面向地震烈度仪的现地地震动预测模型的构建与验证

利用初期P波预警参数构建现地地震动预测模型,使其在达到设定阈值时快速发出报警信息,是现地地震预警系统面临的一个关键问题,直接关系到发布信息的准确性和及时性。针对地震烈度仪基于微机电系统传感器记录到的数据质量较差,通过两次积分获取的位移存在较大偏差,会引起更多的误报和漏报,本文采用不同阶数（1—4阶）的巴特沃斯滤波器,分别构建了基于P波3 s和全P波段数据的位移幅值PD、速度幅值PV和加速度幅值PA与地震动峰值速度PGV和峰值加速度PGA的现地地震动预测模型,然后利用收集到的川滇示范预警网地震事件记录进行验证。结果表明,对于地震烈度仪微机电系统传感器的记录,采用1阶巴特沃斯滤波器处理、基于全P波段波形拟合获取到的PV与PGV的相关性和PA与PGA的相关性为两种最优现地地震动预测模型。具体应用时,应同时利用两种或两种以上的统计关系进行现地地震动预测,并将实际地震动观测值作为额外的判定条件,以降低误报率和漏报率。      

基于大数据的强震临震前地震背景噪声异常分析——以2013年芦山7.0级地震为例

目前针对强震临震前震动信号的拾取和分析基本都是在有限的频带内开展,且分析的数据量时空范围有限。本文提出一种基于大数据的地震背景噪声计算和分析方法,对海量地震观测数据进行分布式噪声功率谱计算,数据采用2013年3—4月的四川地震台网记录的连续波形数据。通过对2013年四川芦山7.0级地震前四川地震台网记录的50Hz～200s范围内的多个频点时序变化进行分析,发现芦山地震距震中50km范围内的MDS台和BAX台在震前水平方向30～150s周期上噪声出现增强10～20dB且持续3～5天的情况,垂直向未发现明显变化,同时超出50km范围内的台站也未有明显变化。这种长周期异常变化很难通过传统的地震动信号拾取来发现,表明本文提出的强震临震异常分析方法可以用于发现和分析震前的长周期异常信号。     

应对巨大地震的流动地震观测系统

我国历次大地震证明:当大地震发生后,地震灾区公共通讯系统通常会遭受严重破坏,地震观测势必将面临无公用通讯系统可依赖的现状.因此独立并兼容于公用通讯网络的全天候应急流动观测系统研制被提到急需日程.     

2013年吉林前郭-乾安震源区中强地震矩张量反演与区域孕震环境研究

2013年10月31日11时03分,在吉林省松原市前郭尔罗斯蒙古族自治县发生M_S5.5级地震,11时10分,震区再发生M_S5.0级地震.截止2013年11月23日,吉林前郭-乾安地区（本文统称为前郭-乾安震源区）已经发生M_S5.0级以上地震5次.虽然震源区外围中强地震活跃,但在前郭-乾安震源区内,据历史地震资料记载,仅2006年3月31日在距离本次地震序列以西8 km处发生过一次乾安、前郭交界M_S5.1级地震.除此之外,距离震源区90 km处,曾于公元1119年2月发生过M6.7级地震.为了更好地认识区域孕震环境,本文利用吉林、辽宁、内蒙古以及黑龙江数字地震台网的三分向宽频带波形资料,建立了适用于这些台站的分区速度结构模型,反演了2013年10月31日-11月23日前郭-乾安震源区M_L≥4.5级中强地震的矩张量解.结果显示,几次中强地震均呈现逆断层兼少量走滑性质,其中NW走向的节面Ⅰ为此次中强地震序列的断层面,发震断层的优势走向集中在320°左右,优势倾角分布在38°~65°.根据矩张量反演结果,结合地震序列重新定位（郑钰,待发表）后的空间分布情况,我们推测此次地震序列的发震构造可能是震源区基底深部一条NW向隐伏逆冲断层,这条断层延伸至地表的位置可能位于震源区北侧靠近124°经度隆起带附近.此外,震源区的发震构造和浅部应力场可能是在西太平洋板块俯冲产生的挤压应力场背景下,受控于郯庐断裂带右行走滑的次级应力场.     

双差算法的剖析及参数对定位的影响

分析了双差定位程序hypoDD实现的流程,对程序参数进行了研究和剖析,并且以2007年6月云南普洱地震为例,指出了在使用双差定位算法过程中需要注意的问题。     

2017年九寨沟MS7.0地震震源区速度结构与余震分布

采用九寨沟M_S7.0 （M_W6.5）地震的余震直达P波、S波走时数据,通过体波走时层析成像方法,获得了震源区及其邻区的P波和S波速度结构,并利用成像结果对余震进行了重定位。结果显示:余震主要集中分布于高、低速异常交界处偏低速异常一侧,呈走向NNW,倾向SW,倾角较高的分布特征;余震序列两侧的P波、S波速度结构揭示了发震断层两侧介质性质的差异,即上盘为刚性较强的高地震波速度区,下盘为刚性较弱的低地震波速度区。由余震分布特征和地震波速度结构推断:九寨沟地震发生在上地壳底部,发震断层具有上盘地震波速度高、下盘地震波速度低的特征;主震引起的后续破裂在上地壳内部的剧烈形变区内传播,破裂能量终止于25 km深度附近。      

玉树地区地壳介质的各向异性特征

本文利用2010年5月7日到10月18日玉树地震震源区及其周边22个地震台站记录的2010年4月14日玉树地震余震数据资料,使用剪切波分裂分析方法初步得到了每一个台站的剪切波快波偏振方向和慢波时间延迟,并分析了玉树及周边地区地壳介质各向异性特征.在该研究区域,甘孜-玉树断裂上部分台站快波偏振方向近于东西向,这一结果与该区域的水平主压应力方向一致.甘孜-玉树断裂带南段玉树周边的台站快剪切波偏振方向为南东向,与断裂带的走向一致,显示了此次地震断裂走滑性质的特征.位于杂多断裂和清水河断裂上的台站及其附近的台站,快波偏振方向与所处的断裂走向基本一致,多为南东东向.各个台站的慢波延迟时间结果分布在4.23~7.01 ms/km范围内,平均慢波延迟时间是5.68 ms/km.在甘孜-玉树断裂带和乌兰乌拉湖-玉树南断裂相交的位置慢波延时总体较高;而低值区位于打贝通-小苏莽断裂的北西端与杂多断裂之间的位置.沿玉树断裂带,慢波延迟时间的梯度值较大,本文这一结果揭示了慢波延迟时间的分布和破裂带的走向、余震的分布有很大关系.     

南极地震学研究进展

归纳总结了在南极开展地震学研究中的各种主要方法及其研究成果,较全面地介绍了南极地震学研究的现状与进展．首先对南极地震活动性作了简单的介绍,然后分别介绍了利用面波和体波研究地壳上地幔结构的主要成果,最后从地震各向异性的角度归纳介绍了南极大陆部分区域面波方位各向异性及剪切波分裂研究的主要成果．研究表明,南极大陆地震活动性较低、地震强度较小,仅在横贯南极山脉区域、维多利亚地、阿黛利地、威尔克斯地等有较明显的地震活动; 横贯南极山脉将南极大陆分为东南极和西南极两个不同的地质构造区域,东南极地壳和上地幔地震波速度偏高,西南极则偏低;上地幔各向异性较为明显并普遍存在,且西南极各向异性强度稍高于东南极克拉通．      

用于地震预警的通用数据采集系统构建

地震预警作为一种能够有效减轻地震灾害的手段已经被越来越多的国家和地区研究, 并在实际应用中取得了显著的减灾实效。 但是, 这些地震预警系统中都是以秒为单位组织数据包进行传输的, 使得在使用P波前三秒数据进行τ_c-P_d计算时, 会出现一定的延迟, 尤其是当P波开始位置处于数据包的前半部分时, 延迟会超过0.5 s以上。 另外, 由于现有的地震数据采集系统在同一时刻只能输出一种采样率, 采集到的数据无法在同一时刻用于多种研究目的。 针对这两种情况, 研制了一种适用于地震预警的低延迟数据采集系统, 以100 ms的延迟进行实时数据的传输, 有效提升了预警时间, 最多可增加0.8 s。 同时, 在系统中增加了同步多采样率输出, 使得采集到的数据在同一时刻既可用于全球地震学研究(1 Hz), 又可用于常规地震台站观测(50/100/200 Hz), 提高地震计产出数据的利用率。     

南迦巴瓦地区近震剪切波分裂研究

南迦巴瓦地区位于喜马拉雅山脉构造结东端,地壳各向异性具有其特殊性和复杂性.本研究收集了布设在南迦巴瓦地区的流动地震台站和固定台站于2017—2019年记录的近震波形数据,利用剪切波分裂偏振分析方法得到了研究区内10个地震台站的剪切波分裂参数快波偏振方向和慢波延迟时间,分析了剪切波分裂参数在空间上和时间上的分布,探讨了南迦巴瓦地区上地壳地震各向异性特征,以及2017年11月18日米林M_S6.9地震发生后地壳应力状态的变化.结果显示,南迦巴瓦地区快波偏振优势方向有两个,即北西向和北东向.位于米林断裂、嘉黎断裂、墨脱断裂和雅鲁藏布江断裂附近的台站,快波偏振方向基本平行于断裂走向.研究区域上地壳各向异性方向受区域应力场的控制,另外还受到断裂构造的影响.南迦巴瓦地区慢波延迟时间均值为4.13 ms·km^-1.距离米林地震主震震中位置较近的L0230台站慢波延迟时间较大.本研究没有观测到快波偏振方向在时间上的规律性变化.L0230台站的慢波延迟时间在米林M_S6.9地震之后表现出明显的降低,反映了大地震之后地壳应力的释放与调整.