2021年5月21日云南漾濞地震及5月22日青海玛多地震的支持向量机震级估算

2021年5月21日及5月22日,云南漾濞县与青海玛多县分别发生破坏性地震,主震震级分别为M_s6.4级与M_s7.4级。本文基于机器学习中的支持向量机方法,以多类型特征参数为输入建立地震预警震级估算模型SVM-M,离线模拟云南漾濞M_s5.6级前震、M_s6.4级主震以及青海玛多M_s7.4级主震的连续震级估算。结果表明:对于云南漾濞M_s5.6级前震,支持向量机方法在首台触发后1s可估算震级为5.6级,且随着首台触发时间的增加,估算震级一直在实际震级附近波动;对于云南漾濞M_s6.4级主震和青海玛多M_s7.4级主震,随着首台触发时间的增加,支持向量机方法对于大震低估问题得到了有效的改善,且震级估算结果逐渐接近实际震级。同时,这3次地震的震级估算离线模拟表明:引入震源距的支持向量机方法（SVM-M1模型）对于震级估算有更好的稳定性,且在地震预警系统的震级估算中有着潜在的应用前景。     

2021年5月21日云南漾濞MS 6.4地震现场震情跟踪及思考

2021年5月21日漾濞M_S 6.4地震发生前3天,云南省地震局向震区派出联合工作组强化震情跟踪工作,笔者分别以震前研判和到地震现场的震后序列跟踪视角进行分析,结果表明：①此次漾濞M_S 6.4地震序列为前震—主震—余震型序列,震源浅,为城市直下型地震,余震丰富,震感强烈;②漾濞M_S 6.4地震发生在NW向维西—乔后断裂,该断裂2013年以来曾出现3组4、5级震群活动;③无震前宏观异常,在震中100 km范围内,出现3项地球物理异常,其中洱源水温异常较突出;④前震序列b、h值出现异常,b值偏小,h值归一化频度呈非线性增长。
为缓解震中附近地区群众的高度紧张情绪,针对公众关注热点问题,利用荗木清夫公式定量估算余震结束时间,并结合地震现场实际工作,针对地震谣言、地震云、超级月亮等现象,给出相应合理解释。     

基于支持向量机的2021年2月13日日本福岛近海Mj7.3级地震震级估算

2021年2月13日日本福岛县近海发生M_j7.3级地震,触发了日本气象厅地震预警系统,系统在首台触发后5.6s发出震级为M_j6.3级的预警第1报,首台触发后10s对公众发布警报、预警震级为M_j6.4级。基于多类型特征参数输入的机器学习支持向量机震级估算模型（SVM-M）,利用2021年2月13日日本福岛县近海M_j7.3级地震获取的日本K-net强震动观测数据,分析SVM-M模型在该次地震中首台触发初期（首台触发后1~10s）的震级估算效能。结果表明:SVM-M震级估算模型,在首台触发后1s即可给出M_j6.3级的震级估算结果,与日本气象厅在首台触发后5.6s发布的预警第1报震级相同;随着时间窗的增加,首台触发后5s和10s,SVM-M模型的震级估算结果分别是M_j6.7级和M_j6.6级,均大于日本气象厅首台触发后10s对公众发布警报的预警震级。该次地震的离线模拟结果表明:SVM-M模型可在地震发生初期有效提高地震预警震级确定的准确性和时效性。     

专家还是“砖家”?——由意大利拉奎拉地震引发的哲学思考

云南大理M_S6.4地震和意大利拉奎拉（L'Aquila）M_W6.3地震都因未能准确做出危险性预测给人民生命财产造成重大损失。哪些工作可能向政府和公众说明“哪里可能发生地震”、“最大量级多大”、“未来发震趋势如何”等问题都值得深入思考。本文根据天气预报思路,将地震活动按丛集性做分区处理,从各区M-t序列、3级地震活动性、2年来地震能量释放升级趋势、G-R关系等几方面分析了这两次地震主震发生前的地震活动特征,对比分析了它们之间的相似性。认为这两次地震的相似性有以下几点：①震源深度都比较浅。云南大理M_S6.4地震震源深度8 km,意大利拉奎拉M_W6.3地震震源深度8.8 km;②b值相近。云南大理M_S6.4地震b=0.59,意大利拉奎拉M_W6.3地震b=0.61。G-R关系外推震级相近,均为M_GR6左右;③M-t图序列地震能量释放都呈升级趋势,地震活动也相似。平静打破后3级以上地震活跃,都出现震群现象,地震能量释放呈加速状态;④都属于前震-主震-余震型序列。意大利拉奎拉M_W6.3地震主震前最大前震为M_W5.2;云南大理M_S6.4地震主震前最大前震为M_S5.6,且前震震群特征明显。同时,本文讨论了按地震丛集性划分区域的合理性,认为按地震丛集性划分区域更容易把握区域地震活动的特点。这两次地震发生在不同区域,构造差异极大,属不同错动类型,用分区G-R关系和M-t序列分析,都得出较好的结果,再次说明了分区G-R关系和M-t序列分析对判断地震危险性的普适性特征,这为下一步产出“地震危险性云图”提供了依据。     

2020年伽师MS6.4地震前震活动研究

2020年1月19日新疆伽师发生M_S6.4地震, 震前约45小时震源区曾发生M_S5.4地震, 构成典型的前-主-余型地震序列, 显著且丰富的前震活动为研究主震成核过程提供了宝贵的基础数据.本文收集了M_S6.4地震震中100km范围内6个地震台站的波形数据, 以重定位后的地震目录作为模板, 利用匹配定位方法(Match & Locate)对M_S6.4地震前后(2019年12月1日至2020年1月31日)的小地震进行了检测和定位, 检测得到4664个地震事件, 其中261个事件发生在伽师M_S6.4地震之前, 序列目录的完备震级从M_L1.6降低到M_L1.1.基于检测目录, 利用修正的大森公式计算M_S5.4前震序列的p值偏低, 表明前震序列衰减缓慢.根据地震活动时空分布, 伽师M_S5.4地震前26天内和伽师M_S6.4地震前2天内, 发震断层附近存在由地震活跃转为相对平静的过程.另外, 伽师M_S6.4主震前2天内的地震活动存在向主震位置迁移、收缩的现象, 可能标志着断层已进入亚失稳阶段.

     

2021年3月24日新疆拜城MS 5.4地震总结

系统梳理2021年3月24日新疆拜城M_S 5.4地震前地震活动异常特征、地球物理观测异常以及区域构造情况,结果如下：①地震活动：震前存在地震平静、高频、带状分布等异常;②地球物理观测：出现5项异常,其中形变3项,电磁2项,且形变异常对于该地震具有预测意义;③综合方法：地震发生前,震中附近存在多参数概率谱异常。拜城M_S 5.4地震发生在库车坳陷西南部,震源机制解显示为走滑型破裂。该序列类型为前震—主震—余震型,主震前存在前震活动,余震较少,序列活动呈持续衰减特征。综合分析认为,拜城M_S 5.4地震前异常较多,其中地震活动相关异常为后续中强地震的预测提供了有效依据。     

新疆于田地区2008年以来3个地震 序列的参数早期特征

考察新疆于田地区2008年以来发生的2008年3月21日M_S7.3、 2012年8月12日M_S6.3和2014年2月12日M_S7.3等3个地震序列的参数早期特征, 利用“时空传染型余震序列”(ETAS)模型进行了参数估计. 统一选用截止震级M_c=M_L3.0, 并使用最大似然法分别估算了这3个序列不同持续时间的α、 p和b等参数. 研究结果表明, 3个地震序列的参数差异明显, 其中： 2014年M_S7.3地震序列α值与2012年M_S6.3地震序列接近, 但高于2008年M_S7.3地震序列; 2014年M_S7.3地震序列p值较低, 表明当前序列衰减缓慢; 2012年M_S6.3地震序列b值最大, 2014年M_S7.3地震序列次之, 2008年M_S7.3地震序列最小. 此外, 2008年M_S7.3地震序列参数在震后20天内变化较为显著, 而2014年M_S7.3地震序列的α值和p值在震后3.5天内则相对稳定.     

2022年门源MS 6.9地震序列特征及强余震判定

2022年1月8日青海门源发生M_S 6.9地震,基于青海地震台网对此次地震序列时空演化特征进行分析。结果表明,门源地震序列的空间展布整体上呈西段NWW、东段SE向的带状分布,且序列衰减较缓慢。另外,基于同一构造历史地震类比、h值、等待时间法等进行分析,认为门源M_S 6.9地震序列为主—余型;根据祁连地震带中东段5级以上地震最大余震发震时间统计和震级差特征分析认为,门源M_S 6.9地震的最大余震已经发生,即2022年1月12日18时20分的M_S 5.2地震。     

2020年6月26日新疆于田MS 6.4地震总结

系统梳理2020年6月26日新疆于田6.4级地震构造背景,总结分析余震序列参数演化特征和震前有关异常现象及其预测效能。初步结果如下：①于田6.4级地震发生在黑石北湖断裂附近,主震震源机制显示为张性破裂;②本次地震前原震区发生一次M_S 4.6前震,主震后余震相对丰富,构成"前震-主震-余震"型地震序列,震后2个月序列b值为0.71,h值为1.73;③震前震中附近出现准周期活动、地震平静、中源地震影响、多方法组合、垂直摆倾斜和GNSS等中期和短期异常,可能与本次地震的发生存在一定对应关系。     

基于Pn/Pg相对定位方法研究2017年8月8日九寨沟M7.0地震起始破裂深度

本文利用Pn/Pg相对定位方法,测定了2017年8月8日四川九寨沟M7.0主震及部分余震的起始破裂深度.地震的起始破裂深度是理解地震孕震机理的重要参数,而九寨沟地区台网稀疏,地壳速度结构复杂,基于传统的到时定位方法测定地震起始破裂深度误差较大.Pn/Pg相对定位方法首先基于流动观测近台记录对2017年8月10日M4.1和11月7日M4.5余震震源位置进行测定,选择其为参考事件,再利用Pg校正主震水平位置,Pn约束震源起始深度,基于参考事件可以有效降低速度模型对震源位置测定的影响.结果显示：九寨沟主震起始破裂深度约9 km,早期余震的震源深度分布在7~13 km,主要集中在主震起始破裂深度附近.     

2013年甘肃岷县-漳县MS6.6地震余震 序列目录完备性研究 基于对单台记录地震事件震中与震级的估计

中强地震余震序列地震目录编目是否完备、 震源参数是否准确,直接影响余震序列特征分析、 震后趋势快速判断和强余震预测等研究结果的科学性和可靠性. 2013年7月22日甘肃岷县-漳县M_S6.6地震余震序列目录中存在较多单台记录地震事件,地震观测报告仅给出其震级,而未给出震中位置. 由于余震波形间的相互交叠干扰,使得余震最大振幅的测量误差较大,造成地震观测报告给出的单台事件震级误差较大. 精确估计单台记录地震事件的震中和震级,能够补充完善现有地震目录,提高地震目录的完备性. 本文对单台记录地震事件震中和震级的估计不仅限于单个台站,而是通过分析区域台网中多个台站的波形记录实现. 首先以余震序列中震级较大、 波形记录信噪比较高的地震波形作为模板,使用波形互相关震相检测技术,检测单台记录的地震事件在多个台站的震相到时. 如果能在4个以上台站检测到震相,则利用测震台网常用的HYPOSAT方法估计其震中位置,并利用多个台站记录波形与模板地震的振幅比估计其震级. 之后计算主震发生后不同时间的最小完备性震级,并通过线性拟合得到最小完备性震级随时间变化的表达式,以分析此地震余震序列的目录完备性. 经过计算共得到253个单台记录地震事件的震级和其中177个事件的震中位置,其震中空间分布范围与余震序列中其它地震分布范围基本一致. 震级复测以及与人工拾取震相到时误差对比表明,该方法所得震相检测和震级估计结果具有较好的可靠性. 主震及最大余震发生后的短时间内,有较多数量单台事件的目录所给出的震级偏低,分析认为可能受主震与较大余震后续震相以及余震间相互干扰所致. 主震发生0.02—0.3天内,其余震序列最小完备性震级随时间的对数呈线性下降,在0.3天后最小完备性震级稳定在M_L1.1左右.      

2021年5月21日青海玛多MW7.4地震及余震序列应力降时空分布与孕震环境

2021年5月21日发生在青藏高原巴颜喀拉块体内部的玛多M_W7.4地震是继2008年M_W7.9汶川地震之后在中国陆区发生的最大地震.由于玛多地震发生在板块内部滑移速率较缓慢的次级断裂上,该地震成为研究巴颜喀拉块体内部地震危险性的典型震例.通过计算2021年玛多地震序列中震级大于2.5的地震应力降,我们调查了该地震序列应力释放的时空演化规律.首先,利用已有的青藏高原及其周边地区宽频带Lg波衰减模型,对玛多地震序列产生的地震Lg波观测数据进行了传播路径衰减校正,获得119个地震事件的Lg波震源谱;然后,通过将理论震源函数与观测数据拟合,获得对Lg波标量地震矩、拐角频率和高频下降率的估计;最后,根据标量地震矩和拐角频率计算了2021年玛多地震序列的应力降.结果表明,2021年5月21日玛多地震主震应力降为22 MPa,余震序列的应力降分布范围为0.08~7.5 MPa、中位数为0.39 MPa,平均值为0.88 MPa.应力降与震级具有较强的正相关关系,说明该地区的地震活动可能并不遵从地震自相似理论.换言之,大小地震具有不同的破裂动力学性质.玛多地震序列应力降变化反映了断层面上的应力释放过程具有强烈的非均质性.主震发生之后余震应力降显著降低,但其间仍夹杂着少数具有较高应力降的事件.这些高应力降事件所在区域与主震后破裂面上的闭锁和应力集中区域相对应.

     

2012年以来新疆于田强震前震序列的时空演化模式

巴颜喀拉块体边界地震活跃, 其西边界新疆于田地区在2008年发生M7.3地震后, 2012年以来又陆续发生了M6.3、M7.3和M6.4三次强震.然而该地区的地震监测台网非常稀疏, 地震目录的完备性低, 定位精度差.为了研究于田区域的前震活动规律, 本文利用单台波形模板匹配方法重新检测了2011年6月以来的连续波形, 改善地震目录, 并用单台定位约束地震的相对位置.结果获得新的地震数量是台网目录的15倍, 完备震级从原来的2.8降为1.3, 更有利于前震序列时空演化特征的回溯研究.研究区地震b值在三次强震前都表现出持续降低, 在临震前回弹, 主震后恢复.在空间上, 前震活动往往有两个阶段, 早期活动先是分散在硝尔库勒盆地周缘, 临震前成簇聚集到主震附近, 有断层级联破裂的特征.特别是2014年M7.3地震, 大量的前震出现在主震南侧并向北迁移和停滞, 它们的波形相似性很高, 反映出临震前的构造应力集中和地震成核.

     

2013年甘肃岷县漳县M_S6.6地震余震序列时域衰减特征分析

本文基于补充遗漏地震事件后的地震目录和修正的大森公式,对2013年7月22日甘肃岷县漳县6.6级地震余震序列时间域衰减特征进行了分析.鉴于主震后短时间内目录遗漏的余震较多,首先利用岷县台连续地震记录波形的高频包络差,检测主震后3h内目录遗漏的地震.经检测在主震后3h内共发现目录遗漏的ML1.0以上地震139个,最大震级为ML3.6.主震后1000s内检测到遗漏地震69个,约为目录给出余震数量的6倍.而后使用补充遗漏地震的目录,基于修正的大森公式分别拟合余震频度和余震地震矩随时间的变化.结果显示拟合p值约为1.07,表明岷县漳县地震余震序列衰减速率与全球平均水平接近,而未补充遗漏地震的频度拟合会造成余震序列衰减速率的低估.利用高频包络差直接计算地震频度曲线,通过三种衰减模式对地震频度曲线拟合参数比较,未观察到岷县漳县地震主震后存在早期余震缺失现象.分析认为,加入遗漏地震可以提高余震频度拟合估计衰减速率结果的准确度和精度,若缺少遗漏地震检测结果,则使用地震矩拟合所得衰减速率结果准确度较优,但需充分考虑其精度上的误差.在分析余震序列衰减特征的实际研究工作中,需根据地震目录完整性选择适当的拟合方法.     

2021年5月21日漾濞MS 6.4地震前地震活动异常分析

2021年5月21日漾濞发生M_S 6.4地震,震前地震活动异常明显,中长期阶段云南地区3级地震活动水平较低,滇西北地区出现长达456天的4级地震平静;短临阶段震中区附近出现3—4级地震条带;临震阶段中小地震活动由外围地区开始向震中区迁移,震中区出现直接前震。     

地震预警PGV-Pd关系参数的距离分段特征

地震预警系统需要在破坏性的地震波到来前快速估算地震参数和地震动参数,以对可能出现的地震灾害进行预测,对重要工程、人员密集区域发布警报信息.以Pd估测PGV的方法是地震预警研究涉及的一种重要问题,该方法利用初至P波触发后前几秒的峰值位移（Pd）对最终地震动峰值速度（PGV）进行估算,以满足预警的需要.本文对2016年在日本发生的熊本地震及其前震、余震的震中距100 km以内、矩震级大于4级、井下基岩PGA>5 cm·s^-2和地表PGA>20 cm·s^-2的Kik-net强地震动记录进行处理分析,用于研究以Pd估测PGV的方法.将获得的强地震动数据按震中距从0~100 km平均划分为5个区段,在记录时间3~10 s范围内将Pd的计算取8个时间窗,分别对每个震中距区段、每一个Pd的时间窗下的PGV-Pd数据进行线性拟合,最终提出了一套应对不同震中距对位移幅值连续追踪测定PGV的算法.对每一个震中距区段的研究表明,震中距会对PGV-Pd关系产生影响.对5次地震进行验证分析,认为基于基岩记录估测基岩PGV的准确度高于基于地表记录估测地表PGV的准确度;对震中距进行分段的PGV估测方法准确度高于不考虑震中距因子的估测方法.最后拓展了将井下基岩Pd估测井下基岩PGV这种原地地震预警方法,使其能够为异地P波预警方法服务.

     

Changes in source parameters of foreshocks and aftershocks of the 2001 M_S=6.0 Yajiang, Sichuan, earthquake

Introduction An MS=6.0 earthquake occurred on February 23, 2001 in Yajiang county, Sichuan Province. The earthquake is located on the east of the southeast segment of the Litang-Dewu fault with strike of NW. Before the event, on February 14, an MS=5.0 earthquake took place nearly in the same place. In 1948 an MS=7.3 earthquake occurred on the northwestern segment of the Litang fault. The length of the surface rupture belt caused by the earthquake is 70 km, which extended from Litang to…     

1976年唐山MS7.8地震余震序列持续时间及对地震危险性分析的意义

1976年7月28日唐山MS7.8大地震对唐山及其周边地区造成了重大的人员伤亡和财产损失. 主震之后约15小时滦县又发生了MS7.1地震; 同年11月15日宁河也发生了MS6.9地震. 唐山MS7.8主震后的余震一直持续至今,使该区域至今保持了与主震前相比具有较高的地震活动性．如何估计余震的持续时间,并进一步将余震从主震目录中去除,一直是地震学中所关注的问题．该文通过对数线性回归和理论计算,从不同角度求取并讨论了1976年唐山MS7.8大地震的余震持续时间．结果表明,由对数线性回归计算得到的余震持续时间约为80 a．而基于Dieterich的余震触发理论所得到的余震持续时间则与区域剪应力变化率有关．区域剪应力变化率可有几种不同方法求得: ① 根据剪应力变化率和静态应力降Delta;tau;e及地震回复周期tr之间的关系求取应力变化率,该方法所得到的余震持续时间约为70——100 a;② Ziv和Rubin对Dieterich的方法进行了修正,给出了通过远场加载速率和断层宽度求取应力变化率, 该方法得到的余震持续时间约为80 a;③ 由背景场地震活动性求取远场剪应力速率, 可以得到该地区二维分布式的余震持续时间,此方法得到的研究区域内余震持续时间为130——160 a．综上,唐山地区余震持续时间约为70——140 a,据此, 该地区现今所发生的地震仍为MS7.8唐山地震所触发的余震．      

Seismic damage accumulation in multiple mainshock–aftershock sequences

Earthquakes are generally clustered, both in time and space. Conventionally, each cluster is made of foreshocks, the mainshock, and aftershocks. Seismic damage can possibly accumulate because of the effects of multiple earthquakes in one cluster and/or because the structure is unrepaired between different clusters. Typically, the performance-based earthquake engineering (PBEE) framework neglects seismic damage accumulation. This is because (i) probabilistic seismic hazard analysis (PSHA) only refers to mainshocks and (ii) classical fragility curves represent the failure probability in one event, of given intensity, only. However, for life cycle assessment, it can be necessary to account for the build-up of seismic losses because of damage in multiple events. It has been already demonstrated that a Markovian model (i.e., a Markov chain), accounting for damage accumulation in multiple mainshocks, can be calibrated by maintaining PSHA from the classical PBEE framework and replacing structural fragility with a set of state-dependent fragility curves. In fact, the Markov chain also works when damage accumulates in multiple aftershocks from a single mainshock of known magnitude and location, if aftershock PSHA replaces classical PSHA. Herein, this model is extended further, developing a Markovian model that accounts, at the same time, for damage accumulation: (i) within any mainshock–aftershock seismic sequence and (ii) among multiple sequences. The model is illustrated through applications to a series of six-story reinforced concrete moment-resisting frame buildings designed for three sites with different seismic hazard levels in Italy. The time-variant reliability assessment results are compared with the classical PBEE approach and the accumulation model that only considers mainshocks, so as to address the relevance of aftershocks for life cycle assessment.