基于E-FAST法分析海啸波高对潜在海啸源参数的敏感性

以马尼拉海沟的北断层发生M_W8.0地震在南海引发海啸为假想的模拟情景, 利用E-FAST法定量分析了COMCOT海啸数值模型输出(最大海啸波高)对震级, 震源深度, 震中位置和断层走向、 倾角、 滑动角等震源参数的敏感性, 以及各震源参数间的交互效应对最大海啸波高的影响. 结果表明, 观测点B₁( 20.1°N, 119.4°E)、 B₂(18.4°N, 118.1°E)和B₃(13.5°N, 117.6°E)的最大海啸波高都对震级十分敏感, 对震中位置、 断层走向和倾角较为敏感. 敏感的震源参数在影响上述3个观测点的最大海啸波高时, 与其它震源参数产生了较强的交互效应. 但是对于不同的观测点, 各震源参数的重要度排序则存在一定的差异. 该分析结果有助于更好地认识海啸波高与潜在海啸源参数之间的关系.      

南中国海区域海啸预警中心地震监测系统

简要介绍了南中国海区域海啸预警与减灾系统的建设和发展历程,同时重点阐述了地震监测系统构成及其基本功能。作为重要组成部分,地震监测系统通过地震数据的实时汇集、存储、自动处理和分析,并结合人机交互方式实现了地震定位、震源机制解和有限断层模型反演。实际应用表明,地震监测系统对全球6.0级以上地震定位时间不超过8 min,在震后10—15 min内完成W震相方法快速反演海底强震震源机制解,在震后短时间内完成有限断层模型反演,为海啸预警提供快速、准确、可靠的地震基本参数和震源特征参数。      

全球重大环境事件扫描(2011)

日本强震引发海啸与核泄漏北京时间2011年3月11日13时46分,日本东北部宫城县以东太平洋海域发生里氏9.0级地震,震源深度30公里。震后三天内连遭170多次5级以上强余震,共计14704人遇难、10969人失踪。东京有强烈震感,民众纷纷从楼层中跑出。日本气象厅发布了海啸警报,地震引发约10米高海啸,海啸警报扩展至整个太平洋。日本福岛第一核电站发生核泄漏,日本政府紧急疏散周围10公     

利用连续重力观测约束2014智利Iquique地震的震源机制解

2014年4月1日,智利北部Iquique地区近海发生MW8.1地震,地震发生之后,国际上一些著名的地震科研机构和学者采用不同的数据和方法计算得到此次地震的震源机制解,但这些结果存在较大差异.地球长周期自由振荡的振幅主要依赖于地震矩的大小及地震断层的破裂方式,可以很好地约束地震震源机制.因此,本文根据2014年Iquique地震现有的6个不同震源机制解模拟计算了该地震激发的自由振荡信号,并与全国连续重力台网中16个弹簧重力仪的观测结果进行比对,基于1.5~5.3mHz的球型简正模分析和约束了Iquique地震的震源机制解.研究发现,基于美国地质调查局WPhase Moment Tensor Solution反演的震源机制解的自由振荡模拟值与实际观测符合最好,其相应的震级能较好反映Iquique地震释放的总能量,而利用海啸数据反演的标量地震矩偏小,联合远场和近场长周期观测数据反演可显著改善震源机制解.另外,还基于格尔木重力台站的模拟值与观测值定量分析了不同震源机制解参数对自由振荡振幅的影响.结果表明地震的标量地震矩M0对自由振荡振幅的影响最大,而断层走向、倾角、滑动方向角和震源深度对自由振荡的振幅影响相对较小.     

2021年5月漾濞MS6.4地震序列发震机理的应力分析

为了从应力的角度解释2021年5月漾濞M_S6.4地震序列的发震机理,本文开展了包括刻画断层结构,反演震源区应力场,研究应力场对断层的加载作用以及地震序列中较大地震对断层活动的库仑应力影响等4个方面的研究,具体的认识为,(1)相比于前人工作中利用区域台阵定位结果刻画的断层结构,结合布设在漾濞震源区的实时地震监测台阵捕捉的7905个余震位置和沿断层均匀分布的16个M3.5以上地震的震源机制,我们刻画了漾濞地震序列发震断层的精细结构：漾濞地震序列最主要的特征为NW向和NE向两组断层共同破裂,NW向断层为右旋走滑破裂,NE向断层为左旋走滑破裂;(2)利用震源区1°×1°范围内的90个历史震源机制反演了震源区的背景应力场,得到震源区为近南北向水平挤压,东西向水平拉张的走滑型应力状态,应力方位的不确定度很小,而主应力相对大小(R)的不确定度很大,为0.2～0.8;(3)分析了漾濞地震序列两组发震断层的稳定性,发现两组发震断层均为应力场作用下最易失稳的断层.此外,发生在两组断层上地震的震源机制分别与两个最易失稳断层的震源机制相似,说明了背景应力对断层行为的控制作用;(4)两组断...     

晋冀蒙交界地区应力场时间演化特征

正利用区域地震台网的垂直向Pg、Sg最大振幅比资料与Pg初动测定晋冀蒙交界地区ML≥2.0的震源机制解,得到2007年1—12月晋冀蒙交界地区的震源机制解共382个。由震源机制的P、T、B 3个应力轴的倾俯角的最大值,判断震源机制破裂类型的归属,将震源机制类型分为正断层、逆断层、走滑断层、过渡型等4种破裂类型。统计结果显示:正断层型地震159次,占41.6%;走滑断层型地震171次,占44.8%;逆断层型地震30次,占7.8%,过渡型地震22次,占     

1950年察隅8.6级巨震序列的时空分布特征

1950年8月15日西藏发生8 6级巨大地震.经重新测定这次巨震序列的震源参数,推断出西藏察隅M8.6主震的震源断层,结合余震分布、极震区分布、震源机制、地震条带和活动断层相互验证了震源断层的科学合理性.     

汶川Mw7.9和集集Mw7.6地震前应力场转换现象及其可能的前兆意义

2008年四川汶川Mw7.9地震和1999年台湾集集Mw7.6地震均为挤压推覆构造环境下发生的板内逆断层型地震.通过对比分析2次地震前的CMT解、震源区附近的中小地震震源机制解及其反演的应力场可知,集集地震主震震源机制解与用台湾内陆中西部的CMT解反演得到的逆断层类型构造应力场吻合,而在主震前震源区附近中小地震震源机制...     

1995年7月河北沙城地震群的震源断层

利用在怀来附近布设的中－欧合作小孔径数字化地震台网的资料,以相对定位法测定了１９９５年７月河北沙城地震群５４个地震的震源机制。从三维空间上分析了沙城震群的震源位置,震源机制,认为震源断层是ＮＥ向高倾角右旋走滑断层,并将其与宏观调查结果,地质活断层等作了对比。研究后认为：沙城震群发生在地壳浅层ＮＥ向地质断层延伸和扩展的新破裂上,属于现代地壳应力场作用下浅层断层延伸和扩展的新破裂上,属于现代地壳应力场     

结合波形互相关的双差定位方法在广西北流 ——广东化州5.2级地震序列中的应用

基于广东地震台网记录的地震观测报告和连续波形数据,应用双差地震定位算法,对2019年10月12日广西北流-广东化州M_S5.2地震序列进行重新精确定位。重新定位后结合震源分布和震源机制解发现:发震断层沿NWW方向展布,跨度约3.5 km,破裂深度4～10 km。震后25 h内的余震基本沿断层方向分布,有部分沿破裂面向深处发展。之后的余震有向地表、向北东向发展的趋势,根据震源深度剖面分布判断断层的倾角约75°。与震源机制解的断层形态基本一致。     

利用流固耦合模型模拟地震和海啸全过程

海底地震引起的海啸过程在力学上是一个流固耦合问题。地震引起的海底变形会影响流体的运动,流体运动会影响地震引起的海底变形。海啸的数值模拟,通常采用浅水波控制方程,把地震引起的海底变形作为海啸波动的边界条件或初始条件,不考虑它们之间的相互作用。本文采用势流体的流固耦合有限元方法模拟了地震和海啸的全过程。地震过程的模拟与地震位错模型不同,在位错模型中,断层的位错是事先指定的;而在本文中,首先形成自重作用下的初始应力场,然后通过断层材料的突然软化引起的错动,模拟地震震源的动力学过程。模拟结果显示,在海面除了可以看到大振幅的海啸波外,还可以发现体波震相和面波震相。在600 km的海面震中距上,它们要比海啸波早到48分钟,在此处面波的最大平均振幅可达0.55 m,是相同震中距海底面波最大平均振幅的2倍。因此,海啸预警信息在海面可以比在地表更早地得到。海啸波的传播速度在水深3 km的开阔海面是175.8 m/s,它要比理想长波理论预测的大,其平均振幅为2 m,波长可达32 km. 到达大陆架后其速度、波长都减小,在岸边可以激起10 m高的巨浪,水平方向深入陆地达53 m。震中附近海面和地震断层上的最大垂直加速度分别为5.9 m/s2和16.3 m/s2,后者是前者的2.8倍。由此看来,海水是很好的减震器。海啸波的加速度到达岸边会衰减10倍。与加速度不同,海面震中处的振动速度为3.2 m/s, 是海底震源处的1.4倍。震源处的最大位移小于震中海面的最大位移, 其差就是海啸波源的振幅。值得注意的是,海底地震的最大位错在震后23 s达到,不是发生在断层滑动的开始。      

1975年夏威夷卡拉帕纳地震的长周期震源特征

1975年夏威夷卡拉帕纳地震发生在变化无常的基拉韦厄火山南翼之下。对此次地震有不同的解释,如正断层地震、冲断层地震以及山崩。最初的崩塌模式的证据是先前的断层模式不能解释由卡拉帕纳事件产生的勒夫波辐射图型和海啸振幅。在此, 我们对该事件的长周期数字地震数据进行再分析。矩心矩张量分析显示该地震辐射图型能被充分地解释为由一个向陆浅倾的冲断层引起。我们测定的地震矩为3．8×1020 Nm (Mw7．7),大约为早先估计的2倍。本研究中,震源机制解确定的构造和地震矩与观测到的海啸振幅是一致的。长周期的体波波形的反演显示这次震源持续时间(-72 s)对于一次这样大小的地震来说显得异乎寻常地长。     

地震学百科知识(四)——慢地震

引言慢地震是指以几小时到几个月的时间尺度缓慢地发生了有限的断层位移、但没有地震波辐射的断层慢滑动事件。由于有人将震源过程慢、但仍辐射地震波的地震(常常是与发生海啸有关的地震)称为慢地震,所以不辐射地震波的慢地震有时被称为"静地震"。     

利用重力观测约束2011日本Tohoku大地震的震源机制

2011年3月11日,日本东北部(Tohoku)太平洋海域发生M_w9.0特大地震.一些国际学术机构用不同的震相和反演方法,计算了大地震的震源机制解.但这些结果存在一定的差异.地球长周期自由振荡的振幅主要依赖于地震矩的大小及地震断层的破裂方式,可以约束地震的震源机制、地震大小及持续时间.本文利用地球自由振荡₀S₀简正模对Tohoku大地震的震源机制解进行分析和约束.₀S₀振幅大小与地震断层的倾角(dip)、滑动方向角(slip)、震源深度及地震断层的破裂时间有关.我们利用震源机制解得到大地震后自由振荡模拟值,利用超导重力仪得到自由振荡的高精度重力观测值.二者比较后的结果显示:由GCMT震源机制解得到的₀S₀振幅与观测值符合较好,而由USGS CMT震源机制解模拟的结果明显大于观测值.2011 Tohoku地震为逆冲型浅源大地震.进一步的分析表明:逆冲型浅源大地震的断层倾角对₀S₀振幅的影响很大,而滑动方向角以及震源深度对₀S₀振幅的影响较小.USGS CMT震源机制解中较大的断层倾角是导致其₀S₀振幅显著偏离观测值的主要原因.     

2014年3月10日加州西北岸M_w6.9级地震震源破裂过程

2014年3月10日13时18分(北京时间)美国加利福尼亚州西北岸发生Mw6.9级地震,震中位于戈尔达板块内部.本文利用国际地震学研究联合会(IRIS)地震数据中心提供的远场体波数据,通过波形反演的方法来研究此次地震的震源破裂过程,并分析未造成重大人员伤亡及诱发海啸的原因,为该地区地球动力学的研究提供依据.选取19个方位角覆盖均匀的远场P波垂向波形记录和13个近场P波初动符号进行约束,基于剪切位错点源模型确定此次地震的震源机制解.结合地质构造背景资料,确定断层破裂面的走向.在考虑海水层多次反射效应的影响下,采用18个远场P波垂向波形数据和21个远场SH波切向波形数据,利用有限断层模型,将断层面剖分为17×9块子断层单元来模拟破裂面上滑动的时空分布,通过波形反演的方法获得此次地震的震源破裂过程.利用海水层地壳模型,剪切位错点源模型的反演结果为:走向323°,倾角86.1°,滑动角-180°,震源深度为10.6km.有限断层模型的反演结果表明,此次地震的破裂过程相对简单,主要滑动量集中于震源上方35km×9km的区域内,破裂时间持续19s左右,平均破裂传播速度约为2.7km·s-1,较大滑动量均沿着走向分布,最大滑动量为249cm.此次地震为发生在戈尔达板块内部的一次Mw6.9级的陡倾角走滑型地震.此次地震为单纯的走滑型地震,断层面接近竖直方向,且发生在洋壳底部,因此破坏力不大,不会对沿岸城市造成重大损失.陡倾角断层在走滑错动的过程中不会使海底地形发生大幅度变化,不会引起大面积水体的突然升降,因此不会诱发大规模海啸.     

1995年云南武定6.5级地震震源断层的三维特征

利用1995年武定6.5级地震序列中地震的震源分布、震源机制,从三维空间、时间进程,研究了武定地震的震源断层的空间取向、活动特征．分析结果表明,武定地震的震源断层是隐伏在地下的NWW走向直立的右旋走滑断层,与极震区烈度分布一致．虽然有大规模的NS向汤朗——易门活动断裂纵贯震区,武定6.5级主震的发生与它无关．鉴于强震和浅表地质活断层之间关系的不确定性,需要了解地壳的深部构造．本文提出的方法可以识别地壳深部的震源断层．      

日本气象厅根据东北地方太平洋近海地震改进海啸警报

日本气象厅在根据日本沿岸发生的地震预测海啸发生方面,是以地震发生后3min为目标,努力发布迅速准确的海啸警报和预警提示。将东北地方太平洋近海地震时发生的特大海啸灾害作为一次沉痛的教训,2013年3月,日本开始使用验证改进后的新的海啸警报。本文将介绍这次改进的内容。     

基于地震自动速报和COMCOT模式的南海地震监测与海啸模拟平台开发

介绍由广东省地震局开发的南海地震监测与海啸数值模拟平台,该平台主要由两部分组成:一是基于国家地震自动速报备份系统的南海地震实时监测平台,全天候实时监测南海及其周边地区进行地震自动速报,如果震级达到6级以上,平台发出声音报警,并预留短信接口,可发布海啸预警信息;二是基于COMCOT模式的南海地震海啸数值模拟平台,根据地震三要素、震源参数、断层参数等,进行数值模拟海啸传播过程,计算海啸到达海岸线的时间和浪高,获得海啸传播时程和破坏程度,用于预判发布海啸预警信息。这两者之间关系密切,缺一不可,先有地震,后才引发海啸,而海啸预警才是最终目的。     

基于震源机制的地震区划与地震预测方法讨论

主要讨论了震源机制与烈度区划的历史及相关问题,震源一致性与前震鉴别的关系,震源断层破裂错动产生的科里奥利力效应和余震强度的关系及预测方法。     

美国中东部和加拿大东南部的板内地震、区域应力和断层力学

应用75个高质量的单个地震震源断层面机制和10种形式应力反演,研究了美国中东部和加拿大东南部区域应力方向的一致性、该区域相对应力幅值的变化及使用摩擦断裂理论研究优选方向节平面上滑动的协调。为了映射研究区域的断裂类型和相对应力大小,我们利用高质量的震源断层面机制来计算AΦ参数(根据Angelier,1979;Simpson,1997),范围从0(均匀的水平延伸有S_(Hmax》S_VS_(hmin)到1.5(走滑断层有S_(Hmax)S_VS_(hmin))到3(均匀水平压缩有S_(Hmax)=S_VS_(hmin))。我们发现从美国中南部(走滑震源机制占主导)朝向美国东北部和加拿大东南部(逆冲震源机制占主导)的水平应力相对于垂直应力变得越来越压缩。以类似于M.L.Zoback(1992a)研究采用的较小数据集的方式,我们利用莫尔—库仑准则来计算断层面理论上的最佳取向(对应于不同的摩擦系数μ)和震源机制节平面之间的方向差异,假设脆性地壳内的孔压是静水压力。对于我们研究中使用的75个震源断层面机制,优选的(更好拟合)节平面偏离理论上的最优节平面μ=0.6在走向和倾角上平均只有7°。由于这种细微的差别可能代表应力场的小变化(或震源断层面机制中的不确定性),我们认为该研究区域内几乎所有地震以与局部应力场中已有断层上的剪切破裂相兼容的方式滑动。