苏门答腊岛8.7级地震对我国南北地震带地震形势的影响

分析了苏门答腊8．7级地震对我国南北地震带尤其是川滇地震活动和前兆观测的巨大影响，以及历史上从印度安达曼到印度尼西亚苏门答腊区域的巨大地震与中国大陆西部尤其是南北地震带强震的关系。结果表明：这次苏门答腊8．7级地震对南北地震带地震活动和前兆观测的影响巨大；历史上安达曼—苏门答腊区域的巨大地震与中国大陆西部尤其是南北地震带强震存在较短时间尺度的呼应相关。     

印尼苏门答腊西8.7级地震的几个特点及由其引发的一些思考

分析总结了印尼苏门答腊西8．7级地震的几个特点：(1)板缘特大地震;(2)引发海啸,受灾范围特别大,成灾的瞬间突发性却不如内陆地震明显;(3)在远处出现“湖面波动”等同震现象突出;(4)震前全球地震活动出现异常图像;(5)安达曼弧一带与川滇地区强震活动存在相关性。并由此提出了：尽快加紧地震海啸预警机制研究及其技术系统的建立;加强地震预测预警机制研究;要重点研究川滇地区的地震危险性;强化防震减灾科普宣传等建议。     

地震空间分布非空网格数的统计分布及地震活动增强-平静的定量检测l

以华北地区1980——2010年资料为例,以单位边长的网格覆盖研究区,考察中小地震空间分布非空网格数的变化．网格尺度足够小则非空网格数趋于该时段的地震数,网格尺度足够大则非空网格数为1．实际资料显示,当空间网格尺寸大于0.5deg;之后,对结果稳定性的影响逐渐减弱．中小地震空间分布非空网格数的变化与ldquo;背景rdquo;地震活动的空间扩展（增强）或收缩（平静）有关．不同网格尺寸条件下的非空网格数有基本一致的变化趋势,可能间接反映了区域应力的短时扰动或起伏．小地震有更高的丛集特性,随着震级下限的提高,不同网格尺寸非空网格数之间差异逐渐变小．华北地区小震活动非空网格数的频次分布符合统计正态分布,因而给定置信概率、依据正态分布密度函数可计算非空网格数的ldquo;正常rdquo;分布范围,超出此范围的数据可视为异常．统计显示,就华北地区而言,中小地震非空网格数ldquo;平静rdquo;型异常的预测效率最低,ldquo;增强rdquo;型异常具有最高的报警对应率,而同时考虑ldquo;增强rdquo;及ldquo;平静rdquo;的异常判据则具有最高的预报评分．这也意味着,华北中强地震前以ldquo;增强rdquo;型的中小地震活动异常为主．研究结果还显示,小地震时空活动格局的改变与后续中强地震似乎具有更强的统计关联特性．      

川滇地区较长时间尺度的地震活动盛衰交替性

通过与更早地震资料的对比, 研究了鲜水河断裂带, 川滇地壳块体东带、 西带, 松潘、 龙门山断裂带以及整个川滇地区较长时间尺度的地震活动盛衰交替性。 结果表明, 川滇东带北段(鲜水河断裂带)、 松潘、 龙门山地震带及川滇西带中段和南段(主要是红河断裂带)的地震活动具有明显的几十到百年尺度的盛衰交替性。 而川滇东带中南段(安宁河-则木河-小江断裂带)与川滇西带北段(金沙江断裂带)在上述地震带的平静期里, 中强以上地震频次明显减少, 但有个别7级以上强震发生。 这样, 整个川滇地区地震活动的盛衰交替性呈现一种比较复杂的阶段性特征: 伴随频繁中强震的强震活跃期与突发强震活动期交替出现。 值得注意的是, 川滇地区从19世纪末开始的伴随频繁中强震的强震活跃期已超过百年, 目前出现长期平静, 应注意进入突发强震活动期的可能性。 根据川滇地区上一个突发强震活动期突发强震的空间分布, 推测未来的突发强震可能发生在南北向断裂带, 或其他方向断裂带与南北向断裂带的交汇部。 文中还对上述统计现象的机理作了简要讨论。     

多方法组合模式对川滇地区强震发生的回溯性检验

使用多方法组合模式对川滇地区近年来的强震进行回溯性检验,并尝试给出川滇地区组合预测的最佳参数模型。首先采用图像信息(PI)法进行全面扫描,从长期尺度上找出地震活动异常的地区;然后采用加卸载响应比(LURR)、态矢量(SV)法进一步估计地震发生的中短期可能;在此基础上使用矩张量加速释放(AMR)法估算地震发生的相关信息。震例研究显示,川滇地区2012-01-01—2014-12-31期间共发生M5.5地震13次,除2013年8月31日云南中甸地震外,其余12次地震均发生在组合方法最终划定的危险区内,且时间、震级也基本一致。这一研究结果表明,相对于单一算法,将不同前兆方法适当组合能够更加明确地为未来地震危险性评估提供信息和约束。     

兴都库什—帕米尔—新疆中南部地区PI算法的回溯性研究

为考察基于地震统计物理的图像信息学PI算法是否适用于兴都库什、帕米尔和新疆中南部地区的强震预测,并考察地震活动特征,将兴都库什—帕米尔—新疆中南部地区作为一个研究区整体,对该地区1995~2009年的MS6.5以上强震进行了回溯性预测研究。设定截止震级Mc为完整性震级MW4.9,空间网格间距为0.4°×0.4,°时间滑动步长为120天,选取10年尺度的"异常学习时间窗"和3年尺度的"预测时间窗",分别对5个时间段进行计算。利用ROC图表法作为统计检验工具,使用R I算法作为预测结果参照的"零假设"。计算结果表明,PI算法远优于随机预测,可适用于该地区MS6.5以上强震的预测,但PI与RI算法的预测效果差距不大。这一方面说明该地区强震活动可能具有丛集性特征,另一方面,背景地震活动的非平稳性可能是造成PI算法与RI算法效果接近的原因。     

川滇地区强震孕育过程中的中等地震动态演化特征

引用有关地震活动的频度面积S值方法^[1],对川滇地区1970年以来6．7级以上强震前后的中等地震活动进行研究,发现强震的S值在震前和震后的异常变化特征既有共性又有个性。共性主要表现为：在震前S值异常为高值或低值异常,震后下降或上升;对特定区域研究发现,滇西南地区强震的孕震区中等地震活动的S值震前异常主要为高值,而滇西地区强震孕震区中等地震活动的S值震前异常主要表现为低值。表明对川滇地区强震孕震区中等地震活动的频度面积S值方法的动态追踪,利用其变化规律可以为强震的预测预报提供一定的判定指标。     

基于地震活动性的强震中长期预报的三种新方法

本文介绍基于地震活动性的强震中长期预报的三种新方法，即自助统计，Ｓｏｍｐｉ谱分析及模糊时空分维。对川滇地区一些强震的震例分析检验结果表明，这三种新方法可在数年期的强震中长期预报中发挥一定的作用。     

芦山7.0级地震前川滇地区中等地震密集活动

通过分析川滇地区12组4~5级地震密集活动及其对应强震的时空关系,研究结果表明:中等地震密集活动中的最大地震震级与后续强震震级不相关;对应地震与密集活动的时间间隔多在半年内;利用4、5级地震密集活动作为M≥6.7地震1年尺度的预报异常,预报效能R值为0.258 5;在云南地区,强震多发生在密集地震集中区,而四川的强震多发生在4、5级地震不活跃区。     

印尼苏门答腊MW9.0级地震对全球及中国大陆地震趋势影响研究的反思

本文对2004年12月26日印尼苏门答腊以西发生MW9.0级地震后所做的地震趋势预测做了反思,指出:关于全球特大地震近年可能连发,特大地震对几年内世界7级以上地震年频度没有明显影响,但未来几年内7级以上强震可能集中在这次特大地震附近或相关构造上的预测意见是正确的;而有关近年中国大陆及川滇地区可能发生7级强震的预测是错误的;并认为,2001年昆仑山口西8.1级地震释放了已积累的应变可能是这次特大地震不能触发中国大陆及川滇地区发生强震的重要原因。     

图像信息学(PI)算法计算参数优化分析——以山东及相邻地区为例

图像信息学(PI)算法已经成为了地震较活跃地区研究中长期地震危险趋势的重要算法,近年来已被应用于多个国家和地区的地震预测工作中.为进一步探索PI算法在地震活动相对较弱地区的预测效能以及其对地区性差异的依赖情况,本文以山东及邻区为研究区,通过遍历计算模型中网格大小、预测时间窗起点及长度三种参数下的预测结果,并以定量检验算法效能的"ROC值"为统计检验方法,在目标震级ML4.0、ML4.5、ML5.0情况下分别分析不同参数组合下的预测结果,得到了针对本研究区PI算法对几种参数的依赖关系.进一步选取优势参数分布中的参数组合,以回溯性和"向前"预测两种情况分别给出了在相应预测时间窗口内发生目标地震的"热点"分布,最后针对算法的技术及物理问题进行了讨论.本工作探索了不同计算参数对算法预测效能的影响以及PI算法在地震活动相对较弱地区的适用性,简要讨论了不同震级范围表现出来的自相似特征对算法的影响,可为将算法引入到山东地区的地震危险性研究工作提供参考.     

中长期地震危险性概率预测中的统计检验方法Ⅰ:Molchan图表法

对中长期地震危险性概率预测结果的统计检验是地震预测预报的重要研究内容,采用通用的统计检验方法是促进地震预测理论、模型"无障碍"交流和发展的必要条件.本文通过对青藏高原东北缘地区PI算法和RI算法回溯性预测结果统计检验的实例,介绍了如何运用CSEP计划中已常规采用的Molchan图表法进行地震概率预测统计检验和分析,并分...     

轴对称地层中高分辨率阵列侧向测井信赖域反演法

本文研究轴对称地层中高分辨率阵列侧向测井(HRLA)的多参数信赖域反演方法.首先对前期HRLA的有限元正演方法进行改进,提出基于叠加原理和并行直接稀疏求解器PARDISO的快速正演方案,更适合于反演计算.将HRLA反演问题转化为非线性最小二乘问题,利用信赖域算法求解.为提高反演速度,推导了目标函数对优化参数偏导数的具体计算公式.对典型地层模型,与已有文献中Jacobi预条件共轭梯度法(JCG)计算结果比较,发现PARDIDO比JCG快10倍以上,验证了本文正演程序的正确性与高效性.利用信赖域算法求解了电阻率四参数反演和传统的三参数反演.研究结果表明:并行直接稀疏求解器PARDISO能有效求解此类HRLA正演问题,对6次不同探测深度的测井模拟,所形成的有限元刚度矩阵完全相同,只须进行一次矩阵分解,大大加快了正反演的速度.信赖域算法收敛速度快,且具有全局收敛性.HRLA的信赖域反演结果几乎不依赖于初值的选取,从较差初值出发仍能得到满意的反演结果.另外信赖域算法抗噪能力比较强,即使对测井数据添加信噪比为10dB(甚至5dB)的高斯白噪声,仍能通过反演得到较为准确的地层参数.     

基于等效源的重力异常空间导数计算方法及其在川滇地区的应用

在综合分析前人研究成果的基础上, 采用基于贝叶斯准则的等效源模型滤波增强方法来识别地质体边界。 通过理论模型实验讨论了在相同的噪声水平情况下, 不同算法对于计算结果的影响, 模型实验结果表明, 与直接计算和传统高斯滤波增强技术相比, 新算法可以有效消除传统算法中普遍存在的对于噪声的过度敏感问题, 所得到的地质体边界形态失真更小。 随后, 利用此方法对川滇地区的重力数据进行了处理, 并对该地区的重力水平总梯度(THD)、 重力垂直梯度模(AVG)、 重力解析信号模量(AAS)、 重力水平梯度垂向导数(VGHD)应用效果进行了对比分析。 研究结果提供了川滇地区的构造分区信息, 对该地区构造演化、 边界定位及动力学过程分析具有重要的指导意义。     

用双差定位结果分析华北地区的地震活动

华北地区北部是阴山—燕山隆起区、 华北平原和太行山隆起的交界处, 区域内地震活跃, 北部有张家口—渤海地震活动带(张渤带), 西邻山西地震活动带。 本研究采用双差定位法对华北地区2006—2009年发生的地震进行重新定位, 结果显示, 近年来华北地区的地震主要集中在北部的张渤带上, 总体呈WNW向分布。 震源深度主要集中在0~20 km的中上地壳, 占地震总数的96.3%, 有大约57.5%的地震分布在10 km以上的地壳内。 张渤带东部的唐山地区是该地震带上地震最密集的地区, 地震分布与区域内的断层有密切关系。 华北平原中南部的邢台地区也是地震相对较密集的区域, 定位结果显示, 邢台地区的新河断裂可能深达Moho面, 在该断裂的下方可能存在速度异常体, 把邢台地区西南部的地震活动从空间上隔离成上下两部分。 沿新河断裂的地震分布出现异常, 在深度10 km处, 地震分布由北东向西南逐渐与上部的地震分离, 震源深度逐渐加深, 最深可达30 km左右。     

PI Forecast for the Sichuan-Yunnan Region: Retrospective Test after the May 12, 2008, Wenchuan Earthquake

The May 12, 2008, Wenchuan M _S 8.0/M _w 7.9 earthquake occurred in the middle part of the north–south seismic zone in central west China, being one of the greatest thrust events on land in recent years. To explore whether there were some indications of the increase of strong earthquake probabilities before the Wenchuan earthquake, we conducted a retrospective forecast test applying the Pattern Informatics (PI) algorithm to the earthquakes in the Sichuan-Yunnan region since 1992. A regional earthquake catalogue complete to M _L 3.0 from 01/01/1977 to 15/06/2008 was used. A 15-year long ‘sliding time window’ was used in the PI calculation, with ‘anomaly training time window’ and ‘forecast time window’ both set to 5 years. With a forecast target magnitude of M _S 5.5, the ROC test shows that the PI forecast outperforms not only random guess but also the simple number-counting approach based on the clustering hypothesis of earthquakes (the RI forecast). ‘Hotspots’ can be seen in the region of the northern Longmenshan fault which is responsible for the Wenchuan earthquake. However, when considering bigger grid size and higher cutoff magnitude, such ‘hotspots’ disappear and there is very little indication of an impending great earthquake.     

Pattern Informatics and its Application for Optimal Forecasting of Large Earthquakes in Japan

Pattern Informatics (PI) technique can be used to detect precursory seismic activation or quiescence and make an earthquake forecast. Here we apply the PI method for optimal forecasting of large earthquakes in Japan, using the data catalogue maintained by the Japan Meteorological Agency. The PI method is tested to forecast large (magnitude m ≥ 5) earthquakes spanning the time period 1995–2004 in the Kobe region. Visual inspection and statistical testing show that the optimized PI method has forecasting skill, relative to the seismic intensity data often used as a standard null hypothesis. Moreover, we find in a retrospective forecast that the 1995 Kobe earthquake (m = 7.2) falls in a seismically anomalous area. Another approach to test the forecasting algorithm is to create a future potential map for large (m ≥ 5) earthquake events. This is illustrated using the Kobe and Tokyo regions for the forecast period 2000–2009. Based on the resulting Kobe map we point out several forecasted areas: The epicentral area of the 1995 Kobe earthquake, the Wakayama area, the Mie area, and the Aichi area. The Tokyo forecast map was created prior to the occurrence of the Oct. 23, 2004 Niigata earthquake (m = 6.8) and the principal aftershocks with 5.0 ≤ m. We find that these events were close to in a forecasted area on the Tokyo map. The PI technique for regional seismicity observation substantiates an example showing considerable promise as an intermediate-term earthquake forecasting in Japan.     

One-Dimensional qP-Wave Velocity Model of the Upper Crust for the West Bohemia/Vogtland Earthquake Swarm Region

The western part of the Bohemian Massif (West Bohemia/Vogtland region) is characteristic in the relatively frequent recurrence of intraplate earthquake swarms and in other manifestations of past-to-recent geodynamic activity. In this study we derived 1D anisotropic qP-wave model of the upper crust in the seismogenic West Bohemia/Vogtland region by means of joint inversion of two independent data sets - travel times from controlled shots and arrival times from local earthquakes extracted from the WEBNET seismograms. We derived also simple 1-D P-wave and S-wave isotropic models. Reasons for deriving these models were: (a) only simplified crustal velocity models, homogeneous half-space or 1D isotropic layered models of this region, have been derived up to now and (b) a significant effective anisotropy of the upper crust in the region which was indicated recently by S-wave splitting. Both our anisotropic qP-wave and isotropic P-and S-wave velocity models are constrained by four layers with the constant velocity gradient. Weak anisotropy for P-waves is assumed. The isotropic model is represented by 9 parameters and the anisotropic one is represented by 24 parameters. A new robust and effective optimization algorithm - isometric algorithm - was used for the joint inversion. A two-step inversion algorithm was used. During the first step the isotropic P- and S-wave velocity model was derived. In the second step, it was used as a background model and the parameters of anisotropy were sought. Our 1D models are adequate for the upper crust in the West Bohemia/Vogtland swarm region up to a depth of 15 km. The qP-wave velocity model shows 5% anisotropy, the minimum velocity in the horizontal direction corresponds to an azimuth of 170°. The isotropic model indicates the V_P/V_S ratio variation with depth. The difference between the hypocentre locations based on the derived isotropic and anisotropic models was found to be several hundreds of meters.     

Determinations of directions of the mean stress field in Sichuan-Yunnan region from a number of focal mechanism solutions

Introduction With the model of double couple point source, both orientations of the T, B, and P axes of a single focal mechanism solution and parameters of the two nodal planes may be determined. The focal mechanism solution under ″the model of the best double couple″ can also be given by seis- mic moment tensor, such as those provided by Harvard CMT solutions. The orientations of the T, B, and P axes from one earthquake are associated with the released stress, but they cannot be re- gar…