球形地球模型的地震位错理论及其应用

地震位错理论是研究地震断层滑动与地球物理场变化之间关系的理论,是震源机制、地球内部构造、地震预测等基本地球物理问题与大地测量、地球物理观测数据之间的联系纽带。被广泛使用的半无限空间介质模型的位错理论,由于其几何模型的限制,在地震变形和地球动力学等应用研究中会导致一定程度的误差。此外,现代大地测量技术可以在全球和区域尺度上精确地观测地震变形,亟需一个适用于全球地震变形研究的地震位错理论。为此,本团队基于球形地球模型,经过多年系统性研究,建立了地震位错理论新体系。所构建的球形地球模型的地震位错理论,促进了全球地震变形和地球动力学变化的研究,是近年来地球物理学领域取得的重要理论进展之一。本文简要地介绍了国内球形地球模型地震位错理论的发展及其应用研究。首先,介绍了弹性球形地球模型、三维不均匀地球模型和黏弹地球模型的位错理论;其次,介绍球形地球模型的位错理论在地球动力学变化研究、断层与地下介质结构反演和地震大地测量学研究方面的相关应用;最后,对球形地球模型的位错理论的发展方向作出展望。      

滇南地区中强地震活动特征与空间环境分析

本文根据滇南地区地震地质构造特征及历史地震活动情况,重点分析研究了1965年以来研究区(N23°—24°50′,E102°—104°)七次M_s≥5.0级地震前各种异常的演变特征,如:地震活动图象、能量、频度、震兆窗等,发现震前研究区内地震活动性异常均出现在主震前10个月以内。进一步分析滇南地区中强地震前空间环境,发现该区76.9％的M_s≥5.0级地震均发生在太阳黑子活动峰年(M)至谷年(m)的下降段,且在(M+2)位相年上发震频次最高;地球自转相对减慢年段有利于滇南地区中强地震的发生,地球自转减慢年段地震释放能量和均值是地球自转加速段地震释放能量和均值的9.94倍。滇南地区中强地震环境背景属“旱—震”型,且主震前两年内研究区部分气温、气压均有不同程度的异常显示。     

利用远场GPS观测修正东日本9.0级地震断层滑动模型

<正>真实的地震断层滑动模型(简称地震模型)和介质参数决定了同震变形影响方式和范围,同震变形对于认识和理解地震孕育的前兆信息具有重要意义。通常人们利用GPS近场位移资料研究同震位错变形,或者结合远场和近场资料,但远场资料往往不发挥作用。在此利用GPS观测的2011年东日本Mw9.0地震同震变形,研究大范围同震位移的分布规律和特性,地球介质参数对于远场同震变形模拟结果的影响;从众多地震模型中判断最接近真实情况模型的方法;尤其是远场同震位移对地震模型的敏感性或约束作用。     

国际地震中心改进的定位程序

国际地震中心(ISC)是一个非政府的、非营利性机构,它的首要任务是产出权威的地球地震活动性报告。《国际地震中心公报》报道了50年(1960~2011年)的地震活动性。近年来由于全球台站日益增加,使得报告的地震事件尤其是事件的震相数量急剧增加。相似的射线路径会引起相关的走时预测误差,这些误差归因于:模型中没有加入地球非均匀性,这导致了对定位不确定性的低估和不利的台网几何结构以及定位偏差。因此,全球的台站分布越密集和越不均衡,大多数定位算法中所做出的假设(观测数据是独立的)越不成立。为了应对这一挑战,我们为国际地震中心开发了一种新的定位算法,这种算法考虑了相关误差结构。我们采用国际地震学与地球内部物理学协会(IASPEI)所有的在ak135模型中有有效走时预测的标准震相来得到更精确的事件定位。本文中,我们阐述了新的国际地震中心定位方法,为检验此方法的可靠性,我们用该方法重新定位在国际地震学与地球内部物理学协会参考事件表中的地面真实事件,我们也对整个《国际地震中心公报》做了重新定位。我们的定位算法虽然只有很小的改进,但是对定位结果的改进却很显著,尤其是在深度的确定上和更精确的形式不确定性分析上。我们论证了新的定位算法;通过后续震相的使用和深度解的测试,相当多的地震震群变得更紧密了;因此该算法为地球地震活动性提供了一个改进的观点。     

汶川与昆仑山强烈地震激发的地球自由振荡频谱的对比分析

强烈地震激发的地震波信息非常丰富,高频信息能量部分会在小范围短时间内迅速衰减,而低频信息特别是较低频信息能量部分则衰减较慢,会绕地球很多圈后才会消耗殆尽,从而激发地球的自由振荡.虽然地球自由振荡的固有频率不变,但不同震源机制的地震激发的地球自由振荡频率成分会随着震级、震源机制、方位等的不同而有显著差别.本文利用2008年5月12日汶川(M_w7.9)地震与2001年11月14日昆仑山(M_w7.8)地震这两个能量震级相当但震源机制不同的地震,基于地震波传播理论,考虑横向各向同性PREM地球模型并融合Crust2.0地壳模型、S20RTS地幔模型及PREM径向衰减模型,利用谱元法结合高性能并行计算,对这两次强烈地震激发的全球地震波传播进行了数值模拟,计算它们激发的地球自由振荡频谱特征差异.计算结果显示了汶川地震的逆冲-走滑特性及昆仑山地震的水平左旋走滑特征.利用理论计算得到的地震波动记录进行功率谱密度估计对比分析,研究结果显示这两次强烈地震释放的低频信息能量大小相当,但总体上看昆仑山地震释放的能量略小于汶川地震的.对比分析表明,不同地震激发的地球自由振荡模式在同一台站处的发育程度不同;同一地震激发的地球自由振荡在不同台站处记录到的振型频率成分也有很大差异.对于不同地震激发的地球自由振荡,有一些频率成分共同出现,表现为地球自由振荡功率谱能量均较大;也有一些振型由于相长干涉,仅在某些地震中被激发而得以良好发育,表现为功率谱能量明显较大;而一些振型由于相消干涉,在一些地震激发方式下被压制,表现为功率谱能量明显很小,甚至接近于0.计算结果清楚地显示了不同地震激发方式下地球振荡模式丰富而复杂的特性,需要对不同地震激发的地球振荡信息进行综合深入的分析,才能对地球内部结构尤其横向不均匀特性给予全面的科学解释.     

震源研究的进展

地震是发生在地球内部的一种自然现象,它对人类的生命财产威胁很大,尤其是大地震,如我国1976年唐山地震一夜之间使24万人丧生,1976年2月危地马拉地震造成的经济损失相当于这个国家年国民生产总值。因此有史以来地震一直强烈地吸引着人类的注意。从纯科学的角度来看,地震又是一个信息源,由地震发出的地震波我们可以得到震源发生过程和波的传播规律及地球内部构造的信息,地震科学的这两个分支(震源研究分支和地球内部结构研究的分支)是同时产生的。但是直到现在震源的研究远不如地球     

全球各地震带及我国的地震活动性分析

地震活动是全球构造运动的表现之一,按照全球板块构造学说,全球地震活动从其分布区域的构造特征来看,分为3类:板间地震、板内地震和洋脊地震。一、地震活动性指数A(b) 地震活动是地球本体的一种基本属性。研究全球地震活动性的历史和现状,对于分析一个特定地区的地震趋势是一项必要的基础工作和不可缺少的背景条件。地震活动性一词虽     

全球地震过程及其机理

对比研究地震、月震、火星震和金星震有助于认识物质现代运动的本质和揭示地震过程的物理实质。3.1类地行星的地震活动3.1.1月震活动性月球是地球的天然卫星,月球距离地球384400km,它在空间运动过程中主要受地球和太阳影响。月球质量为7.35×1026g(地球质量等于5.977×1027g),体积为21.99×109km3,月球平均密度等于3.34g/cm3(地球密度等于5.52g/cm3)。在30亿年时界上,月球相对平静,很久前就已冷却。通过月球面热辐射不超过1026erg/a(地球上热损耗达1028erg/a),月球面上有超深断裂和弱化带的全球系统。图3.1月球内部结构图月球内部结构可分成…     

2003年5月26日宫城县近海地震--由工程学角度研究强震动的特征与所造成的灾害

引言2003年5月26日下午6时24分发生了震源位于宫城县近海的7.0级地震(以下简称“5·26”地震)。地震造成港口设施、东北新干线天桥部分受损,并发生滑坡。由于天桥受损导致东北新干线部分区段运输中断,不仅延误了自治体的信息传递,移动电话等也不能及时通活。万没想到的是,在与这次地震发生的同一地区,即2003年7月26日的午前0时13分M5.5,7时13分M6.2,午后4时56分M5.3的地震又相继发生,震源均位于宫城县北部地区(以下简称为“7·26”地震)。“7·26”地震造成的灾害比“5·26”地震大得多,下面,对这两次地震的受灾情况做一介绍。1“5·26”…     

全球地震模型(GEM)行动计划

自然灾害是一个全球性的问题,而地震也是不分国界的。因此,需要有一套统一而又各自独立的规范来计算全球地震风险。2009年3月9日,全球地震模型(Global Earthquake Model,简称GEM)公私合作项目正式启动,这拉开了GEM行动计划的帷幕。GEM计划由经济合作与发展组织(OECD)的全球科学论坛发起,旨在提供一个开源的透明标准,以便在全世界进行地震风险的计算模拟与相关信息的沟通交流。在此,我们对该计划的远景、目标战略、科学框架、参与者、计划实施、组织、资助等情况做一简要介绍。     

关于停止刊登华北、首都圈地区和全球地震目录的说明

自1992年起,《国际地震动态》杂志开始连载华北地区(330°~420°N,1110°~1250°E)ML≥30地震和首都圈地区(380°~410°N,1130°~1200°E)ML≥20地震的地震目录,并且自1996年开始连载全球M≥50地震目录,这给广大地震预报工作者提供了目录查询的方便,对地震预报研究工作起到了间接的帮助作用。然而,随着互联网的发展,各种地震资料已实现网上共享,广大地震预报研究工作者可以通过互联网获取数据,而且方便快捷。因此,经《国际地震动态》编委会研究,决定从2005年第1期,停止刊登上述两地区及全球的地震目录。在需要延用上述地震目录的读…     

北纬35°为地震多发带原因探析

本文将地震现象与材料的静力破坏特点、疲劳破坏特点相比较,确认产生地震的岩石断裂和错动属于疲劳破坏。根据作者70年代末研究受压容器、化工机械疲劳破坏规律的成果,将地球作为一个球形薄壁容器进行了认真计算,结果表明:地球无论在自转离心力的作用下,还是在太阳系内任一天体的万有引力作用下,35°N地带的疲劳破坏均最严重。从而揭示了35°N地带地震活动性高的原因。     

1890—2020年伊朗MS≥6.8地震时空对称性及趋势分析

探寻区域地震的时空规律并进行趋势判断对防震减灾有重大的现实意义.选取1890—2020年伊朗 M_S≥6．8地震数据,采用可公度方法、三性法和蝴蝶结构图等方法研究区域地震的时空对称性,并结合太阳黑子数、地球自转速度变化对发震的物理机理进行探讨.研究结果表明(1)伊朗的强震具有良好的可公度性,从时间趋势判断上看,2022年伊朗发生 M_S≥6．8地震的信号最强, 2024年次之,并且通过三性法得知发生在2022年底的可能性更大.(2)从空间对称性上看,根据历史地震的经纬度迁移和震中三角迁移规律,下一次地震发生在32°N,54°E东南方区域内的可能性较大.(3)伊朗 M_S≥6．8地震多发生在太阳黑子的极值年和下降段;同时,强震多发生在地球自转减速期和日长极值年及其附近,这在一定程度上佐证了灾害时空对称方法的可靠性.本研究进一步深化了对地震的规律认识,同时对三性法在区域上的应用有一定探索意义.     

古登堡-里克特震级标度的计算方法与实例

地球物理科学的发展和地震活动性研究工作的深入,都迫切要求提高地震参数的测定精度。地震震级的测定与计算就是其中一例,目前它已成为地球物理学家们很关注的一个问题。在进行历史地震和地震活动性的研究中,地震参数一般引用“全球地震活动性”(Seismicity of the Earth.B.Gutenberg and C.F.Richter,1954)一书和Duda(1965)强震目录。1979年Abe又发表了全球Ms≥7(1904—1980)强震目录,还有其他一些强震目录。将这些目录进行对比,就可发现:1、地震震级,尤其是1954年以前的     

2003年《世界地震译丛》总目次

第1期一种复杂的余震序列模型(Y.Moreno A.M.correigJ .B.Gomez,等)邵辉成译(1)具有脆性形变和蠕动变形的复合单断层系模型中的应力、滑动与地震(Y.Ben一Zion)陈时军等译(13)日本鹿儿岛的地震对:应力影区中的凹凸体破裂(H .Horikawa)李国荣译(46)考虑应力触发余震的第三维:1993年俄勒冈克拉马斯福尔斯地震序列(J,G.CriderD,P.Sehaff D.D,Pollard,等)···········……王俊国译(62)研究意大利南部地震区地电时间波动与地震相互关系的新方法(L .Telesea V.Cuomo V.Lapenna,等)朱大庆译(67)用多学科方法研究埃特纳火山喷发…     

地球自转变化与全球地震活动关系的研究

应用天文观测的日长变化序列和全球地震资料，研究了全球地震活动与地球自转十年尺度起伏，以及季节性变化间的关系．结果表明，全球地震活动与地球自转变化在时间尺度上，存在着一定的全局性联系，而在空间尺度上存在着一定的地区性差异．尤其是位于北大陆中纬度地区的欧亚地震带(不含东南亚地区)和下加利福尼亚－阿拉斯加东部地震带的地震，与地球自转变化具有较好的相关性．根据上述联系，天文观测的地球自转资料可以为监测全球地震活动提供一种参考依据．      

关于地震预测体制的思考

正地震预测是世界难题,目前还没有哪个科学家能准确的预测未来地震发生的情况,主要原因有3点:(1)目前我们还只能在地球表面开展地震观测(地球的不可入性);(2)破坏性地震的发生相对于天气预测来讲还是极小的概率事件,特别是7级以上的大地震,其孕育周期可能超过人的寿命。因此,一个科学家研究某一地区的地震活动规律时,可能毕生都难以经历一个活动周期。因此实验数据样本极少;(3)各地的地震分别具有不同的活动特点,无法借     

1987和1988年震情

一、全球地震活动 1987年全球发生7级以上地震10次,1988年发生12次,最大震级都是7.9。释放的能量分别为88×10~(15)焦耳和90×10~(15)焦耳,与1972—1988这17年间平均值(15次/年,160焦耳/年)相比,全球地震活动水平是比较低的。 在1987年,强震几乎都发生在环太平洋地震带上,大多数是在其东带和南段,即美洲西部沿海地     

用P波波形资料测定中强地震震源过程的方法

本文系统地介绍了综合利用不同震中距离范围(3°—90°)长周期P波波形,用理论地震图波形拟合和反演求解中强地震断层面解的原理和方法。根据地球介质对在不同震中距离范围的地震波的影响,将震中距离划分为:(1)区域地震范围(3°<△12°);(2)上地幔范围(15°<△<30°);(3)远场范围(30°<△<90°)。在不同的震中距离范围内采用了不同的简化地球模型。文中介绍了利用广义射线理论计算地球介质响应的方法,给出了适合中国大陆地壳上地幔结构的Pnl波与上地幔响应的数值例子。波形拟合采用试错法和线性反演方法。在反演求解过程中,误差函数是由观测记录与理论地震图的相关系数决定的,它强调波形间的拟合,但对地震波振幅的绝对大小不敏感。这个线性反演方法比较适合地震记录的实际情况。文章还扼要地介绍了基于上述方法建立的用P波波形资料测定中强地震震源过程的人机交互系统STEP-1的特点。     

淄博市及其邻近地区活断层地震危险性评价

本文是山东省防震减灾“十五”重点项目(SD10503)—淄博市活断层探测与地震危险性评价项目的一个子课题和山东省自然科学基金青年基金(Q97E1142)——郯庐断裂带强震孕育动力学模型及其数值模拟研究部分研究成果的总结.在分析研究地震地质、地球物理、断层综合地球物理探测、探槽开挖、断层活动性鉴定等技术手段获得的反映区域地震构造环境、深部构造背景、活动断裂长期滑动习性的定性和定量资料、历史与现代地震活动性和地球动力学资料的基础上,甄别出具有发生破坏性地震的活断层段.同时利用定性、定量和综合判定方法,评价了淄博市及其邻近地区主要断层的地震危险性.本项研究成果为淄博市城区地震小区划、震害预测和断层危害性评价提供了基础依据.