根据地震频度衰减预报地震的工作细则

近几年来,我们曾经研究了根据地震频度衰减预报地震的方法。这一方法的基本概念是这样的:假定有一地震序列,我们也已经有了这个系列的资料(包括各次地震的时间、震级及震中位置)。问题是现在的地震系列是前震系列还是主震、余震系列呢?如果是前震系列,我们便预报今后还有主震发生,有的情况下还可以大略估算出主震的震级;如果地震系列经判断是主震-余震系列,则可以计算最大余震震级,供预报时参考。     

意大利地区前震统计及其与地震预报的可能关系

本文主要讨论意大利国家地震台网１９７５年到１９９１年期间记录的地震序称的前震。我们认为前震是超过某一震级阈值的地震，它发生在一般平静期后和给定时距范围内的主震之前。该算法确定的潜在前震总数取决于预定的平静区的大小和持续时间，而由前震预测的主震数也取决于预报区的面积大小和预报期的持续时间。     

前兆地震活动图象及其在地震预报中的作用

本文根据长、中和短期预报研究对主要地震活动图象加以归类和简述。结果表明:(1)利用地震活动图象进行中、短期预报,预报时间量程可能达到1、2年,甚至几个月,但要进一步缩短预报的时间尺度就十分困难,除非有明显的前震序列活动;(2)地震活动图象分析,对于辨认未来主震(尤其是强主震)的位置是有效的;(3)强震和中强震前的图象特点是有区别的,据此,可以大概估计未来主震的震级。不过图象的空间尺度与主震震级无明显的相关性;(4)信号震、前兆震群和前震(包括早期前震)的确定应考虑到异常的地震活动时空图象。     

前兆地震活动图象及其在地震预报中的作用(英文)

本文根据长、中和短期预报研究对主要地震活动图象加以归类和简述。结果表明:(1) 基于地震活动图象分析的中、短期预报,在预报时间上可能达到1、2年,甚至几个月的量级。但要进一步缩短预报的时间尺度十分困难,除非有明显的前震序列活动。(2) 地震活动图象分析对于辨认未来主震(尤其是强主震)的位置是有效的。(3) 强震和中强震前的图象特点是有区别的;据此,可以大概估计未来主震的震级。然而,图象的空间尺度与主震震级无明显的相关性。(4) 信号震、前兆震群和前震(包括早期前震)总是伴随着异常的地震活动时空图象。     

兴海6．6级地震前地震活动异常图像与序列主要特征

兴海6．6级地震异常特征典型，从背景空区、孕震空区、大面积震群活动到地震条带、前震序列，长、中、短期地震活动性异常配套。该地震序列无论从其能量释放比、震级差，还是序列参数计算均符合主震－余震型判断指标，根据全序列特征，该地震为前震－主震－余震型序列。     

大地震前发生的前震

在时间间隔超过20年的两份全球地震目录里，选取所记录的浅源M≥6和M≥7主震以及M≥5的前震，计算了前震的发生率。当把它们各自的震级差范围作了归一化后，观测到的总比率与以前世界范围和区域范围的研究相似。把观测到的世界范围的比率同根据加利福尼亚小的和中等余震图象的普通地震成丛发生模型进行了比较。把余震模型推广到大主震前的中等前震的情况。总的来说，观察到的世界范围的前震比率超过了推广的加利福尼亚普通模型的2倍。发现由地震的震源机制和区域构造所划分的地震子序列之间，前震比率有很大的有不同，逆断层地震的前震比率高于世界范围的平均值，而走滑断层地震的前震比率低于世界范围的平均值。在逆断层地震之中，大多数位于浅源消减带的地震有高的前震比率，而少数位于大陆的逆断层带地震有低的比率。这些差别或许能解释为什么以前的地质调查发现在加利福尼亚（特别是南加利福尼亚）发生的逆断层为典型的低比率，而世界范围观测的主要是浅源消减带的地震，它们是多前震的。假设这是真的，那么加利福尼亚普通模型或许大大地低估了卡斯凯迪亚地区潜在（M≥7）前震之后发生特大（M≥8）地震的条件概率。在哈佛大学目录里，在已识别的前震-主震对中，震级差与观测范围的均匀分布一致。     

潮汐应力-应变对某些地震序列的调制触发

对1960年以来中国大陆浅源地震序列与潮汐应变的相关分析表明, 某些地区某些地震序列, 包括前震序列、 前震-主震序列、 前震-主震-余震序列和主震-余震序列明显受到潮汐应力-应变的调制触发。 如龙陵地震的前震-主震序列, 邢台地震的前震-主震-余震序列、 唐山地震的主震-余震序列等。 这些地震序列受到潮汐力调制触发的特征明显, 对地震预测有意义, 并作了具体的叙述。 同时对地震序列受调制触发的机理作了初步的探讨, 指出不同类型地震序列的调制触发特征与孕育系统地质构造, 地震震源岩石性质和区域构造应力场方向以及地震破裂机制有关, 对地震机理和预测的研究有一定意义。     

运用细胞自动机模型模拟强震前地震活动时间演化过程

强震发生前震源及其周围地区可能会出现前震活动, 这种前震活动可以分为二种: 一种为连续型, 即前震的频度或震级随时间渐渐增大, 直至主震发生; 另一种为不连续型, 前震的频度和震级先增大后减小, 然后发震。 这种现象不但在破裂声发射试验中观测到, 也在中国大陆地区多次强震前被观测到。 文中基于细胞自动机模型, 引入时间-状态依从摩擦本构关系, 即把自组织非线性系统的普适特征与真实断层摩擦的具体特征结合起来, 研究了强震前短期前兆地震活动的时间演化过程的机理。 文中研究了模型中各参数对模拟事件时间过程的影响, 结果表明, 静摩擦强度在断层上的分布, 或是说静摩擦系数的离散程度直接影响强震前地震活动时间演化过程。     

阿拉斯加迪纳利M=7．9级地震瞬时变形引起的地震成核

推断导致地震触发的永久和动态(瞬时)应力变化常比地震本身释放的应力数量级小，这意味着触发发生在应力处于临界状态的断层上(Hill et al，1993；Gomberg et al，2000；Huc and Main，2003；Belardinelli et al，2003)。所以，触发的地震活动速率增加可能出现在加载速率最高以及可能由高温流体引起孔隙压力升高，使孽擦力减小促使断层破裂的区域(Coccoand Rice，2002；Streitand Cox，2001；Sturtevant et，al，1996)。本文说明2002年阿拉斯加州迪纳利M=7．9级地震在整个不列颠哥伦比亚省和美国西部触发了广泛的地震活动速率增加。地震波引起的动态触发应该沿着辐射能集中的破裂方向增加，我们利用迪纳利主震的地震波和新的高精度GPS记录证实了这个结论。这些观测结果和1992年加利福尼亚州兰德斯M=7．4级地震(Hill et al，1993)引起的触发仅在震级上具有可比性，并说明兰德斯地震的触发没有反映该地区的特性和地震活动性。可是，由迪纳利地震触发的地震活动速率增加的地区构造活动并不明显，意味着即使在周围应力加载速率低的地区，断层可能仍然处于应力临界状态，动态的触发很可能是普遍存在和无法预测的。     

华北5级以上地震的震兆——中等地震的集中持续活动c

1970年以来,在华北地区(30-42N,109-125E)十次ML5.0地震发生前的若干年内,震中附近都存在4.0ML<6.0的地震集中持续活动的现象.这些地震的活动规模与未来主震的震级有一定的关系.本文将这些地震称为中等前震,定义了标志前震系列活动规模的三个参量:能量、持续时间和活动范围,并通过回归分析建立了它们与主震震级的定量关系.      

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。     

用地震能量加速释放模型研究台湾中部的地震活动性

采用由地震能量加速释放模型发展的“破裂时间”方法深入研究了台湾中部40次M≥4．5级地震的活动特点。首先识别主震及其前震，然后按要求选用观测资料。把“破裂时间”非线性方程分成两个线性方程，再使用线性最小二乘法估计参数。用部分估计参数建立模型，并用其来预测破裂的时间和主震的震级。比较预测结果和研究的40次地震，最大时间偏差仅0．98年，震级偏差1．2级。由此表明，作为地震活动研究的一种有效方法，地震能量加速释放模型可应用于台湾中部。     

2002年汤加序列中深源地震的远程触发

业已证实，发生在地壳中的地震能够’触发后续地震，但对于更深的地震这种触发机制是否存在还未见文献说明。浅断层相互作用的模型表明，静态(永久)应力变化能够触发附近的地震，一般在距原发地震几个断层长度的范围内(King et al，1994；Harris，1998；Stein，1993)。而由地震波携带的动态(瞬态)应力既可以触发附近的地震，也可以触发远震(Hill et al，1993；Harris and Day，1993；Belardinelli et al，1999；Kilb et al，2000；Gomberg et al，1997)。本文中，我们对2002年8月19日发生在汤加的深源地震序列做了深入的分析，并给出静态触发作用和动态触发作用的证据。一次深度为598km的7．6级地震发生后7min，在相距300km的以前无震区发生了一次7．7级的地震(深度664km)。我们发现在第一个主震后，附近的余震往往集中在主震引发的静态应力升高的地区。但是第二次主震和其他的被触发的地震发生在距离第一次地震很远的地方，在那里静态应力的增加可以忽略不计，因此这表明是动态应力触发机制在起作用。被触发地震的发震时间同主震的主要地震波到时并不对应，并且这种动态触发的地震通常发生在地震区下面或附近的无震区。我们认为这些地震是在接近临界状态的地区由瞬变效应触发的，而在这些地区，如果没有外部影响，地震起始非常困难。     

环太平洋会聚带的长期地震预报

对大陆274个孕震区地震活动性的时间相关研究表明，每个地区的浅源强地震显示出遵循幂定律时间分布的短期和中期的震群特征（时间长达几年）。然而，主震显示出准周期特征，遵循“区域时间和震级可预报地震活动模式”。该模式由下列公式表示：logTt=0.19Mmin 0.33Mp-0.39logm0 q Mf=0.73Mmin-0.28Mp 0.40logm0 m 该公式将孕震区的后续主震面波震级Mf地震之间的时间Tt与认为是最小的主震震级Mmin，前至的主震震级MP和地震矩速率相联系。不同地区的q和m值是不同的。本文描述了该模式的基本特征并且讨论了与其物理意义相关的问题。这些关系中的第一关系式已被用于计算1993－2002年期间141个孕震区的下一次大震的重复概率。在这些孕震区中，环太平洋会聚带已被分离，并引入一个假设，即T／Tt比率遵循对数正态分布，其中T为观测到的地震之间的时间，第二个关系已被用于估计各地区的主震震级。     

日本1995年1月17日兵库县南部7.2级地震触发的区域地震活动

研究了日本1995年1月17日兵库县南部7.2级大地震触发的区域地震活动时空特征．研究区是主震周围几百公里的区域(33～37N, 133～138E)．研究区被划分为16个子研究区．对16个子研究区自1976年1月～1996年6月地震活动的研究结果表明:① 1995年1月17日兵库县南部7.2级主震触发了10个子区显著的地震变化,速率变化通过置信水平大于0.95的Z-统计检验,这些子区中最远的距主震震中约280 km;② 近震源区子区中的3个,地震活动在主震发生后1～5天内被触发,其它远离震源区的在几十天之后被触发;③ 被触发的区域地震活动最大震级为5.4,与主震诱发的最大余震震级相当;④ 区域地震活动触发的可能机制是主震引起的区域应力变化．      

临震前震：b值的时间变化

对前震和长期地震活动在频度－震级关系式中的ｂ值做了比较。研究了发生在主震前两个非重叠时间内隔内的前震：（１）数小时内;（２）数天内。区域的和全球的地震目录统计分析表明,这些间隔内的ｂ值比长期地震活动的ｂ值下降了一半。这扩展了Ｍｏｌｃｈａｎｔ和Ｄｍｉｔｒｉｅｖａ先前的研究结果,他们发现在主震前数小时内出现了这样的下降。我们的结果是个统计性的规律,未必在每一单个前震序列中都能出现。     

1995年择捉岛近海地震:前震、主震和余震的联合重新定位及对地震成核过程的意义

千岛群岛1995年12月3日择捉岛近海M_W7.9地震有明显的前震活动。用修改的联合震源定位法(Hurukawa,1995),我们同时重新定位了前震、主震和余震,从大地震成核过程的观点详细地研究了前震活动。重新定位的地震分布和它们的震源机制说明,1995年择捉岛近海地震是北美和太平洋板块间的板间地震。它的震源区与1958年择捉岛近海地震(M_W8.3)和1963年乌鲁普岛近海地震(M_W8.5)的震源区重叠。主震发生前9天,第1个震级为6.4的直接前震发生在前震区的最深处,接着发生了多个前震,包括另外3个M≥6.0的前震,它们发生在第1个前震的东边和东南边。前震区以每秒几厘米到数十厘米的速度向海沟轴扩展。事件的每日数量逐日增加,前震区的最终大小约80×30km~2。最后,主震破裂开始于前震区的最深点。这些观测事实与最近的理论研究和实验室试验相符。理论和实验表明,前震是在一个宽的弱化带中局部凹凸体(asperity)的破裂,大地震成核过程就是在这一带中开始的。     

1975年2月4日海城地震(M=7.3)的前震系列/

我们研究了1975年2月4日海城地震(M=7.3)前震的定位及其辐射图象.用六个区域台的到时,相对于一次参考地震,将前震及主震进行了定位.这组前震开始相互很接近,然后随时间及其分布有一定的延伸.最大前震前,前震均位于直径约两公里的小体积内,而在最大前震后,其活动则向北西和南东方向扩展,形成六公里长的在北西方向上伸展的分布带.初动及 P 波 S 波振幅比表明,在前震系列中有两种不同的断裂机制.我们推测这两种辐射图象可能和前震处于分布带的不同部位有关.可能主震震源不处于前震震源所决定的断层上,而是位于这组前震南面6公里、且较这组前震浅几公里处.我们认为,在垂直于主震破裂面及前震分布带走向的方向上,前震和主震相距这么大的距离,可能是由于主震时产生滑动的断层是以雁行排列的.分析了在前震期间断层上滑动所引起的应力变化,认为由前震引起的主震断层上剪应力的增加是很小的.因之由前震直接触发主震的可能性不大.      

辽宁岫岩5.4级地震临震预测

简要介绍了1999年11月29日辽宁岫岩Ms5.4地震成功预报的震前主要预测依据及基本思路。通过对震前辽宁地区地震中短期危险性的分析，确定辽南地区是未来主震的危险地区。根据地震活动的区域特性及岫岩偏岭震群活动的规律，判定岫岩震群的前震性质。利用地震活动性参数计算结果和震前在震中及邻近地区出现前兆短临异常的统计分析，进一步论述了震前预测地震三要素的基本依据。     

前震发生模型

建造了一个前震和前震序列发生的模型，前震与主震的发生假定是由于原有裂隙的突然并合所致。如果裂隙端点应力强度因子超过某一临界值则并合发生。在亚临界状态，每一裂隙由于应力腐蚀经历准静态的加速扩展，直到达到临界状态，最终发育成灾变。前震发生的比率随着主震临近而增加，可用一个时间的幂函数描述。幂法则中的指数与裂隙大小、间隔和破裂强度的分布无关。这种普遍性意味着前震图象对于预报大震发生的时间将是有用的识别。然而，我们发现在能量释放的图象中存在值得考虑的差异。如果人们具有描述障碍体强度和几何形态的“先验”信息，就有希望根据前震序列事件的震级预报大地震的震级。