2020年7月12日河北唐山5.1级地震总结

系统梳理2020年7月12日唐山古冶区5.1级地震前出现的地震活动和地球物理观测等异常,结果如下:①地震活动:震前存在地震平静、小震高频、中等地震成组等中短期异常;②地球物理观测:震前主要为电磁和流体异常,短期异常主要分布在震中100 km范围内;③震后回溯:北京及周边震前存在地震发生率异常,利用其他综合方法主要识别出年尺度异常。此次唐山5.1级地震发生在1976年唐山7.8级地震余震区,而7.8级地震序列地震活动呈非均匀衰减特征。此次唐山5.1级地震震源机制为走滑型破裂,截至7月31日,序列b值为0.70、h值为1.8,序列参数基本正常。综合分析认为,此次地震发生前,地震活动中短期异常较显著,地球物理观测异常占比明显偏低;震前对该区域出现的中期和短期异常有所察觉,但短期异常的预测强度偏低,震后总结时按震前异常预测的地震强度为4—5级,接近实际发生地震的强度。     

河北唐山古冶5.1级地震前的重力变化

利用京津冀地区2018—2020年5月的流动重力观测资料,分析了2020年7月12日河北唐山古冶5.1级地震前不同时间尺度重力场变化.结果表明:0.5年尺度重力场变化图像较好地反映了此次地震"震前一年,重力场持续上升(正)变化→震前反向变化→在重力变化梯度带零等值线附近发震"的演化过程;震前0.5年和1年年尺度重力场均...     

2020年7月12日唐山5.1级地震分析

对2020年7月12日唐山5.1级地震的发震特点、地震的性质、发震构造以及破裂机制进行初步分析,推测唐山断裂可能为其控震断裂.地震前唐山地区和震中所处的华北构造区的地震活动性异常以缺震和显著平静为主,表明该区域地壳应力积累到了一定程度.分析认为:此次唐山5.1级地震属于1976年7月28日唐山7.8级大震震区内的地震起...     

2020年河北唐山MS5.1地震b值时空变化特征

为了考察b值在2020年唐山MS5.1地震前的时空变化特征,分别从大尺度区域及小尺度区域对2009年1月至地震发生前2个研究范围的b值变化进行时空扫描计算.结果显示:唐山MS5.1地震震中位置b值被小尺度区域很好地表现出来,而大尺度区域b值空间扫描未表现出明显异常;从大尺度区域可以看出,河北怀安—北京、唐山地震余震区东...     

2020年7月12日唐山MS5.1地震前后视应力变化

2020年7月12日河北唐山发生MS5.1地震,震中位置位于唐山老震区,是1995年之后唐山地区最大地震.选取河北台网监测到的2016年1月1日至2020年12月24日期间河北唐山地区ML≥2.5地震,利用Brune模型,计算出震源区相应地震的视应力值,分析震源区应力调整过程;利用CAP和GPAT两种方法计算河北唐山M...     

唐山7.8级地震前后微震震源参数

应用参考资料[1]中提出的方法,测定了唐山7.8级地震前后,震源及其邻近地区微震震源参数（地震矩、应力降、震源尺度）。结果表明:唐山地震前数年,唐山—宁河—滦县一带发生的震级相近的小地震,具有较高的应力降和较小的震源尺度;并自1974年7月以来,唐山地震震源区介质看来出现一个应力加速积累的过程;震后,相应地区内小地震的应力降减小,震源尺度增大,这与海城地震所得结果是一致的。     

唐山7.8级地震前后微震震源参数

应用参考资料[1]中提出的方法,测定了唐山7.8级地震前后,震源及其邻近地区微震震源参数（地震矩、应力降、震源尺度）。结果表明:唐山地震前数年,唐山-宁河-滦县一带发生的震级相近的小地震,具有较高的应力降和较小的震源尺度;并自1974年7月以来,唐山地震震源区介质看来出现一个应力加速积累的过程;震后,相应地区内小地震的应力降减小,震源尺度增大,这与海城地震所得结果是一致的。     

2020年唐山古冶5.1级地震前后岩石圈磁场异常变化分析

基于唐山及周边地区2019年9月—2021年4月连续4期流动地磁观测资料,获得唐山地区岩石圈磁场异常变化模型,以此分析2020年7月12日唐山古冶5.1级地震前后半年期岩石圈磁场的时空变化特征。结果表明:(1)岩石圈磁场变化的水平矢量在地震前出现明显的方向转向和幅值弱化的现象,地震前后经历了“由震中向周边分散由周边向震中汇聚发震方向反转”的时空演化过程;(2)震中附近各测点岩石圈磁场总强度值在地震前后具有规律性时序变化,均呈现“震前缓慢减小同震时期急剧增大震后急剧减小”的特征;(3)基于压磁效应和断层亚失稳模型分析,地震前后岩石圈磁场异常的时空变化特征或许是由震中附近主要断裂地应力的积累和释放所致。     

2020年河北唐山M5.1地震震前地脉动异常特征初探

对2020年唐山M5.1地震前河北数字测震台承德、涞源、滦县、京唐港和迁西台站的数据资料进行分析,通过小波分解、功率谱分析、快速傅里叶变换等方法处理数据研究震前地脉动的异常变化特征。结果显示:① 唐山地震前,5个台均出现低频地脉动前兆异常,且4个台站低频异常具有一致性;② 4个台震前表现为振幅趋势上升,震后逐步下降;③ 4个台震前PSD变化具有一致性,震前趋势上升震后逐渐下降,且与振幅曲线呈相同趋势。      

2020年7月12日唐山古冶MS 5.1地震震源参数

利用河北及邻区地震台网提供的震相观测报告,使用双差定位方法,对2020年7月12日唐山古冶M_S 5.1地震序列进行重新定位,并基于部分地震台站记录的波形资料,采用近震全波形方法,反演得到主震震源机制解。精定位结果显示,此次地震序列展布长度约8 km,余震自主震位置向SW扩展,震源深度优势分布范围在10—18 km,发震断层面较陡,倾向SE。震源机制解显示,主震为一次走滑型事件,结合序列展布形态和地震活动背景,SW—NE向近似直立节面为可能发震断层面,与1976年唐山M_S 7.8主震断层特征基本一致。综上所述,古冶M_S 5.1地震为唐山M_S 7.8地震的又一次余震,属唐山老震区正常地震活动。     

2020年7月12日唐山MS5.1地震前通州台井下地电阻率变化

通州地震台井下地电阻率观测于2019年11月完成建设,完成相关测试后于2020年投入实际观测。在2020年7月12日河北唐山M_S5.1地震前,地电阻率呈现出一定的变化,约从4月上旬开始NE和NW测道同步出现下降变化,6月中旬开始NW测道出现转折回升。EW测道同期存在一定的上升变化,但变化幅度约为NE测道幅度的1/4。此次地震的震源机制解为走滑型,最大主压应力方位为101°,与NE、NW和EW测道的夹角分别为70°、50°和10°。震前NE测道下降幅度最大,NW测道次之,EW测道变化幅度最小,符合实验结果和地震前地电阻率各向异性变化特征。     

2020年7月12日唐山MS5.1地震预警处理能力分析

2020年7月12日,河北唐山发生M_S5.1地震,河北省地震预警系统成功地处理并产出了这次地震预警各种结果数据,本文借助此次地震对河北地震预警网内震中距200km范围内台站产出质量以及地震预警前5次处理结果进行详细分析。此次地震发生在河北地震预警网内,平均台间距为10km,首台触发后3s、震后6s发布首次处理结果,与编目结果相比,震级偏差为-1.3,震中位置偏差为2.6km,盲区半径为18km。随着参与定位台站数量增多,震级与位置偏差越来越小,但震级仍整体偏小。河北地震预警网台站产出质量整体较高,其中烈度台作为地震预警最重要的组成部分,是决定预警效果的关键因素。本次地震震中距200km范围内,烈度台平均信噪比为48,震中距50km范围内平均信噪比为112,符合预警系统对信噪比的要求。本次地震预警结果表明,河北地震预警网内台站布局基本合理,波形质量较高,地震预警系统处理软件在本次地震中预警产出效果较好,已经具备了一定的地震预警能力。     

2017年3月27日漾濞5.1级地震前后气枪震源观测走时数据的变化

以2017年3月27日漾濞5.1级地震为例,根据区域特性和信噪比要求,选取数据较为完整的6个台站记录的2017年1月1日～6月6日期间的宾川地震信号发射台气枪震源波形资料,采用互相关检测技术提取6个台站各自稳定震相的走时数据,并对漾濞5.1级地震前后走时数据的变化情况进行分析。结果表明,漾濞5.1级地震前后6个台站各自稳定震相存在较为明显的走时变化,且短期内走时变化具有较好的同步性,相关台站异常幅度大小和异常出现时间存在细小差异。地震发生前,6个台站走时低值异常过程明显,以YUL台最为显著。地震发生前后走时变化形态特征为双“V”型,漾濞5.1级地震发生在第1个“V”型末端。地震发生后,不同方位相关台站受地震的影响程度不同,走时波动大小存在差异。     

2020年7月12日唐山MS5.1地震遥感热参量时空变化分析

计算河北唐山M_S5.1地震过程中潮汐变化,基于该潮汐周期指示背景时间,分析本次地震过程中射出长波辐射（OLR）和遥感大气温度（AT）同步变化。结果显示,2020年7月5日~2020年7月13日,伴随引潮力由低谷向高峰连续增强变化,地震发生在引潮力相对高值时刻;伴随引潮力变化,长波辐射、大气温度经历震前平静-增强-高峰、震后快速衰减的同步变化。表明引潮力在本次地震中改变了构造内部地应力累积-失衡过程,具有触诱发地震的作用,而地面长波辐射、地表大气温度准同步变化,间接反映了本次地震地应力的变化过程。     

1976年唐山强震群震后库仑应力演化及其与2020年古冶5.1级地震的关系

采用能够综合协调长期变形和震后短期变形的Burgers流变模型,模拟了1976年唐山强震群引起的震后形变场以及同震和震后库仑应力变化。结果显示:1976年唐山强震群中主震的两个破裂面以及滦县和宁河两次强余震均对2020年古冶5.1级地震表现为库仑应力加载。岩石圈粘弹性松弛效应引起的库仑应力变化显示,震后15年前后,库仑应力演化状态呈现显著的差异性:震后15年内,库仑应力变化剧烈;而震后15年后,库仑应力呈现缓慢的稳定增加状态。该过程与唐山强震群余震区地震活动过程相似,可能暗示1976年唐山强震群余震区应力调整过程已基本稳定。     

Using Airgun Source Signals to Study Regional Wave Velocity Changes before and after the Yunlong MS5.0 and Yangbi MS5.1 Earthquakes

On the basis of the airgun source signals recorded by the stations from January, 2016 to June, 2017, we use cross-correlation detection technology to obtain the characteristics of the stable phase travel time change of each station. We used the Yunlong M_S5.0 and Yangbi M_S5.1 earthquakes as samples. According to regional characteristics, 13 stations with high signal-to-noise ratios and complete data were selected (including 3 fixed stations and 10 active source stations). They are divided into four regions, and on the basis of the GNSS baseline data, the characteristics of regional wave velocity changes before and after the earthquake are analyzed. The results show that the station phase travel time change and the regional stress characteristics represented by the GNSS baseline data have good correlation in the short-term. Due to different degrees of regional stress, there are differences in the travel time changes of different stations in the four regions. Before the Yunlong M_S5.0 and Yangbi M_S5.1 earthquakes, with regional stress adjustment, there is an upward trend in the travel time changes of related stations in the adjacent areas of up to 0.02s. The difference is that there are differences in the time nodes and duration of the travel time anomalies, and there is a reverse descent process after the Yangbi M_S5.1 earthquake. There are different degrees of travel time fluctuations in the relevant stations before and after the two earthquakes, but the fluctuation range before and after the earthquake was small. Compared with the water level change of the reservoir, the adjustment of the regional stress is more likely to have a substantial impact on the travel time changes of the relevant stations.     

基于场地响应和量规函数对唐山5.1级地震的震级校正

利用2010年以来河北省测震台网记录到的654个M_L≥2.5地震波形数据,使用Moya方法联合反演计算震源谱及各台站场地响应。河北省测震台网实时接收168个台站数据,最终反演得到151个测震台站场地响应结果。结果显示,频率1～20Hz内各台站均存在不同程度的场地放大效应,随着频率的变化,各类基岩台的场地响应变化较为复杂。位于第四系沉积类的台站场地响应在低频段1～8Hz内放大效应显著,在高频段8～20Hz内呈现快速衰减趋势。选取2017年以来河北省测震台网记录的M_L≥2.0地震数据,对各台站单台震级与台网平均震级进行对比统计、分析,最终得出代表河北地区的地方性震级M_L新量规函数。针对2020年7月12日河北唐山5.1级地震,利用本文得到的台站场地响应结果对震级偏大且有放大作用的台站进行放大作用消除,再分别用现用地方性震级M_L量规函数和河北地区地方性震级M_L新量规函数对单台震级进行重新计算,结果显示震级偏差均有所减小。