传统地震目录中增加矩震级及震源机制解的必要性分析

本文梳理了我国地震目录的产出现状,对于我国近几年应急机构和区域台网产出的震源机制解、矩震级进行了比较研究。结果表明:中国地震局地球物理研究所和地震预测研究所对于国内陆地地区6级以上地震的地震矩张量解的产出率为100%,5级以上地震的地震矩张量解产出率为81%。这两个研究所给出的3种矩张量结果和GCMT给出的矩张量结果较为一致,类型统计一致率分别达到71%、86%和66%,其中P、T轴空间夹角优势分布在15°左右。产出的矩震级和GCMT解得到的矩震级相差不大,偏差在0.1以内的比率分别为46%、86%和71%,偏差在0.3以内的比率分别为85%、100%和97%。结果表明对于我国内陆地区的5级以上地震,这两个研究所产出率较高、结果较为一致。而由各台网据震源参数得出的5级左右地震的矩震级和GCMT求解的矩震级比较起来明显偏小。由此探讨了在传统地震目录中增加震源机制解及矩震级的必要性。     

中国地震震源机制测定结果的比较

在搜集了 1 988年以来 ,地震学家用不同方法和不同资料测定的中国地震震源机制结果 ,包括用地震波形反演得到的地震矩张量、P波初动解和用地形变观测反演的震源参数的基础上 ,计算了同一地震的不同反演结果的滑动矢量之间的夹角、不同反演结果 P,T轴之间的夹角和不同的反演结果给出的地震矩之间的差别 ;并与哈佛 CMT的结果进行比较。结果表明 ,同一地震不同测定结果的滑动矢量之间的夹角分布较分散 ,但优势分布在 2 0°左右 ;不同测定结果的地震矩一般不超过 1倍 ,对应的震级差约为 0 .2 ;中国地震矩张量的测定结果与哈佛矩心矩张量测定结果滑动矢量之间的夹角集中在 0°～ 1 0°。以丽江地震为例 ,讨论了地震震源参数的不同结果对地震“应力触发”中库仑破裂应力计算结果的影响。     

近场全波形反演：芦山7.0级地震及余震矩张量解

2013年4月20日四川芦山发生了7.0级地震.该地震是自2008年汶川8.0级地震以来发生在龙门山断裂带上的最强地震,截至5月5日,四川省数字遥测台网记录到了52个（M_L≥4.0）余震.我们搜集了信噪比相对较高的宽频带数据,根据已有的三个分别适合于四川盆地和龙门山断裂东南地区、西南山区、西北山区速度模型,利用TDMT_INVC方法计算矩张量,获得了芦山主震及其16个余震的高质量矩张量解;根据P轴、B轴和T轴的倾角对主震及余震的断层类型进行了分类,结果表明：芦山地震的震级为M_w6.46（矩震级）,地震矩为0.61×10¹⁹Nm,震源深度为13 km,震源机制类型为逆断层.芦山余震类型简单,主要为逆冲型;芦山地震序列震中分布于龙门山断裂带西南端的彭县—灌县断裂上,本研究获得的主震和余震的震源机制主要为逆冲型,这表明了龙门山断裂西南端主要为逆冲特征.芦山地震震源性质与汶川地震相近,发震间隔时间短,且均发生于同一构造单元内,表明了该地震与汶川地震可能有密切关系.     

使用中国地震台网资料快速测定中强地震矩震级

利用中国地震台网数字地震资料,选取国内Ms≥5.3地震波形数据,采用长周期波形拟合方法,快速计算2008年至今86个中强震的标量地震矩MO和矩震级Mw,并将Mw与GCMT的测定结果及中国地震台网中心测定的面波震级Ms进行对比.结果表明：矩震级与GCMT测定一致,与中国地震台网中心测定的面波震级关系为Mw=0.86Ms＋0.63.     

伽师震群震源机制与主破裂面

１９９７年１月２１日以来,新疆伽师地区发生强震群活动,至４月１６日共发生７次６级地震,新疆维吾尔自治区地震局对其中的６次地震给出了震源机制解。这６次地震的震源机制解是收集了新疆区域台网和部分全国台网的Ｐ波初动符号,用乌尔夫网上半球投影求得。另外我们还收集了中国数字台网（ＣＤＳＮ）给出的其中５次地震的震源机制解和美国哈佛大学提供的结果,在此一并在表１中列出。表１　伽师震源机制解统计表编号时　间年月日发震时刻时分秒震级ＭＳ节面Ⅰ走向倾向倾角节面Ⅱ走向倾向倾角Ｐ轴方位仰角Ｔ轴方位仰角Ｎ轴方位仰角断层性…     

2013年1月29日哈萨克斯坦MS6.1地震序列的震源机制解分析

北京时间2013年1月29日,哈萨克斯坦发生MS6.1地震,为了提高对地震震源机制解的认识,并进一步了解震源区的应力场特征,利用CAP方法反演了此次地震序列震源机制解.反演结果表明,MS6.1地震节面Ⅰ的参数：走向241°,倾角80°,滑动角7°;节面Ⅱ的参数：走向150°,倾角84°,滑动角170°;P轴方位为196°,倾角2°,T轴方位为105°,倾角12°;矩震级MW为6.1;矩心深度为13km;震源类型是左旋走滑型.此次地震序列破裂优势方向为NEE—SWW,倾角以30°～60°居多,滑动角以60°～120°、-60°～-120°居多;P轴方位的优势取向为近NE—SW向,接近水平的居优;T轴优势取向为近SEE—NWW向,接近垂直的居优;震源机制类型以倾向滑动型为主.反演结果与断层的分布、余震分布及哈萨克斯坦中天山（伊犁盆地西部）NEE—SWW向应力场有很好的一致性.     

2020年云南巧家M5.0地震震源机制解与震源区应力场研究

基于国家测震台网数据中心提供的波形资料, 采用gCAP方法反演2020年5月18日云南巧家M5.0地震及研究区域51次地震震源机制解, 并收集研究区域震源机制解50个。 采用网格搜索法反演区域构造应力场, 并对研究区域采用不同划分进行应力场反演。 获得以下结论: ① 主震震源机制解节面Ⅰ的走向、 倾角和滑动角分别为175°、 67°和-19°, 节面Ⅱ的走向、 倾角和滑动角分别为273°、 73°和-156°, 矩震级为4.97, 矩心深度为8.8 km。 表明主震属于兼具逆冲分量的走滑型地震; ② 震后区域应力场主压应力轴方位为NWW, 倾角接近水平, 主张应力轴方位为NNE, 倾角接近水平, 属于走滑型应力状态, 与周边地质构造运动状态相吻合; ③ 对研究区域采用不同划分所得应力场结果相差不大, 表明该区域应力场比较稳定, 受深大断裂带和震源机制解类型影响较小。     

2001年11月14日昆仑山口西地震--一次面波震级未饱和的地震

概述了2001年11月14日发生在新疆、青海交界的昆仑山口西地震震级的测定过程,分析比较了我国国家数字地震台网和美国地质调查局（USGS）国家地震信息中心（NEIC）测定的面波震级MS,以及国内外不同机构测定的该地震的矩震级MW. 结果表明, 不同的机构在测定面波震级时,由于所使用的资料不尽相同, 所使用的计算震级的公式也有所不同, 导致测定结果有一定的差别. 我国对该地震的速报结果是MS=8.1, 在正式编辑出版的《中国数字地震台网观测报告》中给出的测定结果是MS=8.2;美国地质调查局（USGS）国家地震信息中心（NEIC）测定的结果是MS=8.0. 地震发生后不久,哈佛大学（Harvard）、NEIC、东京大学地震研究所（ERI）、中国地震局分析预报中心（APCEA）、 中国地震局地球物理研究所（IGCEA）利用全球地震台网、 中国国家数字地震台网或中国数字地震台网（CDSN）的资料得出的矩震级MW分别是7.8（Harvard）, 7.7(NEIC), 7.7(ERI), 7.6(APCEA),7.5(IGCEA),测定的结果基本一致, 平均为MW=7.7. 鉴于矩震级是一个描述地震绝对大小的力学量,与传统的震级标度相比具有明显的优点,国际地震学界推荐矩震级作为优先使用的震级. 本文分析表明,昆仑山口西地震的震级（矩震级）为MW=7.7, 其面波震级MS=8.0, 是一次面波震级未饱和的地震.      

2016年青海门源Ms6.4级地震多个震源机制中心解的确定

2016年1月21日,青海省门源县发生Ms6.4级地震。不同机构、学者依据不同方法和资料计算得到该地震的震源机制解,由于采用的方法和选择的资料不同,所求解的震源机制解存在着一定的差别。为了在多个震源机制解中确定一个震源机制解进行后续分析,采用最小空间旋转角表达了2个震源机制的差别,将待定震源机制与所有震源机制的最小空间旋转角的平方和作为目标函数,并且采用Levenberg-Marquardt方法求解,使其与所有收集的震源机制解的差别的平方最小,这些震源机制结果就是多个震源机制解的中心解,同时给出标准差,选取标准差最小的中心解作为最终结果。根据这种方法,已知多个该地震的震源机制中确定中心解,从而对其他诸如应力触发、地球动力学分析等提供后续分析。     

华北地区地震震源机制分区特征

利用华北地区(北纬36°—42°;东经111°—125°范围)2010年1月至2014年6月≥ML2.5的918个地震事件波形资料,采用FOCMEC方法计算震源机制,根据参与计算的清晰初动数量及振幅个数,以及在分别采用5°、10°、15°不同步长搜索震源机制解结果必须为同一组接近解的原则,我们共得到572个可靠的震源机制解.对于震级相对较大且波形低频部分信噪比较好的地震,同时采用TDMT全波形反演方法反演了矩张量,最终得到14个地震的矩张量,并与利用FOCMEC方法得到的震源机制解进行了比较.同时我们还搜集了1937年以来华北地区中强地震的震源机制解结果.根据震源机制类型特征及构造特点,我们从空间上对震源机制结果进行了分区分析.结果表明:研究区内中小地震的震源机制类型相对复杂,但仍能看出中小地震震源机制有显著的分区特征,震源机制主要类型是正断型和走滑型,并且大部分正断型震源机制分布在山西断陷带、唐山老震区、海城老震区内.该现象表明研究区内主要变形以平移和拉张为主;同时通过大于4级以上地震震源机制类型主要为走滑型可得出,走滑型应力在华北地区应力场上占绝对优势,但是局部地区的正断型应力也比较显著,比如山西断陷带、海城老震区、唐山老震区、渤海内(烟台—蓬莱段局部地区).     

1) I. A. H. S. / A. I. H. S.

Abstract

A simple method is used to study the response of runoff in the Sahel to climate change. The statistical characteristics of rainfall are calculated over the western part of the Sahel for the period 1961–1990, using the BADOPLU network. Daily rainfall is simulated using a Markov process with Weibull distribution for rainfall depths. Runoff is modelled using a conceptual SCS model and the curve numbers are calculated for West Africa. Climate change is provided by simulations using the Arpège GCM (Scenario A1B), and a perturbation method is used on the parameters which describe the rainfall. Changes in rainfall are assumed to occur through increases in frequency, not intensity. Using Arpège, runoff is mainly found to increase, in depth and in number of events, by the end of the 21st century. Changes in evaporation and land use are not included in the analysis. The impact of this 21st century potential climate change (rainfall) on the runoff is found to be of the same magnitude as the impact of changes in land use.     

A) A. I. H. S. / A) A. I. H. S.

Abstract

A new method is presented to generate stationary multi-site hydrological time series. The proposed method can handle flexible time-step length, and it can be applied to both continuous and intermittent input series. The algorithm is a departure from standard decomposition models and the Box-Jenkins approach. It relies instead on the recent advances in statistical science that deal with generation of correlated random variables with arbitrary statistical distribution functions. The proposed method has been tested on 11 historic weekly input series, of which the first seven contain flow data and the last four have precipitation data. The article contains an extensive review of the results.

Editor D. Koutsoyiannis

Citation Ilich, N., 2014. An effective three-step algorithm for multi-site generation of stochastic weekly hydrological time series. Hydrological Sciences Journal, 59 (1), 85–98.     

A) A. I. H. S. / A) I. A. S. H.

Abstract

In the Southwestern intermountain and high plains areas, precipitation is seasonal, with the major part of the rainfall occurring in the summer. Most winter precipitation occurs as low-intensity rain or snow along slow-moving cold fronts. Most summer precipitation occurs as short-duration, high-intensity thunderstorms from purely convective buildup or from convective cells developing along a weak fast-moving cold front. Almost all runoff occurs from the summer convective storms.

Since runoff-producing precipitation is of primary interest at the Southwest Watershed Research Center, Agricultural Research Service, Tucson, Arizona, the convective storms have been most thoroughly analyzed. Duration, intensity, areal extent, movement, character, and return frequencies for varying volumes and intensities of these convective storms are analyzed from records from dense networks of recording rain gages in four study areas in Arizona and New Mexico. The primary study areas are the 58-square-mile Walnut Gulch Experimental Watershed at Tombstone, Arizona, and the 67-squaremile Alamogordo Creek Watershed near Santa Rosa, New Mexico. Three “record” storms of differing character occurring in 1960 and 1961 on Alamogordo Creek Watershed and one “record” storm in 1961 on the Wlanut Gulch Watershed are analyzed and compared in detail.