利用完整的数据文件估计喜马拉雅山及其附近地区的地震危险性参数

根据利用包含最近震例的完整数据文件的方法,对喜马拉雅山及其周围地区地震危险性参数进行了最大似然估计。采用的完整地震目录是1900～1990年这个时段的。对喜马拉雅山及其附近6个不同地震带确定了最大区域震级M_(max)、地震活动率λ、具有某一震级下限M_(max)≥m历的地震的平均复发周期R及其发生概率,以及古登堡-里克特震级频度关系式中的b值。结果表明,NEI和BAN带上的危险性一般来说高于其他4个带。带与带之间b值和危险性水平的高差异反映出地震构造具有高度复杂性,地壳具有高度不均匀性。     

用不完整的数据文件估计地震危险性参数 第一部分：具有不同临界震级的极值

地震危险性参数（最大区域震级mmax、地震活动速率λ和古登堡－里克特方程式中的参数b）的最大似然估算方法已被扩展用于处理包括历史大震和近代完整观测资料在内的混合资料。该方法可以收取利用具有不同临界震级值的地震目录中各种质量不一的完整资料。本程序作为一个案列证被用来估计卡拉布里亚和西西里东部地区的地震活动性参数。     

俯冲带地震的震级极限

最大地震震级(m_x)是地震危险性和风险分析中的一个关键参数。然而,最近发生的一些大地震表明,大多数现有的估算m_x的方法都存在不足。此外,m_x本身定义也不明确,因为它的意义在很大程度上取决于其使用范围,如果只使用现有的数据而不把它与时间间隔相结合,通常不能将其推断出来。在本研究中,用研究时段内的可能最大地震震级m_p(T)取代m_x。m_p(T)不仅包含震级极限的信息也包含极端事件发生率。使用锥形古登堡—里克特(TGR)分布为环太平洋俯冲带估计了m_p(T)。对两个锥形古登堡—里克特参数,即β值和角震级(mc)的估计是通过最大似然法与构造矩率约束得出的。需要较小地震的发生率来补充锥形古登堡—里克特分布。采用整个地球模型,即m≥5地震发生率的全球高分辨率估计,来估计这些发生率。通过蒙特卡罗模拟计算m_p(T)的不确定性。我们的研究结果表明,多数环太平洋俯冲带可以在250年的时间间隔生成m≥8.5的地震,在500年的时间间隔生成m≥8.8的地震,在10 000年的时间间隔生成m≥9.0的地震。利用基于浊积岩研究的10 000年古地震记录为卡斯凯迪亚俯冲带补充了有限的仪器记录地震数据。我们的结果显示,该地区500年周期预计有m≥8.8地震;1 000年周期预计有m≥9.0地震;超过10 000年的周期预计有m≥9.3地震。     

综合地震和地质数据获得的坎特伯雷地震序列的震级—频度分布模型

我们综合地质和地震数据获得了坎特伯雷地震序列的震级—频度分布模型。在确定分布曲线时,借机用新的数据解决了文献中的一个长期争议:对于断层或断裂带的地震活动性,究竟是古登堡—里克特关系还是特征地震模型描述得更好。结果表明,对于坎特伯雷地震序列的整个复合断裂带而言,若综合考虑古登堡—里克特曲线(拟合仪器目录数据)误差和格林代尔断层上大(主)震根据古地震推断的复发周期界限,震级—频度分布可用古登堡—里克特关系很好地描述。相反,对于格林代尔断层的较小区域,震级—频度分布用特征地震模型描述得更好。不同的就是尺度,因为坎特伯雷地震序列所代表的复合断裂带表现为古登堡—里克特分布,而该断裂带内的单个断层表现为特征地震分布。因此,地震风险模拟中震级—频度分布的确定必须考虑尺度因素,而不能简单地认为一条震级—频度分布曲线适用于所有断层情形。     

矿山地震危险性评估方法

1.引言地震活动性的经典描述基于地震发生率λ(它等于给定时间段T内震级大于等于m_(min)的地震个数)、古登堡-里克特关系式中的b值和区域最大地震震级m_(max)。古登堡-里克特关系的形式为:logn(m)=a-bm(1)式中r(m)为震级大于等于m的地震事件个数,a和b为参数。高b值表明所考虑区域内高震级地展事件个数占地震事件总数的比例较小;相反,低b值表明高震级事件占有较大的比例。因为高震级事件导致较强的地面运动,而且较强的地面运动经常与地震破坏和岩石的强度降低有关。     

新疆历史地震目录完整性分析

基于古登堡里克特的震级频度关系对新疆及其境内南天山、北天山历史地震目录的完整性进行分析,通过地震频度、b值拟合以及地震遗失率的估计,大致确定了不同下限震级的完整目录起始时间。新疆6级以上地震1900年以后是相对完整的,5级以上地震在1955年以后是完整的,4.7级以上地震1965年以后是完整的。南天山和北天山5级以上完整地震目录可从1952年开始,4.7级以上地震1963年后是完整的。     

地震的震级频度分布与古登堡—里克特关系式的偏离:大震之前前兆异常的检测

本文介绍了表示地震的震级频度分布与古登堡-里克特(GR)关系式偏离的一种量度。以前曾认为震级频度分布遵从古登堡-里克特关系式,然而,实际分布常常与这一关系式偏离相当大。令n_i、N、M_0和b分别是震级为M_i～M_i+△M的事件数目、地震的总数目、震级的下限以及古登堡-里克特关系式的b值。这样,用Kullback-Leibler平均信息就可给出偏离的量度:式中,p(X_i)=n_i/N,q(X_i)= b ln 10 exp(-b ln 10 X_i),函数q(X_i)代表古登堡-里克特分布,因此这个量度给出了震级分布与古登堡-里克特关系式的偏离程度。如果地震的震级分布与古登堡-里克特关系式符合得越好,那么‘C’值将越小;而如果分布精确地遵从古登堡-里克特关系式时,‘C’为零。相反,如果分布与古登堡-里克特关系式偏离很大,‘C’指标给出的值也很大。我们研究了日本的大地震和震群前后‘C’值随时间的变化,结果显示出大震前后‘C’值的变化是不可忽视的。在大震之前,‘C’值变小,这说明震级分布与古登堡-里克特关系式吻合得较好,主震之后,‘C’急剧变化。在震群活动期间,‘C’值的变化也相当大,但是,震群的‘C’值比一般地震的‘C’值小些。在某些震群中,‘C’指标在最大活动时刻达到极大值。这个量度是很有用的工具,用它可观测地震活动的典型特征并且或许可用来作为检验大震的前兆现象。     

地震巨灾模型中的随机地震事件集模拟

地震巨灾保险是降低地震灾害风险的有效手段之一,而地震危险性分析是地震巨灾模型的主要分析模块之一。传统的概率地震危险性分析主要是基于潜在震源模型、地震活动性模型和地震动衰减模型等并采用概率方法得到场点的地震危险性值,该危险性表示的是未来所有地震对场点的综合影响。然而,在使用地震巨灾模型进行地震风险分析时需要用到单个地震事件对场点的影响,这就需要根据潜在震源区生成一系列单个地震事件,并计算每个事件对场点的影响。本研究采用蒙特卡洛方法,基于第五代中国地震动参数区划图中所采用的地震活动性模型(潜在震源区及其地震活动性参数),模拟符合我国地震活动时间、空间和强度分布特征的地震事件集。模拟时遵从的基本理论为:地震发生在时间上符合泊松分布,震级分布可用古登堡-里克特定律来描述,空间分布特征则用潜在震源区及其地震发生率来描述。模拟得到的地震事件包含以下参数:时间(年、月、日)、地点(经度、纬度)、深度、震级、断层走向以及衰减特征等。该模拟地震事件集可满足地震巨灾模型中地震风险分析的需求,已应用于我国地震巨灾模型中。     

新疆西部地区地震活动的自然节律

研究地震活动规律是预报地震的最重要途径。自从古登堡(B.Gutenberg)和里克特(C.F.Richter)发现地震序列中震级与频度具有对数关系:lgN-a—bM之后,“b”值变化一直被用来预报地震。但上述关系只是序列总体的平均统计结果,未能指出序列内部的结构特征。因而用“西”值预报地震带有不确定性。 本文通过对新疆西部地区浅源地震活动序列分析,首次发现一定强度的地震活动序     

单值地震危险性图的参数不确定性和可变性的处理

基于主观判断和有限资料解释的概率地震危险性研究的输入(地震震源区、地震发生率、衰减函数等)都是不确定的。面对这些不确定性,我们要考虑:(a)如何“合理地”确定单值概率地震危险性图中所标示的地震运动水平;(b)计算得到的地面运动水平的不确定性在这种图上可以明确地表达到何种程度。如果单个震源区的地震发生率、古登堡-里克特公式中的b值,以及最大震级的最佳猜测估计值被看作是不相关的并且每一参数中的不确定性可以看作是关于估计值对称的,那么,使用这些最优估计计算的概率地面运动水平表达了最可能的值和近似的均值。另一方面,根据不同震源区方案计算的地面运动大小,可能集中于每一方案的不同的中心值周围,而且,根据最可能方案计算出的地面运动水平可显著不同于所有方案计算出的地面运动水平的平均。我们得出结论(因为至少在美国东部和中部对地震过程是缺乏了解的),要得到单一的危险性估计结果,假定未来地震将趋向于发生在过去已经发生过地震的地区,并且具有与过去相当的发生率是合理的(在美国西部当单条断层上存在古地震资料时,这些信息是可以结合使用的)。在有多种震源区方案的情况下,使用不同的地面运动衰减关系得到的危险性估计,彼此会显著不同。人们或许考虑采用数个衰减关系的平均,但是,这样一来技术上的问题(例如,如何平均那些采用不同距离量度的关系式,如何估计σ,等等)会使操作非常困难,而且当包含一个与其它衰减关系离散较大的衰减关系时,它对均值会产生很大的影响。为了简化和可操作起见,使用单一的、不被认为是“极值”的衰减关系似乎是合理的,并且这一做法已获得危险性分析人员的接受。     

1900-1948年中国Mem>6.5地震的均一震级目录

由于不同时期各观测系统所用震级标度、仪器性能和测量方法的不同,各种中国地震目录中所列震级值常不一致。本文在收集和整理1900——1948年间,中国地震的仪器观测资料的基础上,采用统一的震级标度修定震级,以期给出该时期的均一震级目录。为此,采用古登堡-里克特1945年面波震级公式和1956年体波震级公式,作为基本震级标度,并将1962年的莫斯科-布拉格公式用于较短周期面波的面波震级测定,以作补充。统计表明,在这段时期内,两者之间是比较一致的。 根据这种标度,重新核算了《全球地震活动性及有关现象》一书的手稿资料,并用所有能收集到的台站振幅、周期资料计算了震级;建立了徐家汇台的量规函数和应用观测到P波的最大距离估计震级的计算公式;统计出各种震级目录中的震级值对古登堡-里克特震级标度的归算关系。从而得到了1900——1948年间中国地震的修订震级。文中列出6.5级以上的中国地震目录。 修订后的震级与国内外已有目录的统计对比结果表明,修订后的震级与阿部的全球大震目录中我国地震的震级相近,而与1983年编《中国地震目录》(未计入直接引用徐明同震级的部分)所列震级平均偏差虽小,但离散较大。 本文根据修订后的震级目录,探讨了《全球地震活动性及有关现象》一书中震级的含意,结果与盖勒-金森的结      

土耳其及周边地区的地震活动

本文利用１９６４￣１９９８年期间全球震源数据库和ＩＲＩＳ的资料,对土耳其周边地区地震频度的纵向和横向变化进行了分析,利用不同的震级尺度校正以建立统一的震级目录。由古登堡－里克特关系式导出的参数深度分布揭示出,有关频度分布的α值和ь值与深度有关。地震报告中多数不知道震源深度（０ｃｍ、１０ｃｍ、３３ｃｍ）,从而引起这些参数在纵向分布的变化很在。还观测到不论是参数α或是ь都不能单独作为度量所研究地区的区     

1900—1948年中国M≥6.5地震的均一震级目录

由于不同时期各观测系统所用震级标度、仪器性能和测量方法的不同,各种中国地震目录中所列震级值常不一致。本文在收集和整理1900—1948年间,中国地震的仪器观测资料的基础上,采用统一的震级标度修定震级,以期给出该时期的均一震级目录。为此,采用古登堡-里克特1945年面波震级公式和1956年体波震级公式,作为基本震级标度,并将1962年的莫斯科-布拉格公式用于较短周期面波的面波震级测定,以作补充。统计表明,在这段时期内,两者之间是比较一致的。 根据这种标度,重新核算了《全球地震活动性及有关现象》一书的手稿资料,并用所有能收集到的台站振幅、周期资料计算了震级;建立了徐家汇台的量规函数和应用观测到P波的最大距离估计震级的计算公式;统计出各种震级目录中的震级值对古登堡-里克特震级标度的归算关系。从而得到了1900—1948年间中国地震的修订震级。文中列出6.5级以上的中国地震目录。 修订后的震级与国内外已有目录的统计对比结果表明,修订后的震级与阿部的全球大震目录中我国地震的震级相近,而与1983年编《中国地震目录》(未计入直接引用徐明同震级的部分)所列震级平均偏差虽小,但离散较大。 本文根据修订后的震级目录,探讨了《全球地震活动性及有关现象》一书中震级的含意,结果与盖勒-金森的结     

根据南加州的背景地震活动性估计地震危险性

通过分析南加州的历史地震活动性,找到了一种用6.5级或小于6.5级的背景地震活动性计算地震危险性的合理方法。该方法的基本假设是:未来地震在空间上将群集在4级或4级以上历史主震震中附近。通过分析加州去群集的地震目录,计算每个网格内的地震发生率,并对该发生率进行空间光滑处理,以预测未来地震的空间分布。为了寻找合适的空间光滑函数,我们研究了南加州地震震级与距离(r)的相关性,发现其遵循1/rμ幂次率关系,其中μ随着震级增大而增大。我们的研究结果表明,较大的地震在空间上比较小地震更群集。假设地震活动性遵从古登堡-里克特震级分布关系,我们计算了50年超越概率10%的地面峰值加速度。南加州大部分地区的峰值地面加速度值在0.25g至0.35g(g=10m/s2)之间。所得地震动水平一般比用全部震源模型(包括地质和大地测量资料)所得结果的一半还要小。我们还用蒙特卡罗方法计算了危险性图的总体不确定性,发现该地区大多数区域的变化系数为0.24±0.01。     

基于特大地震发生率的川滇地区地震危险性预测新模型

川滇地区是我国地震危险性较高的地区之一.本文基于对特大强震的风险性考虑,使用全球地震模型OpenQuake软件,建立了川滇地区地震危险性预测新模型.首先根据构造特征划分多个震源分区,并整理出这些震源分区内断层活动特征与滑动速率;基于震源分区和断层模型,使用GPS应变率转换成的锥形古登堡-里克特关系作为整个区域的地震积累率,并允许超过历史最大震级的特大地震的出现,结合活动断层滑动速率所积累的地震发生率,给出震源分区内断层地震源和背景地震源的地震发生率的比率分配关系;在活动断层分段上,保留了大型断裂或其主要部分,没有根据小的阶区来对断层进行详细分段,以便分配特大地震发生率;并使用地震率平滑方法分配背景地震发生率.最后在OpenQuake中加入地震动预测方程,计算出了川滇地区的PGA分布图,为区域地震危险性提供科学依据.     

震级和地震的定量化

引言在将近50年以前里克特引入地震震级的概念,在地震学的领域内,已取得了不平凡的成功。地震震级满足了按强度把地震加以分类这个明确的需要。随着时间的前进,提出了几种震级标度。按年代顺序为,第一是由美国加利福尼亚南部地震产生的近震震级 M_L(里克特,1935).为了把震级标度应用于远震事件,引入了20秒面波的震级 M_S,称为面波震级(古登堡和里克特,1936)。最后,为使震级标度适用于任意震源深度,定义了体波震级 M_b(古登堡,1945a、b)。不辛,由于这个不一致的发展,立刻出现了困难。明显的问题是如何使得三个震级标度彼此相连系,始终没有一个满意的解     

用合成地震目录模拟希腊科林斯湾断层系的地震活动

特征地震假设是模拟大断层上随时间变化的地震复发过程的基础。但是,特征地震假设并没有有力的观测证据。鲜有断层段具有单个已破裂事件的悠长历史记录或古地震记录,加上资料与参数的不确定性,很难获取复发的分布特征。例如,科林斯湾断层系(CGFS)的强震记载超过2 000年,虽然最近300年M≥6.0地震的目录是完整的,但其中记录的独立断层段上发生的特征地震则凤毛麟角。采用基于物理的地震模拟算法可以产出长达10万年且包含超过50万个4级以上事件的地震目录。此模拟算法的主要特征是:(1)对断层系中每个断层段都采用平均的地震滑动速率;(2)采用探索式程序实现破裂生长和停止,从而得到自组织的震级分布;(3)地震震源间具有相互作用;(4)应力再分布过程中微小地震的影响。用此算法模拟科林斯湾断层系可以给出较为真实的地震时空强特征。这些特征包括强震的长期周期性、强震与小震事件的短期丛集性以及在较高震级区间偏离古登堡—里克特分布的较真实的震级分布。     

2003年台湾成功地震前的地震活动特征

通过计算Z值的标准正态偏差及古登堡里克特关系中的b值,研究了2003年台湾成功地震（Mw=6．8）之前台湾地区地震活动性图像的变化。在成功地震震源周围的Z值分布中可以识别出地震活动的Mogi环形变化。在成功地震之前的震源区附近还明显看到b值的下降。相对较低的地震活动速率和b值的下降可能是整个地震活动中与平静相联系并使得成功地震前主震区域中等事件活动加强的前兆现象。     

基于蒙特卡洛方法的地震目录模拟及相符性检验——以汾渭地震带为例

人工地震目录模拟是改进现有地震目录不完备性、弥补大地震记录稀缺,以及完善地震学相关研究的有效途径之一。本文基于地震活动的泊松分布模型、古登堡-里克特震级-频度关系,利用能较逼真描述具有随机性质事物特点及物理实验过程的蒙特卡洛方法,模拟汾渭地震带未来30、50、100年等不同时长的地震目录,并对其进行统计检验。分析表明,模拟地震目录符合设定的地震活动性参数和泊松分布假设特征。依据模拟地震目录,对未来该区域地震趋势进行了分析,以期为地震危险性分析提供参考。     

在不完整地震目录下的未来缺震数估计

依据所关心地区的地震目录,建立起古登堡-里克特关系,并据此而推断该地区未来的缺震数,是一种常用的做法。然而,如果该地区的震级-频度关系是非古登堡-里克特的,或者即使是但由于地震目录不全(指历史地震目录的中小地震缺失和现代仪器记录的弱小地震缺失)而使震级-频度曲线呈系统性上凸,都将严重影响对未来缺震数的估计。本文指出,无论是哪一种情况,甚至是两种情况的耦合,折线型震级-频度关系都是合乎逻辑的处理方法。本文侧重于概念、实例,而在下文中则致力于算法推导和理论试验。