基于广义帕累托分布的地震震级分布尾部特征分析

极值理论在地震危险性分析中有着重要应用,发震震级超过某一阈值的超出量分布可以近似为广义帕累托分布.基于广义帕累托分布给出了若干地震活动性参数的估计公式,包括强震震级分布、地震复发周期和重现水平、期望重现震级、地震危险性概率和潜在震级上限等;以云南地区震级资料为基础数据,讨论了阈值选取、模型拟合诊断和参数估计;在此基础上计算了该地区的地震活动性参数.结果表明,广义帕累托分布较好地刻画了强震震级分布,通过超阈值(POT)模型计算的复发周期与实际复发间隔统计基本一致,高分位数估计在一定阈值范围内表现稳定,为工程抗震中潜在震级上限的确定提供了一种途径.     

中国大陆活动地块边界带强震震级分布特征研究

本文利用基于广义帕累托分布的超阈值分布模型,对中国大陆活动地块边界带强震震级分布特征开展研究,给出了各活动地块边界带强震震级的广义帕累托分布参数估计。结果表明,广义帕累托分布较好地拟合了各边界带强震数据,形状参数估计均为负值,说明对应震级应有上限,因此广义帕累托分布为潜在震级上限提供了一种自然的刻画。在此基础上,估计了震级上限,并给出了分布0.99997高分位数估计,通过与历史最大震级比较发现,高分位数估计相对稳健。在地震发生过程为泊松过程假设下,推导了广义帕累托分布与广义极值分布之间的联系,揭示了一种利用强震数据推断最大震级分布的可能途径。     

基于POT模型的昆仑山地区地震统计特征分析

极值统计是研究较少发生但一旦发生即产生极大影响的随机事件的有效方法。本文以地震活动频繁的昆仑山地区作为研究区域,建立了基于广义帕累托分布的超阈值（POT）模型,并讨论了该地区若干地震活动性参数,包括强震震级分布、潜在震级上限、强震平均复发间隔、一定周期内的强震发震概率、一定时期内的重现水平和超定值重现震级。经统计分析得到:该地区震级阈值选定为M_S5.5,超阈值期望震级为M_S6.81,潜在震级上限高达M_S9.08,M_S8.0的平均复发间隔仅为66.8年,未来3年该地区发生M_S5.5～M_S6.5的概率在80%以上,百年重现水平即可达到历史最大震级M_S8.1。     

青藏高原东北缘地震活动性广义帕累托模型的全域敏感性分析

基于广义帕累托分布构建地震活动性模型,因其输入参数取值难以避免不确定性,导致依据该模型所得的地震危险性估计结果具有不确定性。鉴于此,本文选取青藏高原东北缘为研究区,提出了基于全域敏感性分析的地震危险性估计的不确定性分析流程和方法。首先,利用地震活动性广义帕累托模型,进行研究区地震危险性估计;然后,选取地震记录的起始时间和震级阈值作为地震活动性模型的输入参数,采用具有全域敏感性分析功能的E-FAST方法,对上述两个参数的不确定性以及两参数之间的相互作用对地震危险性估计不确定性的影响进行定量分析。结果表明:地震危险性估计结果（不同重现期的震级重现水平、震级上限及相应的置信区间）对两个输入参数中的震级阈值更为敏感;不同重现期的地震危险性估计结果对震级阈值的敏感程度不同;对不同的重现期而言,在影响地震危险性估计结果的不确定性上,两个输入参数之间存在非线性效应,且非线性效应程度不同。本文提出的不确定性分析流程和方法,可以推广应用于基于其它类型地震活动性模型的地震危险性估计不确定性分析。      

基于广义帕累托分布的马尼拉海沟俯冲带地震危险性估计

选取马尼拉海沟俯冲带作为潜源区, 基于广义帕累托分布, 通过对一定时段内超过某一阈值的震级数据进行拟合, 建立该潜源区地震危险性估计模型, 估计强震重现水平和震级上限, 并对估计结果的不确定性进行了分析, 得到马尼拉海沟俯冲带震级上限为9.0级, 10 a、 50 a、 100 a、 200 a马尼拉海沟俯冲带的震级重现水平期望值分别为7.1级、 7.6级、 7.7级、 7.9级。     

龙门山地区的地震活动性广义帕累托模型构建

利用1930—2016年龙门山地区M≥4.5历史地震目录,通过时空窗法减少余震对统计结果的影响,构建了该地区广义帕累托分布的超出量分布模型,估计了龙门山地区震级上限。结果表明:广义帕累托分布较好地拟合了龙门山地区强震数据,形状参数估计均为负值,最大震级分布存在有限上界,震级上限为8.3。     

龙门山地区地震活动性广义极值模型构建

以龙门山地区为研究区, 利用1931年至2010年历史地震数据, 时限取80年, 时间间隔取10年, 构建地震活动性广义极值模型, 估计龙门山地区震级上限和强震重现水平。 结果表明龙门山地区地震活动性广义极值模型服从具有有限上界的Weibull分布, 震级上限为8.3, 未来20年、 50年、 100年龙门山地区的强震重现水平分别为7.9、 8.1、 8.1。 起始年由1930年至1933年逐年平移, 时间间隔不变, 震级上限及强震重现水平的计算结果相差不到0.2级, 表明本文构建的龙门山地区广义极值模型具有一定程度的稳定性, 可为地震区划以及地震危险性分析研究提供参考。     

中国大陆活动地块边界带最大震级分布特征研究

中国大陆活动地块边界带是强震活动的集中带,也是地震预测研究与防灾减灾的主要目标区,而最大地震震级是描述区域地震活动性的一个基本参数,被广泛应用于地震危险性分析研究中,因此有必要开展各活动地块边界带最大震级分布特征研究.本文利用广义极值(GEV)分布对各边界带作极值统计分析,对于分布参数进行估计,比较极值分布99％分位数和b值截距法最大震级、历史最大震级,并计算各震级水平下地震平均复发周期与发震次数,探讨活动地块各边界带未来强震活动的危险性.     

基于广义极值理论的潜在地震海啸源震级上限及强震重现水平的估计——以琉球海沟俯冲带为例

以琉球海沟俯冲带作为研究区,将广义极值理论用于估计潜在地震海啸源震级上限,首先分析了琉球海沟俯冲带的地震地质构造特征以及历史地震资料,界定潜在地震海啸源区,然后根据地震活动性特征按时间域进行分割,并提取各时间段发生的极限震级的地震样本,最后通过广义极值分布模型估计了该区域的震级上限值和强震重现水平,并对其进行了不确定性分析。     

巴颜喀拉地块及其周边地震危险性分析

巴颜喀拉地块及其周边因地震动活动频繁成为中国地震预测研究的重要目标区,我们利用广义极值(GEV)分布对该地区的最大震级进行了极值统计分析.本文首先对于分布参数进行估计,然后计算出重现水平、地震平均复发周期与发震概率和震级危险率等参数,并比较了GEV分布99％分位数和b值截距法最大震级、历史最大震级.最后基于Monte Carlo模拟方法验证了运用GEV分布对研究区域做极值统计分析的稳定性.经计算,该地区6.0级地震的平均复发周期为1.8年,8.0级以上巨震的复发周期仅为76.8年.百年的重现水平高达8.08级.另外,该地块未来发生5.0～7.0级地震的概率较大,说明该地块未来仍然会比较活跃.Monte Carlo模拟结果表明,利用GEV分布探讨该地块的地震危险性在一定程度上是稳定的.     

基于轮廓似然估计的广义极值分布在地震中长期预测中的应用

为描述强震预测的不确定性,在地震预报极值分析模型的参数估计中,引入轮廓似然估计法。对广义极值分布中形状参数和地震重现水平的轮廓似然估计原理及数值算法进行了详细地阐述,并利用构建的广义极值分布模型对东昆仑地震带进行了地震危险性分析。关于形状参数和重现水平的点估计,以及10年以内的重现水平置信区间的估计,轮廓似然估计法与极大似然估计法效果基本相同,但在中长期地震重现水平置信区间的预测中,轮廓似然估计法得到的关于置信水平不对称的置信区间,在强震水平下对预测震级的不确定性表达更准确,预测结果更加有效。      

基于广义极值分布的巴颜喀拉块体中部地震危险性分析

本文对广义极值分布模型的构建机理进行了深入详细的阐述,给出了逻辑意义更加合理的的重现期和重现水平定义,以及相关的地震危险性评价指标。在此基础上,应用构建模型对巴颜喀拉块体中部的地震危险性做了客观的评价,得出巴颜喀拉块体中部每年的平均最大发震为M_s5.1,每20年发生M_s6.0以上强震可能性超过97%,M_s7.5左右的超强震约100年一遇,块体内部孕育地震的能量积累迅速。     

广义极值分布在地震危险性分析中的应用

利用广义极值分布研究地震最大发震震级的规律,给出了广义极值分布下地震危险性分析的相关公式与方法,并对台湾地区历史地震资料进行极值统计分析,发现最大震级超过7级的地震理论发震次数与实际发震次数完全一致,在此基础上预测了未来几年发震的危险性.     

中国大陆强震灾害范围的统计研究

强震的灾害范围是非常重要的地震学参数,它在地震灾害快速评估,地震保险及防震减灾等方面有着广泛的应用。本文全面,系统地收集了中国大陆宏观等震线资料,对没有地理坐标的等震线进行了数字化。精确计算了从１３０３年至１９９４年共１８３次强震的灾害范围,并对误差因素进行了分析。     

最大熵原理在地震时间间隔和震级分布中的应用

基于最大熵原理,得到地震时间间隔和地震震级的概率分布函数。根据时间间隔分布,得到地震发震概率,当概率上升达到警界值时,可对云南5级以上中强地震做出预测。6个月以内中短期预测对应率为91％;3个月以内,短临期预测对应率为73％。根据震级分布,得到用最大熵原理求出的地震理论发生次数,理论发震次数与实际较为接近。用最大熵原理求出了云南不同地区不同震级档次5级以上中强地震的复发周期。分析认为,云南7级以上大震危险性在逐步逼近,西部危险性高于东部。