汶川8.0级和芦山7.0级地震前卫星热红外异常现象对比

针对2008年汶川M_S8.0地震、2013年雅安芦山M_S7.0地震和2017年九寨沟M_S7.0地震前后出现的热红外现象,对MODIS卫星1 km高分辨率亮度温度的原始数据进行均线差值振幅波动水平分析发现：①这3次地震前在震中附近区域均出现显著的差值振幅变化异常,先为低值异常,低至历史平均水平的50%以下,后又演变为高值异常,高值异常峰值均大于历史平均水平3倍以上;②汶川地震、雅安芦山地震、九寨沟地震分别在高值异常峰值的55天、35天、22天后发生;③异常优势分布区域并不在震中区域：汶川地震震前异常区主要位于震中西北区域的柴达木块体,雅安芦山地震、九寨沟地震震前异常区域位于震中西部的巴颜喀拉块体,其中,汶川地震震前异常区域面积远远大于后者。     

九寨沟7.0级地震前地壳水平形变状态与变化

利用1999~2015年流动GNSS观测资料及处理结果,分析了九寨沟M_S7.0地震前区域水平形变场及其变化,得到以下认识:(1)九寨沟M_S7.0地震震源区在汶川8.0级地震之前为右旋剪切形变,汶川地震之后为左旋剪切形变;(2)2011年以来震源区左旋剪切形变持续较弱,较大的左旋剪切形变位于其西南;(3)震源区最大剪切应变、最大主应变、最小主应变均较弱;(4)九寨沟地震的发生与汶川地震的发生与否有一定的关系方面,龙门山断裂带的活动处在闭锁时段时则有所抑制或推迟九寨沟地震的发生,汶川地震后龙门山断裂带一定程度的解锁则有助于九寨沟地震的发生或促使发震时刻有所提前;(5)距震中近70km的SCSP站出现了7.1mm的南向同震位移,其他连续站未发现同震位移。     

青藏高原东缘重力观测及对芦山M7.0地震的反映

介绍了青藏高原东缘地区相对重力与绝对重力的观测情况,系统分析了该区域2010以来的区域重力场变化及其与2013年4月20日四川芦山7.0级地震发生的关系。结果表明:(1)芦山7.0级地震前青藏高原东缘重力变化剧烈,芦山地震发生在沿龙门山断裂带南段的重力变化高梯度带的转弯部位;(2)芦山地震距2008年汶川地震不到100km,芦山震中及汶川地震震中均处于重力变化四象限中心,表明汶川地震震后恢复调整变化对芦山地震具有促进作用;(3)基于流动重力异常变化在芦山7.0级地震前做过一定程度的中期预测,尤其是地点预测。     

2022年芦山MS 6.1和马尔康MS 6.0地震前地震调制比异常分析

扫描2022年芦山M_S 6.1地震和马尔康M_S 6.0地震震前不同震级档调制比图像,同时给出震前b值分布图像,结果表明：2次6级地震前震中附近不同震级档调制比均出现高值异常。最小扫描震级越高,调制比扫描结果越稳定清晰,调制比高值异常出现时间越晚,同时最小扫描震级越高,异常范围、幅度也越大,异常与震中位置和发震时间关联性越强。调制比异常的幅度和范围与应力水平有关,2次地震震前震中附近均出现低b值区域,且马尔康M_S 6.0地震震中附近调制比异常和低b值异常都比芦山M_S 6.1地震更突出,推断马尔康M_S 6.0地震孕震区应力水平可能高于芦山M_S 6.1地震孕震区应力水平。     

快速提取震前热红外异常的均线差值振幅增强比方法

1 研究背景 四川省大震多发,如2008年汶川MS 8.0(31°N,103.4°E)地震、2013年雅安芦山MS 7.0地震(30.3°N,103°E)和2017年九寨沟MS 7.0地震(33.2°N,103.8°E)均发生在该省,魏乐军等(2008)、马瑾等(2010)、张元生等(2002)、路茜等(2014)相继对地震进行了热红外异常的研究,采用的方法有小波法、距平法、功率谱法等.本文运用的计算机程序化的均线差值振幅增强比法,可快速提取震前热红外异常,且异常的时空特征显著、直观.     

龙门山断裂带南段岩石圈磁场变化分析

根据巴颜喀拉块体东部2011—2014年3期岩石圈磁场年变化情况,结合地壳应力资料,重点分析龙门山断裂带南段的岩石圈磁场变化与应力积累的关系。该区域2011—2012年和2012—2013年岩石圈磁场变化明显弱于周边区域,实测地壳应力结果反映汶川M_S8.0地震震后应力积累水平很高。压磁效应分析认为汶川M_S8.0地震后该区域高应力积累、低应变率的动力学背景是控制该区域岩石圈磁场弱变化的主要因素。此外,芦山M_S7.0地震及康定M_S6.3地震前震中区存在局部岩石圈磁场水平矢量的弱变化现象,尤其是2012—2013年水平矢量大小和方向均与周边区域相比存在明显差异,这可能是两次地震的前兆异常。     

九寨沟M_S7.0地震静态库仑应力触发及对附近断层影响分析

计算和研究了1973~2013年巴颜喀拉块体东边界发生的6次M_S≥6.5地震引起的静态库仑应力变化图像,认为先前发生的6次地震对2017年8月8日九寨沟M_S7.0地震具有触发作用。九寨沟M_S7.0地震发生后,对震中附近主要断裂应力转移的计算结果显示,在巴颜喀拉块体东边界7次M_S≥6.5地震的共同作用下,东昆仑断裂带东段及龙日坝断裂带库仑应力水平升高,具有触发作用;岷江断裂带处于库仑应力影区内,具有减震效应。     

九寨沟7.0级地震前后地壳形变时空演化特征及相关问题的讨论

基于九寨沟7.0级地震前后,震中区周缘和巴颜喀拉地块周缘的跨断层观测、大面积水准测量、地震活动性等资料,利用断层三维活动量参数和水准平差计算方法,综合分析了地震前后区域地壳形变以及巴颜喀拉地块整体性运动与地震间的关系。结论如下:(1)九寨沟地震前后,远场的西秦岭构造区、六盘山断裂带、龙门山断裂带和鲜水河断裂带上的跨断层流动场地出现不同程度的异常变化,震中区域的形变并不显著;(2)由巴颜喀拉地块周缘的断层异常活动和地震活动性分析可知,巴颜喀拉地块整体性的SE向顺时针加速运动,造成了九寨沟地震震中区域的应力积累,同时,包括芦山地震在内的几次强震对九寨沟地震有一定促震作用;(3)九寨沟地震后,区域应力积累得到一定程度的释放,应力可能会在"三岔口"区域加速积累。     

巴颜喀拉块体东-南边界强震序列库仑应力触发过程

计算和研究了1973—2014年发生在巴颜喀拉块体东-南边界断裂带上的、由9次M_S≥6.3地震组成的强震序列引起的库仑静应力变化图像,分析序列中先发地震破裂对后发地震的应力触发作用。结果表明:(1)1973—1976年在巴颜喀拉块体东边界的虎牙断裂带上发生的4次强震存在着显著的应力触发关系,同时改变了龙门山断裂带中南段及周围区域的应力状态,相继触发了汶川M_S8.0地震和芦山M_S7.0地震;(2)南边界鲜水河断裂带自1973年以来发生的3次强震同样存在应力触发关系,2014年康定M_S6.3地震是巴颜喀拉块体东、南边界强震活动导致的库仑应力变化共同触发的结果;(3)序列中9次地震共同产生的库仑应力变化图像显示:龙门山断裂带南段的汶川地震至芦山地震破裂段之间的空区,鲜水河断裂带南段的道孚地震至康定地震破裂段之间的空区以及鲜水河断裂带、安宁河断裂带、龙门山断裂带交汇的三岔口地区均在库仑应力增加区的覆盖范围之内,需要重点关注。     

2017年8月8日九寨沟7.0级地震长波辐射异常特征

通过距平方法,研究2017年8月8日九寨沟7.0级地震前震中所在区域（95.00°—110.00°E,25.00°—45.00°N）长波辐射时空演化特征,研究结果表明:①2017年7月,去除背景之后的长波辐射场在震区附近出现显著增强现象,增强区域基本走向与地质构造走向一致,其主体区域沿着巴颜喀拉块体南缘边界带,重要分支横跨巴颜喀拉块体,直接延伸至九寨沟7.0级地震震中;②紧邻九寨沟7.0级地震震中的4个格点在去除背景变化后的长波辐射时序曲线变化特征基本一致,即在2017年7月出现显著大于其他月份的现象。     

芦山MS7.0地震前远、 近场形变 时空演化特征研究

应用芦山M_S7.0地震震中附近跨断层及连续形变观测资料, 分析了芦山地震前不同阶段地形变变化的特点, 讨论了震中附近区域异常时空演化过程. 结果表明: ① 自2013年1月起, 沿鲜水河断裂带一些跨断层基线观测到显著的加速转折变化, 沿安宁河、 则木河断裂带个别场地的跨断层水准基线, 2010年以来出现的巨幅异常等是突出的场兆变化; 沿龙门山断裂带一些水准观测在汶川M_S8.0地震后持续的调整变化具有近震源区变形特征. ② 鲜水河、 龙门山和安宁河3条主要断裂围成的三叉口地区, 地倾斜、 应变、 重力及断层水准和蠕变观测临震前均未有显著的异常变化, GPS水平、 垂直位移年速率最小, 该地区是形变变化或形变异常分布的“空区”. ③ 在对近场与远场多种连续形变数据通过傅里叶变换提取年周期成分后发现, 临震前2—3年近震源区域的地倾斜、 重力年变化幅度不是增大, 而是减小. 芦山M_S7.0地震前观测到的形变前兆现象特征与汶川M_S8.0地震等震前的前兆现象较为接近. 因此, 芦山地震前近震源区及外围形变异常分布特征不是个别的现象.      

2008年汶川地震同震-震后应力演化及其对2017年九寨沟M_S 7.0地震的影响

2017年8月8日四川九寨沟发生了MS7.0地震,距离汶川地震震中约为140km.地震的发生会调整区域应力分布和影响区域地震活动性变化.那么,汶川地震的发生对此次九寨沟地震有何影响?区域应力如何演化?为回答这些问题,本研究基于高性能并行有限元方法和网格自适应加密技术,采用含地形起伏的黏弹非均匀椭球型地球模型,分别计算了汶川地震引起的同震-震后应力时空动态演化及其对此次九寨沟地震的影响.同时,考虑同震静态应力和震后黏弹性应力调整,计算了汶川、芦山和九寨沟地震的发生对周边断层应力积累的影响.计算结果显示汶川地震对九寨沟发震断层的同震库仑应力加载约为0.008 MPa,震后9年的黏弹性应力加载约为0.012~0.016 MPa,可能会使九寨沟地震提前发生.此外,汶川、芦山和九寨沟地震的发生引起龙门山断裂映秀以南段、东昆仑断裂、龙日坝断裂东段和岷江断裂北段及鲜水河断裂康定段应力加载大于0.01 MPa,增加了这些断裂带发生地震的危险性.     

芦山7.0级、康定6.3级地震垂直形变研究

芦山7.0级地震和康定6.3级地震是近两年来在龙门山断裂带和鲜水河断裂带上发生的最为显著的两次地震事件,都发生在巴颜喀拉地块与四川盆地的挤压构造带边缘。利用芦山科学考察项目和中国地球物理场观测——青藏高原东缘地区项目中获得的水准资料,研究芦山地震震前、震中和震后垂直形变演化和康定地震震前垂直形变特征。结果表明:芦山地震前龙门山断裂带南段的小金相对于芦山地区上升速率约为1.7 mm/a,同震垂直变形可以达到197.7 mm,变形最大区域分布在芦山灌县—安县断裂附近;芦山地震后鲜水河断裂带色拉哈段两侧垂直形变迅速增加至13 mm/a,之后发生康定地震。1982年以来,鲜水河断裂带和龙门山断裂带Y字型交汇区域保持着4.5 mm/a的快速隆升,同时在都江堰和大邑一带存在一条垂直形变高梯度带。     

2013年4月20日四川芦山7.0级地震震源破裂特征

2013年4月20日四川芦山发生7.0级地震.本文运用反投影远震P波的方法研究了中心频率为1 Hz的芦山地震震源破裂特征.研究结果显示2013年芦山7.0级地震破裂长度约为20 km,震源破裂时间约为26 s.本文认为在芦山地震的开始阶段(0~4 s)震源的破裂是向震中位置两侧进行的.而芦山地震破裂的第二阶段(5~26 s)是单侧破裂.芦山地震最大能量释放区域位于震中以北.本文对比了运用相同方法研究的发生在同一断裂带上的2008年汶川地震震源破裂特征.发现2013年芦山地震和2008年汶川地震有三点相似之处,即,破裂主要沿北东走向的龙门山断裂带发展;最大能量释放区域没有位于震中;能量都是通过多次子事件来释放的,且第二次能量释放是最大能量释放.对比两次地震破裂区域,可以看出芦山地震的破裂区域是在2008年汶川地震破裂区域的西南端发展的.两次地震的破裂区域占了整个龙门山断裂带的三分之二.     

2017年8月8日九寨沟MS7.0地震前成都台地磁谐波振幅比异常分析

2017年8月8日四川省九寨沟县发生M_S7.0地震,成都地震基准台距此次地震震中约255km,震前该台地磁谐波振幅比出现趋势性异常。对成都台GM4磁通门磁力仪秒数据进行谐波振幅比计算,结果显示,谐波振幅比在九寨沟M_S7.0地震前表现出下降—转折—恢复上升的异常变化形态,地震发生在异常恢复期,同时,异常表现出由长周期向短周期迁移、SN向与EW向变化不同步的特征,芦山M_S7.0地震前成都台地磁谐波振幅比亦呈现了相似的异常变化特征。     

2017年九寨沟7.0级地震前不同级别地震空区的演化过程分析

结合传统地震学方法与数字地震学方法,回顾总结了日常分析预报中针对九寨沟7.0级地震开展的相关工作,梳理总结了地震前提出的甘东南地震异常信息,进一步讨论了九寨沟地震前中期、短期及临震异常特征。通过分析九寨沟7.0级地震之前区域范围内不同震级活动图像,发现甘青川交界地区5级空区在震前向震中一侧收缩、4级地震超长平静458天、3级空区在震前4天被打破的现象,同时发现,震中附近区域震源机制一致性较高,反映了震源区的高应力水平。     

巴颜喀拉块体中东段MS≥7.0地震卫星红外辐射时间序列变化特征

2008年以来，在中国青藏高原腹地的巴颜喀拉块体中东段接连发生了2008年四川汶川8.0级、2013年四川芦山7.0级、2017年四川九寨沟7.0级以及2021年青海玛多7.4级地震.本文基于MODIS卫星红外数据，利用平滑方法提取了2004年4月—2022年2月(近18年)巴颜喀拉块体中东段的红外亮温均值时间序列低频信息，分析了汶川8.0级、芦山7.0级、九寨沟7.0级以及玛多7.4级地震前后红外辐射低频信息的变化特征.研究结果表明，4次大地震前后红外辐射变化具有以下共性特征：(1)大地震前，巴颜喀拉块体中东段整体辐射值处于增强阶段，地震后，辐射值转为减弱阶段.这与弹性变形阶段岩石应力加载升温、卸载降温过程类似；(2)在4次大地震前的辐射增强阶段，辐射值均出现了大幅度的超2倍标准差辐射增强异常，这对巴颜喀拉块体中东段的7级以上地震具有一定的预警意义.这些共性特征有助于设计一个合适的技术方案来跟踪判断巴颜喀拉块体中东段7级以上大地震的危险性.     

龙门山地区的kappa(k_0)模型及汶川M_s8.0地震的强地震动模拟

在地震动模拟中,高频衰减参数(κ_0)是一个重要的参数,它控制了傅里叶谱高频部分的衰减特性.本文利用汶川M_S8.0地震和芦山M_S7.0地震主余震的1671组强震动观测记录,计算了龙门山地区50个断层距小于150 km的强震动台站的κ_0,基于随机有限断层法模拟了汶川地震中这些台站的加速度时程、傅里叶振幅谱和反应谱,并与前人的研究进行比较.结果表明,合理计算的κ_0可以有效地改善加速度时程振幅和高频谱(1 Hz)的模拟结果.另一方面,本文基于κ_0与地形高程的相关性,建立了龙门山地区的κ_0经验模型.分别采用该经验模型和κ_0=0.04 s模拟了汶川地震的峰值加速度分布,并与观测记录进行比较.结果表明,采用本文提出的κ_0模型可以更好地重现汶川地震的峰值加速度分布,特别是在断层破裂方向的反方向区域和山区.综上,汶川地震中山区的峰值加速度明显大于盆地地区的现象,不仅与断层破裂产状有关,还与山区和盆地地区的κ_0之间显著的差异有关.     

汶川8.0级地震前紫坪铺水库小震活动及震源参数研究

利用区域和水库地震台网记录的数字地震波资料,研究了汶川8.0级地震前的2000年1月1日～2008年5月11日紫坪铺水库区的地震活动及震源参数.结果表明:汶川8.0级地震前该区域小震活动持续,地震活动水平为M_L2～3,自2005年9月紫坪铺水库蓄水以来,特别是2008年2月地震活动明显增加,但从长期的序列来看,地震活动频次和强度仍在区域地震活动的正常起伏范围.汶川8.0级地震发生前近3个月内,中小地震的视应力差值△σ_(app)普遍大于0,计算得到的视应力总大于其拟合值.汶川8.0级地震震中位于低应力区,而相对较高的视应力差值分布在震中以东地区,局部出现视应力增加的现象.     

云南地下流体异常丛集及构造活动性研究

正汶川特大震发生前滇东北水富井水位测值出现了长时间、大幅度的趋势下降变化,长趋势的显著下降是前兆异常表现。该井水位长期异常变化在汶川地震前尤为突出,在强震、大震孕震阶段存在水位长期异常。具体分析方法是,在进行观测信号处理后,用异常形态、持续时间、观测点所处构造分析了该异常与汶川地震的关系,结果表明在强震和大震孕震阶段存在水位长期异常。2017年8月8日发生的九寨沟M_S7.0地震,是继汶川8.0级地震发生以来,在南北地震