PI算法用在天山地震带的回溯性研究

以天山地震带为研究区域,以该地区1994—2014年发生的MS6.0以上强震为研究对象进行回溯性研究。以截止震级MC为MS4.0,空间网格间距0.4°×0.4°,异常学习时间窗为15年,预测时间窗为4年,系统计算天山地震带1994年以来的"地震热点"图像,分析研究时段内强震前后的PI图像演化过程,并采用ROC方法和R值评分检验,对图像信息方法在天山地区的预测效能进行评分。结果表明:(1)在回溯性研究时段内发生的强震都分布在地震热点上;(2)研究时段内发生的6次6.5级以上地震前均出现不同程度的连续热点异常演化过程;(3)ROC检验和R值评分结果显示,PI算法优于随机预测,PI算法在文章中采用的模型参数对天山地震带MS≥6.0地震具有较好的中长期预测效果。     

兴都库什—帕米尔—新疆中南部地区PI算法的回溯性研究

为考察基于地震统计物理的图像信息学PI算法是否适用于兴都库什、帕米尔和新疆中南部地区的强震预测,并考察地震活动特征,将兴都库什—帕米尔—新疆中南部地区作为一个研究区整体,对该地区1995~2009年的MS6.5以上强震进行了回溯性预测研究。设定截止震级Mc为完整性震级MW4.9,空间网格间距为0.4°×0.4,°时间滑动步长为120天,选取10年尺度的"异常学习时间窗"和3年尺度的"预测时间窗",分别对5个时间段进行计算。利用ROC图表法作为统计检验工具,使用R I算法作为预测结果参照的"零假设"。计算结果表明,PI算法远优于随机预测,可适用于该地区MS6.5以上强震的预测,但PI与RI算法的预测效果差距不大。这一方面说明该地区强震活动可能具有丛集性特征,另一方面,背景地震活动的非平稳性可能是造成PI算法与RI算法效果接近的原因。     

中长期地震预测中的PI算法改进研究及应用

图像信息学PI(Pattern Informatics)算法是一种基于统计物理学的地震预测新方法, 近年来得到了较大发展。 本文探索把此方法与地震活动性网格点密集值方法相结合, 并尝试用于华北地区中长期地震预测。 在预测中, 使用1970—2011年M_L≥3.0区域地震目录, 针对M_S≥5.0预测“目标震级”, 采用15年尺度的地震目录滑动时间窗, 均为3年尺度的地震活动“异常学习”时段和“预测时间窗”, 结合一定时空及震级范围内地震的数量和震中分布因素, 进行地震危险性概率计算。 对该方法的预测效果使用Molchan图表法进行统计检验。 结果表明, 此方法在某些方面优于PI算法, 且在地震趋势分析和中长期预测方面有较好的应用潜力。     

南北地震带与华北地块强震间的相关迁移

地震震源机制解和地应力实测结果表明, 我国大陆地区存在近似于辐射状的区域应力场, 其辐射中心位于青藏地块东部. 本文首先定义我国大陆应力场近似辐射中心(35°N、 100°E)为动力源点, 在此基础上计算了1900年以来我国大陆东部地区(30°N—44°N、 104°E—125°E)所发生的34次M_S≥6.0地震震中到动力源点的距离与地震发生时间的关系. 结果表明, 20世纪南北地震带中北段发生M_S≥7.0地震后, 华北地块陆续发生了一系列M_S≥6.0地震, 且有随时间从南北地震带附近大体向东迁移的规律. 据此说明, 华北地块的地震主要受控于印度板块作用下青藏地块向我国大陆东部挤压的影响, 在其作用下产生了华北地块M_S≥6.0地震的系列东向迁移活动. 总体来看有4组明显的地震迁移活动, 每组地震“序列”的迁移视速度约为80 km/a. 华北地块首发M_S≥6.0地震距南北地震带中北段最近一次M_S≥7.0地震的时间间隔约为1个月至11.8年, 且60%的M_S≥6.0地震发震地点在(39°N±1.5°)区域内. 据此推测, 2008年汶川M_S8.0和2013年芦山M_S7.0地震后, 华北地块近年存在发生M_S≥6.0地震的可能, 晋冀蒙交界和环渤海及其附近地区值得重点关注.      

对地震预测的一个统计物理算法在川滇地区的回溯性预测检验

基于复杂系统统计力学的地震物理预测模型——图像信息学（Pattern Informatics,PI）算法近年来得到了较大发展．利用此方法对1988年以来川滇地区进行了回溯性预测检验,探讨了将其应用于中国大陆时间相依的地震危险性分析的可能性．使用1970～2007年ML3．0级以上区域地震目录,针对Ms5．5级及以上预测“目标震级”,采用15a尺度的地震目录滑动时间窗、均为5a尺度的地震活动“异常学习”时段和“预测时间窗”进行PI算法计算．对PI算法预测效果使用ROC检验方法进行了统计检验,结果表明,PI算法预测效果不但明显优于随机预测,同时优于基于地震丛集理论进行地震数目统计的地震相对强度（RelativeIntensity,RI）算法．当将“预测时间窗”缩短为3和1a时间尺度时,PI算法的预测效果虽仍优于随机预测,但相对5a“预测时间窗”明显下降．对于1a尺度“预测时间窗”,PI算法预测效果与RI算法基本相当,这表明,在此时间尺度下,地震活动的丛集属性占主导地位．     

2022年地震活动综述

归纳性综述了2022年全球到局部尺度的地震活动,讨论了全球、中国大陆及其邻区、四川及其邻区地震活动的概况和特征;记叙了四川区域内发生的突出地震事件;追踪了近年四川区域内已发强震的几个余震区余震衰减活动情况。结果显示：(1)全球大震活动分布不均,呈现北半球弱、南半球强的活动差异,欧亚地震带异常平静、频次和强度均弱的特征。(2)中国大陆及邻区地震活动分布集中、频次高、强度弱,M_S≥5.0地震主要集中分布在青藏地块,其次分布在西域地块。(3)四川及邻区地震活动受块体活动调整控制,尤其受巴颜喀拉地块的调整活动控制,呈现频次和强度均高于上一年度的特点。(4)四川境内突出地震有4次,兴文M_S5.1地震发生在长宁—珙县—筠连—兴文区域,位于川东南地震重点监视跟踪工作区;芦山M_S6.1地震是一次紧邻2013年芦山M_S7.0地震的新强震破裂,与芦山M_S7.0地震分属不同破裂面;马尔康M_S6.0震群属多断层面触发性震群;泸定M_S6.8地震属于发生在鲜水河...     

利用两次新疆于田MS7.3地震对 图像信息方法可预测性的检验

以青藏构造块体为研究区域, 采用以往利用图像信息方法预测M7.0地震得到的较好的计算参数(网格尺度为1平方度, 预测时间窗口为8年), 系统计算了青藏构造块体1993年以来的“地震热点”图像, 特别研究了两次于田M_S7.3地震前后的图像信息演化过程, 并通过ROC方法和R值评分方法检验, 对图像信息方法在该地区的预测效能进行评价. 结果表明: ① 2008年3月21日于田M_S7.3地震和2014年2月12日于田M_S7.3地震均发生在地震热点上, 且发生在平均发震概率随时间变化的峰值点年份. ② 在回溯性检验的时间段内青藏构造块体共发生9次M≥7.0地震, 其中6次地震前震中附近均有稳定的地震热点出现, 包括两次于田M_S7.3地震. 1996年喀喇昆仑山口M_S7.1地震及2008年汶川M_S8.0地震只在个别预测时间窗内出现地震热点, 并没有出现稳定的地震热点演化过程, 而1996年丽江地震发生前震中附近则没有出现地震热点. 该结果与前人研究结果存在差异, 值得进一步研究. ③ ROC检验和R值评分结果均显示图像信息方法在本文采用的模型参数下对大地震具有较好的中长期预测效果. 本文还根据目前存在的地震热点给出了青藏高原块体2014年以后M7.0地震发生概率高的3个可能地区.      

中国大陆MS≥6.0地震前地电阻率异常特征

我国地震地电阻率观测通过连续监测地下介质电阻率随时间的变化及其空间分布规律,服务于地震中短期预测。自1967年开展观测以来,已积累大量观测数据和中强地震前异常变化资料。通过文献调研和数据分析,系统梳理了在观测站网及附近区域发生的M_S≥6.0地震的地电阻率震前异常。分析发现：(1) M_S≥6.0地震前,具有地电阻率异常的观测站比率随震中距的增加而显著降低;(2) M_S 6.0—6.9地震前,地电阻率异常持续时间随震级增加而略微增加,而M_S≥7.0地震前未出现异常持续时间随震级增加的现象;(3) M_S≥7.0地震前,地电阻率异常持续时间随震中距增加有所减小,但统计结果的离散度较大,而M_S 6.0—6.9地震前则无此现象。整体而言,不同震中距范围内,地电阻率异常持续时间并未呈现较好的规律性。     

利用图像信息方法研究芦山MS7.0地震前川滇及附近地区的图像异常

图像信息方法是一种基于统计物理学的地震预测方法. 该方法通过严格的统计检验给出地震活动状态显著偏离平均状态的地区(即显著平静或显著活跃的地区), 称为“地震热点”. 以往研究结果表明该方法是一个预测效能较高的中长期地震预测方法. 本文利用中国地震台网中心提供的1970年以来的地震目录, 在剔除余震、 选取完备震级的基础上, 基于前期研究工作结果中预测效能较高的计算参数, 即网格尺度为2°×2°、 预测时间窗为9年, 分析2008年汶川M_S8.0地震后到2013年芦山M_S7.0地震前川滇地区的图像信息演化过程. 结果表明, 2009—2010年间芦山M_S7.0地震震中附近的鲜水河断裂带、 龙门山断裂带和安宁河断裂带交汇区(29°—31°N, 101°—105°E)存在明显的地震热点, 2011—2012年该地震热点缩小至(29°—31°N, 101°—103°E)范围, 2012年以后消失, 继而于2013年发生芦山M_S7.0地震. 本文还对比研究了网格尺度为1°×1°时的图像信息演化过程, 结果显示2009—2010年芦山地震附近的新津—成都—德阳断裂南部、 龙泉山西缘断裂南段、 马边—盐津断裂带、 峨边断裂带、 天全—萦经断裂带(29°—30°N, 103°—104°E)也出现过地震热点, 2011年以后该热点消失, 2013年发生芦山M_S7.0地震. 本文讨论了计算参数对预测结果的影响, 并根据目前存在的地震热点分析了川滇及附近地区今后强震发生的可能地点.      

龙门山断裂带发震时刻间隔的SARIMA模型分析预测

基于龙门山断裂带2012年1月—2021年9月M_S2.5及以上地震目录数据,按震级分组建立发震时刻间隔序列,然后对各序列进行平稳白噪声检验,自相关、偏相关性分析,使用SARIMA模型对其进行短、中、长周期拟合及预测。通过分析模型拟合效果,得到不同震级序列的最优模型参数及相应周期数值。其中,序列M_S≥2.5及序列M_S≥3.0各模型调整R²均在0.86以上,最高达0.911;两序列对应模型的短时预测表现良好,预测RMSE分别为10.686及8.800。模型预测结果表明,龙门山断裂带后续发震时刻间隔总体趋势平稳,序列M_S≥3.0预测结果趋势有微弱增长,一段时间内龙门山断裂带M_S≥3.0地震发震次数将略微下降,地震活动性降低。该分析结果可为地震活动研究工作提供科学依据,其分析方法及过程为地震发震时间的分析预测提供了有效可行的途径。     

基于图像信息方法的日本东北MW9.0地震回溯性预测研究

以日本局部地区(32.0°~46.0°N, 136.0°~148.0°E)为研究区域, 应用图像信息方法, 选用8 a滑动预测窗长, 1°×1°网格为主要计算参数, 系统计算了研究区域内2000年以来的“地震热点”(显著异常地区)并获得了区域内7级以上大震特别是2011年日本东北M_W9.0地震的热点演化图像。 结果表明: ① 包含M_W9.0地震的预测时间窗内, 其震中的邻近网格持续有热点出现, 并且其中有4个连续滑动的窗口中该地震震中所在网格亦存在热点。 ② 在回溯时间段内发生的21个M≥7.0地震中, 除2004年9月5日发生于日本近畿南岸近海的M7.1地震前无地震热点外, 绝大多数在震前皆有热点出现。 ③ 与其他M≥7.0地震相比, M_W9.0地震前热点图像分布范围更广, 稳定性更好, 持续时间更长。     

中国大陆第5地震轮回青藏块体强震活动特征

1977年以来（中国大陆第5地震轮回）青藏块体发生11次7级以上地震,分析7级以上地震及地震前5级以上地震活动特征,结果表明,7级以上主震发生前,震中区5级以上地震活动一般存在20年以上的平静异常,地震活动特征差异与主震震源机制解及构造位置密切相关。     

天山地块强震活动的时空特征研究

通过对天山地块近百年地震活动时空特征分析表明: ① M_S≥7.0地震沿块体边界成带分布, 南边界带强于北边界带, 南、 北边界带的西部强于东部, 南天山西段是地震活动水平最高、 复发周期最短、 强震序列类型最复杂、 地震危险性最大的地区; ② 地震活动在时间上显示出准周期性, 表现为M_S≥7.0地震具有活跃与平静的交替性及5级以上地震活动度曲线的起伏变化; 最大熵谱计算地震活动度的显著周期为40年, 小波分析给出40年左右周期系数的时间曲线表明, 7级以上地震都发生在曲线由最高值至最低值的下降段, 而上升段为强震的平静期; ③ 在强震活跃期及平静期, 中强以上地震(M_S≥5.0)在块体的不同部位(地块南、 北边界带及块体内部)的分布状态和活动水平存在明显的差异, 在活跃期南、 北边界带中强以上地震的集中性和成带性强, 且彼此活动水平差异小, 但与块体内部差异大; 而在平静期南、 北边界带的活动水平差异大, 块体内部地震活动显著增强; ④ 在活跃期, 天山地块南、 北边界带强震活动存在一定的呼应关系, 当一个边发生强震后, 另一边在数天至数年也存在发生强震的可能。     

2020年新疆于田MS6.4地震发震断层及孕震机制研究

利用2020年6月26日于田M_S6.4地震序列的震相和波形数据, 对地震序列进行重定位并反演了中强地震的震源机制解, 结合2008年至今的全球矩心矩张量解数据, 反演了西昆仑块体和柴达木—祁连块体间边界地区的应力场。 综合分析研究结果发现: 2020年6月26日于田M_S6.4地震序列的发震断层为走向SSW, 倾向NWW的正断层, 地震的发生可能与琼木孜塔格峰山前展布的正断层破裂有关; 西昆仑块体和柴达木—祁连块体之间的边界地区属于东西向拉张应力模式, 支持青藏高原北部大型走滑断裂所圈定的柴达木—祁连块体的东向运动模型。     

2017年伊拉克MW7.3地震的类型界定及其震后趋势分析

2017年伊拉克地震发生在我们划分的巴格达地震区,鉴于不同机构提供的该震震级参数相差较大,本文利用孕震断层多锁固段脆性破裂理论,分情况讨论了该震所属地震类型,并分析了巴格达地震区地震趋势.结果表明：若2017年伊拉克地震为M_W7.3,则该震为第3锁固段向峰值强度点演化过程中发生的1次显著前震,该区未来将发生M_W7.7~8.2（双震型为M_W7.5~8.0）标志性地震,目前已接近临界状态;若2017年伊拉克地震为M_W7.5,除可能为显著前震外,还可能为标志性地震（双震）之一,若如此两年内该区将发生另一次M_W7.5地震;若2017年伊拉克地震为M_S7.8,则该震为第3锁固段峰值强度点对应的标志性地震,与我们对该震的前瞻性中长期预测结果相符.我们判断该震不为主震,预测该区未来还将发生M_W7.8~8.3（双震型为M_W7.6~8.1）标志性地震,目前该区远离临界状态.     

2020年5月6日新疆乌恰5.0级和5月9日柯坪5.2级地震总结

2020年5月6日、5月9日,新疆地区南天山西段先后发生乌恰5.0级和柯坪5.2级地震,系统总结2次地震发生前出现的地震活动和地球物理观测异常,其中：①地震活动：震前存在调制地震集中、地震窗、5级以上地震成组等中短期异常;②地球物理观测：2次地震震中附近震前出现形变、电磁和流体观测异常,其中形变异常3项、电磁异常4项、流体异常1项,主要分布在柯坪5.2级地震震中附近。通过对2次地震序列进行跟踪,发现：乌恰5.0级地震余震较少,震后60天内共记录M_L 3.0以上余震4次,最大震级为M_L 4.5;柯坪5.2级地震后余震较丰富,震后60天内共记录M_L 3.0以上余震10次,最大震级为M_L 4.7,计算得到序列h值为1.6,b值为0.73。综合分析认为,2020年5月新疆地区2次5级以上地震前存在的地震活动异常较少,但区域地震活动水平较强,主要存在具有中短期指示意义的地球物理观测异常。     

2021年11月17日江苏大丰海域MS 5.0地震总结

2021年11月17日江苏大丰海域M_S 5.0地震发生在中强地震活动较为集中的黄海南部凹陷区,位于苏北—滨海断裂带附近,震源机制结果显示为走滑型破裂。截至2022年1月31日,发生M_L≥2.0余震14次,最大余震为2021年12月8日M_S 3.8地震,主震释放能量占比约98.89%,判断地震序列应为主余型序列。主震发生3天后地震序列迅速衰减,因余震数量偏少,无法得到合理的序列参数。本次地震视应力值约1.3 MPa,基本处于研究区域正常背景水平。鉴于鲁东—黄海地块历史地震期幕活动特征,认为江苏及近海区域近期发生6级以上地震的可能性不大。系统梳理此次大丰海域M_S 5.0地震前出现的地震活动和地球物理观测异常,可知：①地震活动：震前存在地震平静、霍山地震窗、长岛地震窗和地震空区等趋势异常;②地球物理观测：震前存在兴化水温异常。综合分析认为,此次地震发生前,地震活动异常相对较少,并以趋势异常为主,地球物理观测异常相对偏少,震前出现的流体短期异常现象可作为短期判定的参考依据。     

2015年7月3日新疆皮山MS6.5地震序列活动性及重新定位研究

2015年7月3日新疆皮山M_S6.5地震发生在塔里木块体与西昆仑交会地区, 该地区近年来中强地震较为活跃。 本文对2015年新疆皮山M_S6.5地震序列及其附近地区中强震序列b值等参数进行了研究。 另外, 还利用新疆台网的震相报告, 采用双差定位方法对余震进行了重新定位, 对皮山余震序列的主震破裂区地震活动时空变化特征进行了分析和讨论, 为该地区地震危险性评估提供参考。     

青藏块体东北缘跨断层形变典型震例总结与预测判据指标分析

针对青藏块体东北缘跨断层监测区及周边发生的5.8级以上地震, 结合以往研究结果, 对跨断层资料进行了重新梳理, 重点分析了1995年永登5.8级、 2000年景泰5.9级、 2003年民乐—山丹6.1级和2013年岷县漳县6.6级地震前出现的跨断层形变异常。 结果表明: 这4次典型地震前出现的跨断层异常数量较多, 为13~23项不等; 分布范围较广, 震中距在600 km范围内, 相对集中出现在300 km左右范围内, 也有近震区异常; 异常特征以逆断加速、 趋势转折、 活动加剧、 突跳、 大幅变化等为主; 震前2~3年或稍长时间开始出现异常, 震前半年至1年半时段异常集中出现, 具有中期背景或短期前兆意义, 异常空间分布有向震中区汇聚迁移的特征。     

威远MS 5.4地震序列活动特征与成因分析

通过对威远M_S 5.4地震背景与活动特征研究,表明自贡地震监测中心加强流动监测提高了威远M_S 5.4地震序列地震参数的精度和地震信息报送的准确性。威远M_S 5.4地震前经历了区域地震平静至活跃、再发震的过程,威远M_S 5.4地震为一般主—余型地震,其ρ、b值异常可能反映了其后将发生资中M_S 5.2地震。威远M_S 5.4地震序列及其附近的华蓥山断裂地震带和马边地震带震后时间扫描地震学参数均正常,威远M_S 5.4地震区近期再次发生更大地震的可能性较小;并认为威远M_S 5.4发震断裂为荣县—威远基底断裂,华蓥山断裂带及其附近荣县—威远—资中地区2018年开始的4—6级地震活跃与川西地区东昆仑断裂带2017年8月8日九寨沟M_S 7.0地震的发生存在呼应关系。