基于Gutenberg-Richter定律快速估算最大余震震级:以2017年九寨沟MS7.0地震为例

针对九寨沟M_S7.0地震之后不同时间段的余震序列目录,利用推定最大余震震级,给出了实际最大余震震级的估计值。结果表明,推定最大余震震级随主震后时间尺度的延长而趋于稳定,且该值与实际发生的最大余震的震级一致。需要强调的是,就九寨沟地震序列而言,当余震数据较为完备时,采用主震后较短时间段内（1～2天）的余震目录就可以较准确地估算出主震区域内可能发生的最大余震震级。实际上,主震后12h（0.5天）的余震数据已完全可以给出最大余震震级的有效下限。此外,计算中我们采用了里氏震级M_L和面波震级M_S的余震目录,结果显示,2种震级类型目录的估算结果完全一致,表明利用推定最大余震震级估算实际最大余震震级的方法不受震级类型的影响。据此,该最大余震震级快速评估方法可进一步推广应用于我国大陆地区中强震后强余震灾害分析评估中。目前的拟合技术也显示出随着测震技术的不断进步以及余震识别能力的提高,快速评估方法可以在主震后短时间（<1天）内准确地预测可能发生的最大余震震级。     

对汶川地震余震序列中最大余震事件的讨论

本文针对2008年5月12日四川汶川M_W7.9地震后的余震目录,采用2004年Shcherbakov和Turcotte提出的最大余震震级推断法,给出了最大余震震级的估计值。结果表明,采用现有的余震数据,在大震级区间可能存在一定数量的余震缺失,这造成了余震数据与Gutenberg-Richter定律曲线在大震级区间的差异,导致推断的最大余震震级与使用目录中的最大余震震级存在明显差异。利用震级与断层长度或地表破裂长度之间的经验关系可以看出,由灌县—江油断裂的破裂尺度得到的震级与推断最大余震震级基本一致。根据前人给出的断层摩擦失稳时间模型和Brune近断层质点运动模型,本文进一步探讨了汶川地震北川—映秀断裂对灌县—江油断裂的触发作用,认为北川—映秀断裂破裂所辐射出的S波可以在短时间内使得灌县—江油断裂发生失稳,进而产生宏观破裂并形成地震,因此由灌县—江油断裂破裂形成的地震可能为汶川地震的最大余震。      

汶川地震强余震统计特性及地震动衰减关系

2008年"5·12"汶川特大地震发生后,固定及流动台站获得了数量可观的余震地震动数据,为地震危险性分析和地震动衰减规律研究提供了丰富的数据。通过Gutenberg-Richter关系分析得到汶川地震余震震级-频度分布（FMD）,结合Båth定律预估得到逼近实际的最大预估余震震级,基于修正的Omori定律拟合得到余震发生率与主震后时间的关系。主余震统计特性显示M_s4.0~6.4范围内的余震记录震中距及震级分布相对均匀,可作为建立地震动衰减规律的依据。故针对土层地表及基岩地表分别进行了EW、NS和UD三个方向的统计回归分析,给出了2种地表情况下三向地震动峰值加速度的定量衰减关系表达式。     

云南地震序列最大余震的估算

利用1965~2012年云南地区的181次地震序列资料,分别用4种不同的方法得到主震和最大余震的震级关系式分别为:b值截距法Mmax=-0.44+1.03Mb±0.4;最大后续余震法Mmax=-0.23+1.00Mm±0.4;主震震级估算最大余震法Mmax=-0.71+0.89M±0.4;主震与最大余震震级差法:主震震级在5.0~5.9级之间,Mmax=M-1.2,在6.0~7.9级之间,Mmax=M-1.0。用这4种方法对2009年7月9日姚安6.0级地震和2012年9月7日彝良5.6、5.7级地震序列中的最大强余震进行估算,结果符合较好。统计结果显示最大强余震发生在主震后前3天的比例高达60%,这一结果可为最大强余震的时间判定提供依据。     

华南六级以上地震的强余震

本文总结了近100年来华南地区的4次M≥6级地震的余震资料,从工程抗震实用性的角度研究了余震衰减序列中各阶段最大震级的变化特点,从而得到:1)华南地区6级以上地震的余震平均每14—15年衰减一级;2)一次6级左右地震的余震活动经45年后即可恢复到当地正常小震活动背景水平。     

针对应急救援的强余震特征统计

大地震后强余震活跃,震后快速判断最大余震震级和强余震发生可能性对提高应急救援效率有重大意义。针对震后应急救援,本文根据救援存活率将震后救援期分为8个时段:震后12 h、震后24 h、震后48 h、震后72 h、震后96 h、震后120 h、震后144 h和震后168 h。对我国大陆地区1966年以来6级及以上地震强余震资料进行分时段统计,分别拟合出8个时段的最大余震震级和主震震级的经验公式;并提出震后强余震发生可能性的经验判断方法,通过本文提出的可能性指数a,依据主震震级,震后可以快速判定强余震发生的可能性。     

基于线性回归分析的主余震相关关系

预防强震后可能发生的余震对于保护灾区安全具有重要意义。为了对余震进行一定误差水平的快速判定,对主震与余震之间的关系进行分析。选取1970年1月1日—2009年9月30日全球范围5—10级地震进行预处理,采用基于最小二乘法的线性回归方法,对主震震级与最大余震震级关联关系、主震视应力与最大余震震级关联关系进行分析,并进行结果可视化。结果表明,主震与最大余震的震级存在一定线性关系,可为主震后在一定范围内对最大余震的快速判定提供一定参考。     

余震b值的先验概率分布

从世界上M≥7.5浅源地震伴随的81个余震序列,以及日本及其周围大地震的67个余震序列,确定了古登堡—里克特定律中b值的先验分布。我们假设先验统计总体中的b值服从伽马分布Γ(φ,ζ),其中φ和ζ分别代表形状和标度参数。对每个序列所得到的b值都与统计总体中的随机采样一致,但有统计误差。在本文中我们用最大似然法估计总体分布中的φ和平均值,b_(avg)=φζ。对世界上M≥5.0的余震序列估计的φ和b_(avg)分别是55和1.13,而对D<2.55的余震序列的估计值分别为28和1.22,其中D为主震和余震的震级差。对于日本的余震序列我们得到φ=28,b_(avg)=0.97。蒙特卡罗法的数值检验表明,所估计的b_(avg)相当接近于输入值,而φ却往往比输入值大。那些较小的值,如全球序列的φ=26～31,日本序列φ=20～25,或许比由最大似然法得到的估计值更合适些。假设b值的先验分布是Γ(φ,b_(avg)/φ),对一组N个地震,由最大似然法得到的估计值b=(N+φ-1)/(N/b_U+φ/b_(avg)),其中b_U是没用宇津所提出的先验分布而用最大似然法得到的估计值。所估计的值b比b_U更稳定可靠。特别是对于只有很少地震数据时,这里提出的方法很有价值。     

用B值横截距预报强余震震级的方法探讨

本文在G-R(logN=α—M)关系的基础上,探讨用b值横截距法预报地震序列强余震的震级。选用我国1966—1986年21年内有完整资料的58个Ms≥5.0地震序列,用b值横截距法进行预报检验。这些地震序列的位置分布较广,遍及全国各大区,而且要求每个地震序列满足震级M≥Mo(起始震级)的地震个数不少于50个。统计结果表明,对预报序列中强余震的吻合率为93％以上。另外,我们还用b值横截距法对序列的晚期强余震预测及在主震后尽可能短的时间内预测强余震进行了探索,表明它是可能的。     

地震余震向量线初探

提出了一种预测地震的新方法－地震余震向量线法。通过多年对众多震例的研究，发现一次主震后，其最后一次最大余震与主震的联线（余震线和向量线）与下一次相关地震之间存在一定的关联性。以余震线长、最后一次最大余震与主震发生的相隔时间、最后一次最大余震与主震的震级三个已知条件，即可预测另一特定地区相关地震发生的地点时间、震级三要素。     

近场震级起算函数确定与爆炸余震震级计算

在天然地震背景下，由于现有的起算函数在0—5km范围内是一个常数，因此，对于震源深度较浅的小地震震级的测定遇到了困难，本文通过理论计算和爆炸地震波实际测量两种方法，确定了近场0—5k瑚范围内的震级起算函数。用本文确定的震级起算函数计算了两次爆炸余震序列事件的震级，绝大多数的余震震级非常小，主要分布在-0．5—1．0级之间，余震序列的M-t图与一般强余震M-t图明显不同，它不仅存在反映较大震级的正向柱状线，而且还存在反映较小震级的负向短柱状线。     

强余震持续时间的早期估计

本研究旨在解决地震序列中强余震持续时间的早期估计问题。文中首先给出了强余震的震级定义，指出：主震型与强震群型序列的强作震持续时间存在差异。使用模式识别方法对主震型序列中强余震持续时间大于１天，小于１天及无强余震等３种情况进行划分之后，给出了两类序列的强余震持续时间与序列和第一震震级的粗略相关关系。     

科里奥利力对断层作用的统计研究

首先给出了分解到已知断层面法向和切向上的断层错动科里奥利应力(简称为科里奥利法向应力和切向应力)表达式,然后从哈佛大学矩心矩张量目录中选取主余震资料进行分析,按断层分类研究了科里奥利法向应力和主震震级与其最大余震震级差及主震地震矩与余震地震矩总和之差的折合矩震级间的关系.研究结果显示:地震断层错动过程中虽然产生了使断层两盘相互拉离(或挤压)的科里奥利法向应力,它降低(或增加)了断层错动时断层面上的摩擦阻力,但是应力量值太小(科里奥利法向应力估计最大不到0.1MPa,即不到一个大气压),不足以对断层错动及主震能量释放产生影响,从而影响余震的最大震级和总体水平.     

新疆中强地震序列特征参数与主震震级的统计关系

系统分析了1970~2007年间新疆境内70个5级以上地震序列的余震持续时间和余震区长轴与主震震级的统计关系,以及主震破裂方式对余震时空特征参数的影响。研究结果表明,新疆及分区地震带余震持续时间和余震区长轴分别与主震震级弱相关,主震震级较低时两者关系离散,震级较高时则呈线性增强。不同的地震带这种线性关系存在差异,对于相同的主震震级,天山地震带余震持续时间一般大于西昆仑地震带,而余震区长轴前者小于后者。新疆地区主震破裂方式对余震的持续时间影响不大,但对余震区长轴影响较大,走滑型主震余震区长轴一般大于逆断型地震。     

中国大陆中强地震余震序列的部分统计特征

依据1970年以来记录相对完整的294次50级以上地震序列资料,研究中国大陆中强地震余震序列统计特征,探讨序列类型、最大余震震级、强余震活动持续时间等与主震震级及主震断层性质之间的关系.中国大陆孤立型、主余型及多震型地震余震序列分别约占23%、59%及18%.其中走滑型、具有倾滑分量的走滑型、具有走滑分量的倾滑型及逆冲型分别占48%、24%、17%及11%. 余震序列1年内最大余震震级与主震震级正相关,但主震震级较低时相对离散,孤立型序列离散程度较高,主余型及多震型序列线性相关性较好.绝大多数序列最大余震均发生在震后200天内,少数具有晚期强余震的序列主要属主余型序列,孤立型及多震型序列通常没有晚期强余震发生.68%的序列1年内最大余震发生在震后10天内,77%发生在震后30天之内,95%发生在震后120天之内.序列最大余震发生时间及5、6级强余震活动持续时间与序列类型及主震震级大小有关,多震型序列最大余震发生最快,孤立型次之、主余型最长.若仅就主余型序列而言,当主震震级较高时最大余震与主震间时间间隔相对较短,主震震级较低时最大余震与主震间时间间隔相对较长.     

1900年以来我国西南地区强余震统计特征

本文通过对西南地区1900年以来5级以上地震发生1个月内强余震资料的统计,得到了主震震级与余震震级、时间间隔与震中距之间的经验关系和统计规律。同时,以汶川主余震为例,进行了对比检验。统计结果表明,本文的统计结果是比较可靠的,对今后西南地区余震的预测具有一定的参考价值。     

论余震震级与震中烈度的关系(英文)

震级和震中烈度的关系,人们通常采用李善邦研究中国近代地震时给出的公式M=0.58I_0+1.5,以及考虑了震源深度的影响后,付承义和刘正荣给出的公式M=0.68I_o+1.39Logh-1.40,这两个经验关系在中国地区一般是适合的。 可是我们在实践中不断发现,对于一次大地震之后的余震包括晚期余震,又有可以察觉到这个关系式有系统的差别。本文研究了近十年来中国华北地区的几次大地震后的余震资料,分别计算了考虑震源深度和不考虑震源深度两种情况下的余震震级和震中烈度的关系。通过最小二乘法计算给出 M=(0.69±0.09)I_o+(1.00±0.64),和采用二元线性回归求解得 M=(0.72±0.09)I_o+(1.03±0.93)Logh-(0.45±1.45)。 对比可见,显然余震有其本身的震级与震中烈度的关系式,和一般地震的这个关系不尽相同,即在震级相同的情况下,余震震中烈度偏低约半度。本文从余震发生的应力状态、介质特征以及余震活动的分布特点等方面,给予了初步的理论解释。     

姚安地震余震序列研究

将2000年姚安MS6.5地震的19个3.0≤ML<5.0余震的垂直分量在频率域内进行地震矩张量反演,对反演结果进行了讨论,并用最小二乘法回归了地震矩M0、矩震级MW和地方震震级ML之间的关系;根据对余震序列主压应力轴随时间的变化特点,分析了震区复杂的应力状态。     

1990年10月20日景泰6.2级地震余震序列特征

1.余震序列时间分布特征天祝、景泰6.2级地震后,共发生M_s≥1地震186次。从图1可以看出,震级随时间的衰减是明显的。最大余震是主震后30多分钟发生的M_s5.1地震,4级以上的地震都是在     

汶川8.0级大震的余震最大强度用科里奥利力效应方法的判定

用科里奥利力效应预测强余震是一种震源物理的方法。回顾2008年汶川8.0级大震时用该方法判定余震最大强度的过程,半定性与综合判定为可能发生的最大余震强度为6.5级左右,实际发生了6.4级地震,与主震震级相差大于1级（M_主—M_余=1.6）。验证结果进一步说明该方法的科学性,给科里奥利力效应判定余震增加了一个可靠的判例。