On the integral equation of the continuous-state stochastic reservoir with seasonally varying autocorrelated inflows

The paper deals with continuous-state reservoirs in discrete time, in terms of the (continuous) Moran transform U_t = Z_t + X_t of the (discontinuous) storage levels Z_t. In the non-seasonal case, if the inflows X_t have a first-order Markov structure, the modified storage levels U_t have a second-order Markov structure. It is shown that, for each value of u, the limit p(u,v) as t → ∞ of the joint density p_{t + 1} (u, v) of U_{t+ 1} at u and U_t at v satisfies a certain non-standard first-order linear integral equation of the form

or, equivalently, a standard second-order equation of the form

In the seasonal case, with two seasons, the corresponding bivariate density p(u,v) for consecutive seasons satisfies a second-order integral equation of the form

the kernel being a function of the season-to-season inflow transition densities.     

Clam burrowing behaviour: Inhibition by copper-enriched sediment

Burrowing behaviour is adaptive and allows clams to escape predation; yet the effects of potentially toxic metals on such behaviour have not been adequately investigated. In natural marine sediment contaminated with copper the time for littleneck clams (Protothaca staminea) to achieve complete burial was recorded. Above a threshold of 5.8 μg g⁻¹ Cu added to dry sediment, the time for 50% of the clams to burrow (ET₅₀) increased logarithmically with increasing sediment copper concentration according to:

logET₅₀ = 0.15 (CU) - 1.37 (n = 4, r² = 0.98)

where ET₅₀=time in hours for 50% of clams to burrow and Cu=μg g⁻¹ Cu in dry sediment. Previously exposed clams had both a lower threshold to Cu and a longer reburrowing time (ET₅₀). Clams exposed to sediment mixed with Chelex-100®-sorbed copper showed no significant change in burrowing time. Bioassays based on claim burrowing behaviour can measure both bioeffectiveness of sediment-sorbed metals and a sublethal effect with ecological meaning.     

地震大小的度量

本文首先对地震大小度量的研究历程作了简要回顾。在此基础上着重指出以下几点: ① 近几十年广泛使用的M_L、m_b(m_B)、M_S震级标度,作为对地震大小的度量,不仅都存在着“以偏概全”和“震级饱和”的问题,而且由于未充分顾及地震波衰减的区域差异,尤其台站场地对地震动放大作用的差异,因此都只是对地震大小的不精确的度量。 ② 地震矩M₀不仅物理含义明确,而且克服了M_L、m_b(m_B)、M_S震级标度所存在的各种问题,是最适合科学度量地震大小的物理量。为了继续延用“震级”这一术语,Kanamori定义了矩震级标度M_W,虽然其假定的前提条件仍有待研究,但也是对地震相对大小的较合理的度量。 ③ 为更加科学地度量地震的大小,必须充分利用现代区域数字地震台网产出的大量波形数据,加强地震波衰减特征、场地效应和震源参数测定及有关定标关系的研究,在完善M_L、m_b(m_B)、M_S震级测定方法的基础上,重点改进、完善M_W标度,逐渐推进以M_W作为统一度量地震相对大小的物理量,为地震科学研究和地震预测研究奠定更加坚实的基础。     

再论地震大小的度量

本文是针对迄今为止中国在地震大小的度量方面存在的主要问题撰写的。 在阐明地震大小物理含义的基础上, 首先指出由震源辐射能量E_R出发所定义的传统震级标度M_L, m_b(m_B), M_S都存在着“以偏概全”, “震级饱和”和M_L震级标度的“局限性”, 以及不同标度的震级之间不可相互换算等问题。 而由在地震破裂的整个过程中震源区“等效力”所做的功出发导出的地震矩M₀是对地震大小最科学的度量。 为继续应用“震级”这一术语来描述地震的大小, 由M₀所定义的矩震级标度M_W不仅克服了传统震级标度存在的各种问题, 而且适用对不同大小、 不同震中距、 不同震源深度地震大小的度量。 因此近20年已被国际地震学界普遍采用。 最后强调推进地震大小的度量与国际接轨是推进中国地震科技现代化必须解决的重要基础性工作, 不仅有利于国际地震科技交流合作, 而且有助于增强防震减灾工作的科学性。     

昆明地震台地面与井下地震计地震记录震级偏差

选取昆明基准地震台观测山洞内放置的宽频带地震计BBVS-60及井下放置的GL-S60B深井宽频带地震计记录资料,采用新的震级国家标准（GB17740-2017）,对地面及井下地震记录计算M_L、m_b、m_B（BB）、M_S、M_S（BB）等5种震级,得到2种地震计的震级偏差。结果显示,M_L平均偏差0.18,m_b、m_B（BB）平均偏差0,M_S平均偏差-0.02,M_S（BB）平均偏差-0.01。     

测定的震级之间不应相互换算

新的强制性国家标准《地震震级的规定》（GB17740—2017）规定了地方性震级M_L,短周期体波震级m_b,宽频带体波震级m_B（BB）,面波震级M_S,宽频带面波震级M_S（BB）和矩震级M_W等6种震级的测定方法,并将矩震级M_W作为对外发布的首选震级。由于不同震级所使用的地震波类型不同,所表示的意义也不同,因此新标准明确要求：测定的震级之间不应相互换算。为了帮助相关技术人员更好地理解并能在实际工作中正确使用新国标此项规定,本文从地震的复杂性、震级的多样性、新旧国标的一致性,以及使用地方性震级M_L转换成面波震级M_S开展地震速报所产生的一系列问题等方面,阐述制订该规定的主要原因。     

2017年琉球群岛6级地震前佘山地震台应变观测异常

2017年5月9日琉球群岛6级地震发生前,佘山地震基准台YRY-4型钻孔应变仪的2个观测分量S₂、S₄,在M₂波潮汐因子分析中表现出明显的趋势异常。通过实地调查排除环境、气象干扰,对应变与气压观测曲线的M₂波潮汐因子γ值进行对比及量化分析,认为应变分量观测异常非环境干扰造成,应与琉球群岛6级地震发生有关。     

地震预警断层参数实时识别方法(FinDer)详解及其性能初步评价

详细阐述了美国加州ShakeAlert地震预警系统中使用的断层破裂参数实时测定方法(FinDer FinDer:Finite Fault Rupture Detector)的技术细节.利用1999年集集Mw7.6级地震、2008年汶川Ms8.0级地震及2013年芦山Ms7.0级地震,以及日本K-NET台网记录的80次中...     

日本熊本地区高频衰减参数κ与Vs30统计研究

地震工程学中高频衰减参数κ是一个重要的参数。距离为0 km处的参数κ₀在地震动模拟中最常用,其主要控制傅里叶谱在高频部分的衰减特征。计算了日本熊本地区矩震级M_w为5.0~7.1级且震中距小于250 km的81个台站水平方向的κ和V_s30（距离地表30 m深度的平均剪切波速）。在不同矩震级和不同场地距离下,用线性拟合和二次拟合统计了κ与V_s30的关系,并与全球平均水平进行了比较。结果表明:κ与V_s30呈很强的负相关性,相关性随矩震级的增大而增大,且熊本地区的κ要高于全球平均水平。矩震级较小时,二次拟合的效果好于线性拟合,建议用二次拟合的经验关系式进行κ或V_s30的估计。近场情况下,κ总体要小于远场,线性拟合与二次拟合的效果差异不大。对C类场地,拟合的κ与全球平均水平较接近。对B类场地,拟合的κ高于全球平均水平。远场情况下,二次拟合的效果好于线性拟合,但对B类和C类场地,κ均小于全球平均水平。本文的研究结果既能在随机模拟方法中结合场地的地壳放大使用来达到提高模拟精度的目的,又能为只有钻孔信息的地区提供κ的估计。     

库尔勒地震台远震体波震级偏差分析

选取库尔勒地震台2008—2015年记录的数字地震资料,与中国地震台网测定的体波震级进行对比,从震级大小、震中距、震源深度以及震中方位,分析二者之间的关系。结果可知,库尔勒地震台计算震级相对偏大,其中mb平均偏差为0.1455,mB平均偏差为0.1941;震源深度在0—96km时,mb和mB震级偏差接近平均值;当震源深度h>96km时,测定震级和中国地震台网测定震级基本一致;地震发生在第三象限时,台站测定震级与中国地震台网测定震级基本一致。     

PET重力仪与CTS-1EF地震计地震波记录特征分析

收集苍梧M 5.2、九寨沟M 7.0和智利M 8.2地震期间琼中基准地震台PET重力仪和CTS-1EF地震计观测数据,对重力资料进行潮汐和零漂改正获得重力残差数据,并对地震计数据求导得到加速度值。对重力残差数据和地震计加速度数据波形及频谱曲线进行对比分析,认为2种观测仪器记录的地震波震相和频谱分析显示的地震波分布频率具有一致性,但九寨沟M 7.0地震和智利M 8.2地震的地震波频率分布存在差异。     

Analysis of the time-scaling behaviour in the sequence of the aftershocks of the Bovec (Slovenia) April 12, 1998 earthquake

Analysis of the temporal fluctuations, described by a power spectral density S(f) decaying as 1/f with exponent >0, in the sequence of aftershocks of the Bovec (Slovenia) earthquake of April 12, 1998 has been performed, using the Allan Factor (AF) method. The sequence of the occurrence times of the events with threshold magnitude M_th≥2.0 is characterised by a scale-invariant behaviour from the time scale τ2·10⁴ s with a scaling coefficient 0.9, evaluated by a least-square method. By gradually increasing the threshold magnitude up to M_th=2.9, the AF curves, associated, respectively with the processes of selected events with magnitude M≥M_th, indicate a monotonic decrease of the value of the scaling exponent , in the range of time scales stretching from 10² to 5·10⁵ s. For all the thresholds considered, the AF curves increase monotonically with the counting time and are well fitted by an increasing power-law function for counting times greater than approximately 2·10⁴ s. This monotonic power-law increase indicates the presence of fluctuations on many time scales and therefore of fractal clustering.     

汶川地震科学钻探3号井孔附近微震震源参数确定及其意义

基于微震监测仪器频带及波形记录的时频特征,我们筛选出汶川地震科学钻探3号井孔周围微震台阵2012年记录的218个t_s-t_p1 s的微震.通过盖戈法与和达法相结合确定微震震源的几何参数,发现这些微震分布大体呈NE-SW展布,与龙门山断裂带的走向基本一致.无论是采用《地震台站观测规范》中的量规函数(量规函数GF)还是李学政等(2003)的量规函数(量规函数LXZ),近震震级均与矩震级呈现出较好的线性关系,向震级小的一端延伸时都表现为M_LM_W,但采用李学政等的量规函数时该趋势更加明显.同时采用Brune和Boatwright震源谱衰减模型对观测震源谱的拟合表明拐角频率具有模型依赖性:基于Brune模型拟合得到的拐角频率大于基于Boatwright模型得到的拐角频率.无论基于哪一种模型,矩震级与拐角频率、破裂半径的对数线性关系均较弱,与应力降、视应力的对数则存在较好的线性关系.这些关系不支持应力降、折合能量、视应力为常数的观点,表明微震与大地震的震源物理过程存在差异.视应力与应力降成比例,比例系数小于0.5,表明破裂动力学模式符合SavageWood模式.近震震级与矩震级拟合关系Mw=a+bM_L中b的大小与应力降和地震矩的关系有关,△σ∝M_0~γ,则b=1/(1+γ),因此从b的大小可以粗略地判断应力降与地震矩的关系.本文对应于γ≈1的情况,与基于量规函数LXZ得到的近震震级与矩震级关系中系数b=0.53吻合,这说明仅从辐射能量的角度考虑量规函数LXZ较量规函数GF准确.     

华北地区中强震前中小地震活动的动态演化特征研究

应用地震活动加速指数AI算法对华北地区1970年以来M_L≥6.0地震进行了回溯性研究。 利用该方法统计中强震前的中小地震活动频度, 分析结果显示在空间上能够反应出中小震活动频度的异常。 另外, 应用有关地震活动的频度面积S值方法, 对M_L6.0级以上强震前后的中小地震活动在时间分布上进行了研究, 此方法对AI算法的计算结果在时间上给予了支持。 结果表明: AI指数能够量化地给出中强震前中小地震活动的相对增强或减弱程度, 中强震的S值在震前表现为高值或低值异常, 震后下降或上升。 S值的异常点与AI扫描值的异常结果在时空分布上相辅相成。 在地震目录完整的情况下, 中强震震中区及其附近地区震前1 a的中小地震活动与之前3 a、 5 a的活动背景相比, 出现明显的“加速”或“减速”现象。 利用这两个参量的变化, 可为该地区中强震的预测分析提供一定的判定指标。     

鄂尔多斯周缘地区中强震发生前地震矩加速释放时空特征

为研究鄂尔多斯周缘地区中强地震发生前地震矩加速释放时空特征,选取去丛集后的地震目录,基于地震矩释放程度m值,对1981年以来鄂尔多斯周缘地区10例MS≥5.5中强地震进行二维时空扫描,提取与地震矩加速释放特征相关的时空尺度作为矩释放程度时空扫描模型参数,以3个月为扫描步长,对震前12个月m值及累积Benioff应变释放进行拟合计算。结果显示,震前破裂成核点附近存在显著的AMR现象,7次震例存在累积Benioff应变加速释放特征,说明鄂尔多斯周缘地区MS≥5.5地震发生前AMR现象存在一定普遍性,应用矩加速时空扫描方法具有一定优势,但仍需结合其他方法进行综合分析。     

震级变异系数与地震序列类型、 性质的统计物理特征和早期判定方法的研究

根据G-R公式和非线性动力学观点, 在分析不同类型地震序列震级分布细结构基础上, 提出用震级变异系数δ_m、 b值和震级熵H(m)、 马尔柯夫链理论值h和信息量维数D₁等统计量, 来综合描述和界定不同类型、 性质的地震序列; 同时对截止震级问题、 b值、 平均震级m、 h和D₁等统计物理含义进行了探讨。 认为δ_m、 b值和H(m)及其与理论指数分布的震级熵H(∞)的差值ΔH(m)相结合将有助于区分前震序列、 前兆性震群和各种不同类型(主-余震型、 震群型、 孤立型)地震序列, 并且可以对这些类型进行早期判断。     

Evaluation of hard rock spectral models for the Taiwan region on the basis of the 1999 Chi–Chi earthquake data

We analyze the ability of different spectral models to describe the frequency content of ground motion during the 1999 Chi–Chi earthquake (M_W=7.6, Taiwan) and two large (M_L=6.8) aftershocks. The spectral models evaluated include the one-corner model of Brune applied with various key parameters (seismic moment and stress drop), and the two-corner-frequency models proposed for eastern North America [Bull. Seismol. Soc. Am. 83 (1993) 1778] and California [Bull. Seismol. Soc. Am. 90 (2000) 255]. The ground-motion spectra predicted by these spectral models for hypothetical very hard rock site were compared with the Chi–Chi earthquake data obtained on rock (class B) and soft rock or very dense soil (class C) sites. The approach also allows us evaluating the generalized empirical amplification function for class B and C sites in the region.

It has been found that, the amplitude spectra of recorded ground acceleration (the mainshock and aftershocks) for frequencies larger than 0.3–0.4 Hz agree with the modelled two-corner-frequency spectra calculated using the model proposed for California. The single-corner-frequency model also provides a good agreement with the observations when using so-called ‘short-period seismic moment’ [Phys. Earth Planet. Interiors 37 (1985) 108] instead of the reported values obtained from long-period waves. The key parameters used in the single-corner model coincide with parameters of subsources evaluated for the complicated mainshock source. Therefore, it is possible to confirm the suggestion that the short-period seismic waves, at least for the thrust earthquakes, are generated mainly from the fracture of small-scale heterogeneities. The use of two-corner-frequency source model for earthquake spectrum that is based on long-period seismic moment value is equivalent, for frequencies larger than 0.3–0.4 Hz, to the use of single-corner-frequency model that is based on the parameters of major subsource.     

2017年九寨沟Ms7.0地震低烈度区烈度异常特征与启示

根据九寨沟M_s 7.0地震现场调查结果,总结了甘肃文县低烈度区震害的一般特征,分析了低烈度区烈度异常点的震害特点,并对产生烈度异常的原因进行了探讨。调查和分析研究结果表明:由于研究区的建筑多在汶川M_s 8.0大地震后进行了重建或抗震加固,且地震持时较短,此次地震中低烈度区房屋震害总体较轻。然而,低烈度区存在建筑裂缝、滑坡、滑塌和桥梁损坏等显著的烈度异常现象,其主要原因是建筑场地位于滑坡体以及高陡边坡等抗震不利地带;此外,地震波的传播方向和研究区内岩土体的特性也是造成低烈度区烈度异常的重要因素。地震地质灾害需在地震烈度评定标准修订时予以重点考虑。     

震级新国标实施前后中强浅源地震速报震级差异的分析对比

目前震级新国标拟在中国地震震级测定中开始使用。 为系统评估震级新国标对中强浅源地震的速报震级影响, 基于2001—2017年中国大陆发布的5级以上浅源地震速报目录, 本文系统分析了新国标宽频带面波震级与原速报震级的差异, 并与国外面波震级结果以及国、 内外矩震级的结果进行了对比研究。 结果表明: 采用新国标, 国内、 外面波震级对6级以上地震测定结果基本一致, 但5、 6级以上地震的频次分别为原来的80%、 60%左右, 而6.5级以上地震频次差异不大。 国内、 外矩震级测定结果比较一致, 由于国际上目前采用矩震级发布, 而矩震级与面波震级之间存在系统偏差, 因此, 为保持与国际结果一致, 应加快矩震级在地震速报中的应用, 这可能会导致6、 7级地震频次进一步降低。 由于速报震级在实际工作中既有可能采用面波震级, 也有可能采用矩震级, 或两者的结合; 因此, 速报震级仅用于地震信息发布、 地震应急、 科普宣传等社会应用, 如果使用震级进行科学研究、 地震活动性统计等专业应用研究, 最好统一使用一种标度, 即面波震级或矩震级。     

用形变资料反演1976年唐山地震序列的破裂分布

1976年唐山发生了7.8级地震,相继又发生了两次大余震——滦县7.1级地震和宁河6.9级地震.地震发生在观测条件比较好的地区,水准测量和三角测量测得了地震的同震位移场.本研究采用原始水准测量数据,而不是采用根据水准数据处理的地面沉降图像,和三角测量数据反演了该地震序列的破裂分布.模型构建中考虑了滦县地震和宁河地震的断层形态和大小.结果表明,唐山地震主震断层有明显的右旋走滑性质,最大走向滑动错距>6 m,位于断层南段,北段的走滑分量明显小于南段.主震总地震矩达2.58×10²⁰N·m,与地震波反演得到的地震矩的量级相当;滦县地震断层总体表现为左旋正断层,释放地震矩达4.95×10¹⁹N·m;宁河地震断层总体表现为右旋正断层,释放地震矩达3.94×10¹⁹N·m,比地震波反演的地震矩大一个量级.据此可以推测唐山地震的无震滑移主要发生在宁河地震断层的西部上,滑动性质以正断层为主.该结果对于唐山地震序列后的动力学演变过程及余震发生机理有一定参考.