 旋转地震学是一个新兴研究领域,涉及到由地震、爆破、周围振动引起的旋转运动的所有方面。最近的两篇专题论文（Teisseyre et al,2006;Teisseyre et al,2008）和美国地震学会会刊（BSSA）《旋转地震学与工程应用》专辑（Lee,Celebi et al,2009）都属开山之篇。     

旋转运动在地震学中的应用概述

旋转地震学是研究由天然地震、爆破和周围环境振动引起的地面旋转运动的新兴学科。对于它的研究不仅有助于对质点运动(平移运动、旋转运动和形变)进行完整的描述,而且对广义地球物理学,如强地面运动地震学、地震工程学、地震物理学、地震仪器等的研究也有重要指导意义。本文系统介绍了旋转运动在地震学中4个方面的应用。首先,介绍基于平移运动和旋转运动的共同测量,得出了计算远震瑞利波和勒夫波相速度的理论公式,并以西伯利亚地震为例,得出台站附近的相速度结构;其次,利用环形激光仪仅对地震SH波敏感的特性,分离P波和S波,分辨海洋噪声和面波,确定海洋噪声的反方位角;然后,介绍利用旋转传感器对自由振荡的长周期环形模式的观测;最后,对包含旋转观测量的多参数反演问题的重要性和实用性进行了阐述,并分析了旋转地震学研究现存的问题。     

沿台湾梅山断层观测地面旋转和平移运动的台阵布设:进展报告

对日本(Takeo,1998)和台湾地区(Huang et al,2006;Liu et al,2009)的地震近场测量显示,地面旋转运动的测量值比经典弹性理论得到的预期值高出很多倍。为了在地震学和地震工程学层面上研究近场地震的细节,台湾气象机构(CWB)在台湾嘉义中正大学布设了4套仪器,正在监测一个多世纪前的1906年曾发生过大地震的梅山活断层的地面旋转和平移运动。这次观测布设的仪器是:(1)在自由场地32个测点的地震台阵;(2)在大楼内32个测点的地震台阵;(3)带有宽频地震计和加速度计的6通道仪器;(4)带有加速度计和外设旋转速度传感器的6通道仪器。本文是有关该台阵布设的进展报告。虽然从2007年12月12日到2008年7月3日,所布设的4套仪器中的一套或多套已记录到24次近震,但我们仍在对设备进行升级,改善现场观测。     

BSSA《旋转地震学与工程应用》专辑简介

旋转地震学涵盖了由地震、爆破和环境震动引起的旋转的所有方面。它作为研究前沿的出现由两篇专题论文和美国地震学会会刊（BSSA）的《旋转地震学与工程应用》专辑所说明。旋转地震学会使包括地震学、地震工程学和大地测量学各种分支的研究人员以及循爱因斯坦1916年的预测使用陆基观象台探测天文学源重力波的物理学家感兴趣。     

综述:台湾地区爆破和近震地面旋转运动观测的进展

已成功地测量到由大震引起的远场地面旋转运动,其观测结果与经典弹性理论计算结果基本吻合。然而,最近日本和中国台湾地震的近场旋转测量结果却比经典弹性理论预测值大10～100倍。1999年台湾集集地震(Mw7.6)的近场强地面运动记录显示沿长达100km破裂的地面运动极其复杂,因此,要想从加速度数据的二重积分得到合理的位移值则必须进行随机基线校正。因为旋转运动会对地球重力场产生扰动,进而影响到加速度观测,所以我们在台湾开展了相应的对地面旋转运动的观测研究。有3篇文章描述了台湾地区地面运动旋转的观测结果:(1)HGSD台站的观测结果(Liu et al,2009);(2)台湾综合地球动力学研究(TAIGER)项目的两个爆破在N3台站的观测结果(Liu et al,2009);(3)中正大学(NCCU)校园的观测结果(Wu et al,2009)。此外,Langston等(2009)给出了对台湾综合地球动力学研究爆破数据的分析结果。如前面几位作者指出的那样,我们发现台湾地区近震峰值旋转速率(PRR,单位mrad/s)和峰值地面加速度(PGA,单位m/s2)之间存在线性关系,这个关系式为:PRR=0.002+1.301PGA,其相关系数为0.988。     

本专辑编者的话及主要内容简介

为了便于查考上一年国内外地震学研究工作的重要进展及对地震界影响较大的事件,本刊试行编辑了这一期“《国际地震动态》1980年大事综述专辑”。我们邀请了地震学界有关方面的地震学家和地震科技工作者为本刊撰稿,选取了其中约30篇。虽然我们事先征求了有关方面的意见,但仍难免漏掉某些重要事件或有些内容选得不够恰当。为了今后进一步编好这种专辑,使其内容不断完善,希望读者提出宝贵的改进意见。本期内容有以下几个方面:第一,关于地震研究的方向任务,其中包括《中国地震预报科学战略》一文,提出一边研究、一边预报,围绕地震预报选择研究课题,理论与实际相结合,以物理方法和原理为基础,逐步解     

“《国际地震动态》文集之三、之四、之五:国际震磁研究、国际地震学实验研究、国际地震预报警报和地震对策研究”将分别出版并征订发行

《〈国际地震动态〉文集之三:国际震磁研究》、《〈国际地震动态〉文集之四:国际地震学实验研究、国际地震学及地球物理学协会(IASPEI)区域性学术讨论会综述专辑》和《〈国际地震动态〉文集之五:国际地震预报警报和地震对策研究》三个文集,将由国家地震局地球物理研究所《国际地震动态》编辑部编辑,科学技术文献出版社分别出版,并由新     

国际地磁学与高空物理学协会和国际地震学与地球内部物理学协会学术大会在河内举行

20 0 1年 8月 2 0～ 3 1日 ,国际地磁学与高空物理学协会 ( International Association ofGeomagnetism and Aeronomy,IAGA)和国际地震学与地球内部物理学协会 ( InternationalAssociation of Seismology and Physics of theEarth' s Interior,IASPEI)联合学术大会在越南河内举行。这是 IAGA和 IASPEI组织的第一次联合学术大会。这次大会的 IASPEI方面包括 8个主题 :( S1 )地震震源与地震预测 ;( S2 )地震构造学 ;( S3 )强地面运动与地震灾害 ;( S4)地球内部构造与动力学 ;( S5)地球物质的物理学与化学 ;( S6)地震观测与解…     

中国地震学会第二届地震学专业委员会第一次会议暨学术讨论会简讯

1985年11月19—22日,在安徽省歙县召开了中国地震学会第二届地震学专业委员会第一次会议暨学术讨论会。参加会议的有本届地震学专业委员会委员和与会代表共83人(包括列席7名)。会上宣读了51篇学术论文,其中包括12篇介绍本学科各方面进展的综述。      

利用强震数据获取汶川地震近断层地面永久位移

利用汶川地震中得到的靠近映秀—北川主断裂的64个强震台站的三分量记录数据, 对加速度记录进行基线校正的基础上获取近断层地面运动的永久形变位移, 并将由强震记录获取到的地面位移结果与GPS观测到的同震位移进行对比分析, 研究汶川M_S8.0地震的近断层地面运动的位移特征. 结果表明: ① 在靠近映秀—北川主断层的上盘和下盘, 东西相向的地面运动非常剧烈. 下盘的51SFB, 51MZQ和51JYH台东西向位移均为负(即地面运动向西), 其中51SFB台位移量最大, 达到1.49 m; 上盘的51WCW台位移向东, 位移量为1.26 m. ② 地面运动的位移分布主要表现为以龙门山断裂带的映秀—北川断裂为核心的相向运动, 东西方向上的永久位移要大于南北方向. 从断层机制上来讲, 断层的错动以逆冲运动为主(即逆冲位移要大于走滑分量的位移), 这与震源机制反演及地质考察的结果一致. ③ 大的地面永久位移集中分布在以龙门山断裂带为中心的狭长范围内, 离开发震断裂地面位移的衰减很快. 相比而言, 在发震断层的下盘一侧(即四川盆地)的地面位移的衰减比上盘一侧明显要快.      

利用强震数据获取汶川地震近断层地面永久位移

利用汶川地震中得到的靠近映秀-北川主断裂的64个强震台站的三分量记录数据,对加速度记录进行基线校正的基础上获取近断层地面运动的永久形变位移,并将由强震记录获取到的地面位移结果与GPS观测到的同震位移进行对比分析,研究汶川Ms8.0地震的近断层地面运动的位移特征.结果表明:①在靠近映秀-北川主断层的上盘和下盘,东西相向的地面运动非常剧烈.下盘的51SFB,51MZQ和51JYH台东西向位移均为负(即地面运动向西),其中51SFB台位移量最大,达到1.49m;上盘的51WCW台位移向东,位移量为1.26 m.②地面运动的位移分布主要表现为以龙门山断裂带的映秀-北川断裂为核心的相向运动,东西方向上的永久位移要大于南北方向.从断层机制上来讲,断层的错动以逆冲运动为主(即逆冲位移要大于走滑分量的位移),这与震源机制反演及地质考察的结果一致.③大的地面永久位移集中分布在以龙门山断裂带为中心的狭长范围内,离开发震断裂地面位移的衰减很快.相比而言,在发震断层的下盘一侧(即四川盆地)的地面位移的衰减比上盘一侧明显要快.     

地面运动旋转分量观测综述——以中国台湾地区旋转运动观测为例

旋转地震学是一门全面研究由地震、爆破以及周围环境震动引发的地面旋转运动的新兴学科.随着观测水平的提高及旋转运动研究的深入,旋转运动研究的重要性也逐渐突显出来.目前国际上对于旋转地震学研究较多,而中国大陆地区鲜有文章提及旋转运动观测.本文从3个方面对旋转运动观测进行描述.首先基于经典弹性力学,介绍了旋转运动的基本理论,表明可以通过直接、间接的两种方法获得旋转量.其次介绍了旋转运动观测进展,表明观测技术的发展对旋转运动的观测具有重要影响.最后考虑到中国台湾是旋转运动观测研究较早并且较为深入的地区,重点介绍了中国台湾地区的观测实例.本文对旋转运动观测进展进行梳理,期望对国内开展旋转地震学观测及研究提供一定的帮助.     

利用P波质点运动估计“中国数字地震观测网络”地震计方位角

新近建成的中国地震台阵(CEArray)由中国国家数字地震台网(CNDSN)、31个区域地震台网以及几个小孔径台阵构成,台站总数逾千,其中宽频带台站850多个。这一巨大台阵的建成为日常的地震活动监测及窥探地球内部结构提供了前所未有的契机。许多现代地震学研究都要进行垂向和水平分量的旋转,用以分离不同类型的地震波。因此两个水平分量的方位信息构成了正确旋转的关键。我们分析了CEArray台阵记录到的远场P波质点运动,并用以估测每个台站的BHN分量方位角。我们提出了一种基于信噪比的多事件方法来获取最佳方位角,可以很好地解释台站记录的P波质点运动特征。该方法可以给出方位角的稳健估值,包括基于背景噪声水平的误差。我们发现近1/3台站存在不同程度的方位角相关问题,包括水平分量方位角偏差、分量命名错误、以及单个或多个分量的极性反转等。这些问题在基于旋转的地震学分析中必须要慎重考虑。     

零讯

首次由中国地震学会和日本地震学会联合发起和组织的中日地震学术讨论会将于1989年5月28—31日在北京召开。这次学术讨论会的目的是交流中日两国地震学者近年来地震学研究的最新成果,讨论地震学研究的现状和发展趋势,探讨中日两国地震学会在地震研究领域内开展合作研究的课题和途径,扩大和增进两国地震学者的友好交往。这次学术讨论会研讨的内容较广,涉及到地震学研究的各个主要领域,包括:地震预测;地震波传播和震源物理的理论、观测和实验研究;强地面运动的预测、地震区划;地震     

美国地质调查局的抗震设计及工程研究

工程地震学美国地质调查局地震灾害减轻计划的工程地震部分负责:(1)协调和管理全国强震台网,以收集、处理和传播地震的强地面运动资料;(2)发展已改进的方法,以估计和预测地震的地面运动。由破坏性地震引起的强地面振动及人工结构物的相应反应的仪器观测结果,为估计未来地震的振动强度、抗震设计及认识地壳内孕震破裂的物理过程提供了依据。这些资料已被地学和工程学界的研究人员所采用,还被建筑师和设计工程师用于建筑物、桥     

光纤振动传感之一:旋转测量技术及其地震学应用

地震波场可分解为三分量平动和三分量旋转运动.旋转分量包含重要的波场梯度信息,是地震波场重建的关键要素,但过去由于缺乏稳定的高灵敏度旋转测量仪器,它在不同的地震学应用中常被忽略.光纤旋转地震仪是率先打破测量仪器缺乏困境、最先实现商业化的旋转地震仪,也是目前最有发展前景的地震波旋转直接测量设备.光纤旋转地震仪基于Sagnac效应,并依托成熟的光纤陀螺技术实现振动的旋转分量测量.它具有纯光电传感不受平动影响的测量优势;并且能够在高灵敏度和宽频带旋转测量的基础下实现设备的小型化,有利于旋转测量的应用推广.因此,光纤旋转地震仪和传统的地震仪将形成互补,实现旋转和平动六分量(6C)的观测,更好地提取地震波场特征,提高振动监测能力,有效改善震源过程反演、地下结构成像和地震破坏机理研究等应用.本文主要介绍光纤旋转测量的基本原理、旋转地震学的应用及其潜在应用前景.     

《矿山地震学研究与进展专辑》索引

《矿山地震学研究与进展专辑》是由地震部门和煤炭部门专家共同编辑的一本介绍微震学在矿山应用方面的文集。该文集收录了８个国家利用地震学研究矿山震动和冲击地压（岩爆或矿山冲击）的多项成果；比较广泛地介绍了国外在矿山地震及其安全防治方面的研究进展及国内的研究动向。但因经费原因，该文集未能公开出版。为了更好地发挥这些研究成果的借鉴作用，特编辑了这本《索引》，供采矿专业与地震界的科研人员查阅。本专辑作为《矿山地震学研究与进展专辑》的文献索引，共收录了国内外论文５８篇，其中，提供了国外３８篇论文文献的题目、作者、摘要、代码、目录、图题、表题、出处、原题和译（校、审）者等１０个条目；国内文献系最近一二年和即将发表的研究成果。该索引还收录了３篇对矿山地震学的学科发展颇有见解的“序”。     

六分量弹性波场数值模拟与分析

地震波传播过程中,质点的振动不仅包括三个独立的平移部分,还包括三个独立的旋转部分.本文基于一阶速度-应力弹性波方程,采用分裂完全匹配层(SPML)的吸收边界条件,推导了时间导数二阶精度和空间导数高阶精度的交错网格有限差分格式的弹性波速度与应力各分量计算公式,模拟了各向同性介质中均匀模型和层状模型下的六分量波场,并对二维各向同性层状模型下的三个分量地震记录做高分辨率线性拉东变换得到各自的频散能谱.数值模拟分析结果表明:(1)旋转分量的能量要比平动分量弱的多;(2)在平动分量上,面波能量强,频率低,反射P波能量较强,反射S波能量稍弱;在旋转分量上,反射P波能量很弱,S波能量强;(3)与平动分量相比,旋转分量的频散能谱效果更好,能看到基阶和完整的高阶面波,即旋转分量能反映更多的地下介质信息.     

强地面运动地震学

引言强地面运动地震学主要研究对人类伤亡和财产损失构成威胁的振幅范围内的地震地面运动。由于事先不能预报强地面运动的发生,同时由于任何地区的较大地震的间隔时间由几十年至几千年不等,故强地面运动资料都通过触发记录的仪器记录,并通常应在重要记录期间妥为保存,以供随时取用。因此,强地面运动的资料很少。由于工程上需要强地面运动资料用于估算未来的地面运动,所以,强地面运动地震学的范围包括震源理论和地震学领域内其它能为用有限资料作出最佳可能估计提供有用     

国际地震学与地球内部物理学协会亚洲区域大会学术研讨会概述

国际地震学与地球内部物理学协会（ＩＡＳＰＥＩ）亚洲区域大会于１９９６年８月１～３日在中国唐山市举行。来自亚洲和南太平洋地区共２９个国家的代表出席了这次会议。大会收到来自４０个国家和地区的论文摘要２８４篇，其中大会宣读的为１５９篇，展示的７６篇。论文的内容涉及当今地震学与地球内部物理学的各个领域，包括地震前兆和地震预报、震源物理、强地面运动和地震危险性评价、地震波传播与层析成像、地热和火山，亚洲和南太平洋地区近期灾害性地震、地震构造与空间大地测量、板块俯冲过程、诱发地震以及地震的社会影响，等等。