地震4.0——新一代智能地震技术体系SCPS

2006年美国国家科学基金会NSF首次提出CPS(Cyber-Physical Systems,CPS)概念。本文借助CPS概念、架构、特征,在对地震技术体系演进过程分析研究的基础上,提出构建地震4.0——新一代智能地震技术体系SCPS(Seismic–Cyber–Physical Systems)的创新理念,并对地震4.0的内涵、架构、平台和关键技术进行阐述和论证,期望推进地震技术体系的进一步发展。     

描绘未来美国新的地震科学中心发展蓝图

为实现地震科学研究的变革性进步，持续引领在地震断层行为和地震过程研究上的科技前沿，美国国家自然科学基金会（NSF）决定采用竞争性的方式重新建设一个或多个新的地震科学中心，并公开征集新中心的建设愿景、科学方向、功能设置及基础设施建设思路。美国南加州地震中心（SCEC）积极响应并提出24份方案，本文予以概貌性描述，为进一步深入解读提供参考。     

美国"地球透镜计划"

在未来5年的时间里，美国国家科学基金会(NSF)将资助2．19亿美元，用于支持为深人了解北美大陆而开展的具有深远意义的地球科学探索——“地球透镜计划”。     

美国国家地震工程研究中心经费引起风波

1986年8月,美国国家科学基金会(NSF)将一笔2500万美元的经费拨给了纽约州立大学布法罗分校建立国家地震工程研究中心。由加州大学伯克利分校、加州理工学院、南加州大学和斯坦福大学组成的研究组未能竞争获取这笔基金。最近加州地震安全委员会通过决议,对 NSF 的决定表示不满,并支持加州选出的     

USGS 2013年地震灾害计划研究重点

美国联邦应急事务管理总署(FEMA)、美国国家标准与技术研究院(NIST)、美国国家科学基金会(NSF)和美国地质调查局(USGS)等4个机构于1977年首次启动了美国国家地震减灾计划(NEHRP),旨在提高全社会的抗震减灾意识,减少地震风险,降低地震损失.作为NEHRP计划之一的核心机构,USGS近期发布了新地震灾害计划(EHP),为2013年的地震减灾活动提供一个简明、现实和可操作的战略规划.本文就计划中的研究重点与战略优先领域内容做一简要介绍.     

模拟研究证实岩石的应力变化是“慢地震”发生的机理所在

Nature Geoscience(2013年第6期)发表了由美国国家科学基金会(NSF)和德国科学基金会(DFG)共同资助的有关新的地震形式"慢地震"研究的最新进展。慢地震通常会持续数分钟而非短短几秒钟,由于技术和研究手段所限,慢地震现象直至近5~10年才受到关注。慢地震由断层的缓慢滑动引起,介于断层稳定蠕动和破坏性地震发生之间。新的观测结果显示,断层     

地震三兄弟与宫城县附近的地震

2003年5月26日和7月26日在宫城县附近相继发生了宫城县近海地震(M7．0)和宫城县北部地震(M6．2)。地震学家们预测不久的将来在宫城县近海将会发生更大的地震(M7．5)。应该注意的是,从地震学的角度来看它们分属3种不同类型的地震。为了使非专业人员也容易理解,我将这3种不同类型的地震称之为“地震三兄弟”。这3兄弟,老大、老二在宫城县附近及其洋面上已和谐地出现,不久,老三也欲粉墨登场。     

中国地震震源深度的地理分布

利用宏观地震震源深度公式和完整宏观地震震源深度公式，计算了中国地震目录等书刊上的宏观地震场(等震线图)资料，得出震级为8.6～3.0的200次地震的震源深度，研究了它们的地理分布，可见中国地震以浅源地震为多．震源深度＜9 km者在200次中有162次(81.0%)．其中深度＜5 km者有111次(55.5%)，此种浅震多分布在南北地震带邻近各省，少数散布在除浙江省以外的各省．深度在10～20 km的中深地震较少，仅32次(15%)，多半分布在南北地震带及新疆西部、陕西、山西和山东(沿郯庐断裂带并过海至东北)．深度超过20 km的深源地震很少，散见于云南南部及内蒙东端．      

基于神经网络的强震中短期预测方法

神经网络(neural network)是由大量并行处理的类似生物神经元的简单单元构成的复杂系统．通过调整各个单元之间的连接权值，神经网络可以被训练来表达一个特定的映射．这种作用是神经网络应用的基础．近十年来，神经网络已从理论研究进入实用，并且这个趋势还在不断地发展．本文提出了一种基于神经网络模型的强震预测方法．神经网络先从存在的地震演化序列或地震前兆学习，然后对未来的强震作中短期预测．提出了两个神经网络预测模型:一个是基于地震演化序列的神经网络预测模型EE，并将它用于中国大陆未来一年的最高震级的预测；另一个是基于地震前兆的神经网络预测模型EP，并将它用于华北地区未来(2年)强震发生时间的预测．结果表明，本文提出的这种基于神经网络的预测模型有一定的预测能力，并且使用方便，有较好的应用前景．      

地振动新项目

美国国家科学基金会 (NSF)已经奖励南加州地震中心 (SCEC) 1 0 0 0万美元 ,以发展更好地预测在南加州地区地震可能发生的时间和地点以及作为结果地面怎样来震动的计算能力。这个项目队包括来自SCEC、南加州大学的信息科学研究所 (ISI)、圣迭戈超级计算中心 (SDSC)、IRIS和USGS。这些地球和计算机科学家将创建一个“协作”————一个在线协作实验室———允许科学家们跨越国界 ,可能比当前更有效地一起工作。更多信息 ,请与美国洛杉矶CA90 0 89 0 74 2的 36 5l特劳斯代尔帕克韦1 6 9号南加州大学的SCEC联系。电话 +l 2 1 3 74…     

美国启动新型设备，计划入地4000m采集地震数据

美国地震调查局和斯坦福大学的科学家将启动人们期待已久的“圣安德烈斯深部探测”(SAFOD)设备。这一次“圣安德烈斯”将首次深入地表2．4英里(3864m)做一次“旅行”，“旅行”的任务是为科学家采集地震活跃地带地震运动的相关数据和资料。斯坦福大学地球物理学教授麦克一卓比克将作为这次地下钻探任务的负责人。     

历史地震目录的自适应核估计及连续概率表示

为了从一给定地震目录中建立空间连续的地震活动性模型(地震概率分布)，提出了核估计法。对于具有不同空间分布特征的地震震源分布，具有全局(空间恒定)带宽的核估计处理不好。例如，一个典型的地震目录具有几个高活动性(成丛)区及几个低地震活动背景区。另一可采用的方法是自适应核估计，该方法使用一种在空间上变化的带宽参量。把它与空间恒定带宽的核估计法进行比较时，情况表明，(离散的)地震分布要求进行不同程度的局部光滑处理，以得到有用的空间地震活动性模型。通过使用自适应核估计法，可对任何地震概率分布的(局部)时间离散指数进行评估，并将其用于模拟主震的空间概率分布。这些方法在新西兰和澳大利亚地震目录上的应用表明，主震发生处的空间特征(震群)在整个观测期间一直呈现一种合理的稳定状态。纵观整个观测期间，活动较高的地区一直持续高活动性，无一处降至背景活动状态。这表明，在接下来的几年或几十年中，这些地区将会继续呈现出发生中到大地震事件的更高危险性。此外还观测到，浅源地震多半都是时间序列的组成部分(例如余震或群震)，而在观测期间，在新西兰消减带之内的地震却只表现出小的时间变化。     

鄂豫皖交界地区地震地质背景与中强地震复发特征的研究

鄂豫皖交界地区位于东大别山西部，历史中强地震(M≥43/4)主要发生在土地岭-落儿岭及商城-麻城断裂带上，且“互动”和“连动”的特征较为显著。根据这一特征，在研究东大别山区域地质、地壳结构、断裂活动及地震构造应力场特征的基础上，可将鄂豫皖交界地区的中强地震作为秦岭-大别山活动地块中的次级地块的整体活动来看待。该区历史地震活动整体表现为丛集特征，而主要发震断层(土地岭-落儿岭断裂)的历史地震活动则具有相对较好的准周期性。地震复发周期研究提示，该地块近期发生M≥5．0左右地震的危险性较大，而霍山-六安地区为未来发生中强地震的主要危险区。     

台湾集集和华北大同地震序列的定量模型分析

介绍了传染型余震序列(ETAS)模型的基本原理和发展概况，并利用该模型分析了1999年开始的台湾集集地震序列(主震Ms7．6)和1989年开始的大同地震序列(主震为Ms5．7)。通过分析计算，得到了二个序列的ETAS参数向量，并结合各自的孕震环境和机制分析了二个地震序列的异同和序列衰减规律。     

2004年8月份全球M≥5.0地震动态

根据中国地震局地球物理研究所中国数字地震台网数据管理中心(CDSNDMC)从美国地震学联合研究会数据管理中心(IRISDMC)得到的最新资料，2004年8月份全球范围内共发生M≥5．0地震91次(见表1)，其中M5—5．5地震69次，M5．6。6．0地震20次，M6.1～6．5地震2次。最大的一次地震发生在智利—阿根廷边界地区，发震时间为2004年8月28日13时4127秒，Mw=6．5。在发生的91次M≥5．0地震中有55次发生在东半球，36次发生在西半球。其地震事件分布图见图1，地震事件目录见表1。     

2003年10月份全球M≥5.0地震动态

根据中国地震局地球物理研究所中国数字地震台网数据管理中心(CDSNDMC)从美国地震学联合研究会数据管理中心(IRISDMC)得到的最新资料，2003年10月份全球范围内共发生M≥5．0地震116次(见表1)，其中M5～5．5地震85次，M5．6～6．0地震21次，     

台湾地区7级强地震前中强地震条带特征讨论

分析了我国台湾地区近期的地震时空分布，发现从1993年开始，台湾地区MD5．5级^①以上地震逐渐形成了二条相交于花莲、苏沃海外的中强地震条带，其中一条呈北东向分布，另一条呈北西向分布，一直持续到1999年9月21日北东向条带西南段的空段附近(南投)发生了MS7．6级强震群型地震后仍然存在，结果2002年3月31日又在两条条带交汇处的苏沃海外发生了MS7．5级主震型地震。与板内地震条带相比：组成这两条条带的地震震级较大(大于5．5)；这两条条带的长度较短(不到400km)；北西向条带在后期的地震数量偏少；北西向条带的长宽比也较小(小于5)。     

由峰值速度估算地震应力降

根据Brune(1970)提出的震源位错模式，用发生在滇西地震实验场区鹤庆MS＝5.3中强地震的地震数字化监测资料，计算了S波谱，测定了鹤庆地震序列的震源参数．在此基础上研究了地面运动峰值速度参数(r.v)对地震应力降的依赖性．由地震标定关系给出(r.v)2/3，导出了用峰值速度参数求地震应力降的3个关系:lg(r.v)＝d1+(1/3)lgM0+(2/3)lg；lg(r.v)＝d2+(1/3)ML+(2/3)lg；lg＝－1.0+1.5lg(r.v)．假定对大小地震的平均应力降取3.0 MPa，由鹤庆地震序列的观测资料定出常数d1＝－3.88和d2＝－0.38．序列震源参数测定结果给出，地震矩为1011～1015 Nm，破裂半径a＝200～600 m．根据峰值速度测定的应力降＝0.1～10 MPa，平均为3.7 MPa．用这些标度关系求出的应力降结果与Brune模式求应力降的结果比较一致．本文的研究结果还表明，地面运动峰值速度参数对地震应力降的依赖性比对地震矩的依赖性更强．      

华北地区大地震矩释放率和GPS应变率的一致性研究

GPS测量技术可以在较大地区范围内获得高精度地壳形变速率。稳定的应变速率提供了精确确定地震活动率的机会。本文运用Kostrov(1974)的公式将经平滑的华北地区应变速率转化为矩释放率，并与运用1303年洪洞地震以来的地震目录计算的矩释放率进行比较，发现两者之比南北向为60．6％，东西向为68．9％，北东剪切分量为104．1％。近似为1的比率表明了GPS测量结果的可靠性。这个结果对结合历史地震及大地形变测量估计矩释放进行地震危险性评估具有一定参考意义。     

解析计算法与吴尔夫网投影法求解震源机制结果比较

利用“基于GIS地震分析预报系统”提供的用地震初动符号求震源机制解软件，获得了1999年11月辽宁岫岩—海城交界地区20个ML≥4．0地震的震源机制解．并将求解结果与采用吴尔夫网投影法得到的震源机制结果进行比较。结果表明．二种求解震源机制得到的节面(A、B)、力轴(P、T)比较接近，对应效果比较好。