单台多震和达法研究山西地区的波速比变化特征

基于山西数字地震台网2001年1月～2014年10月ML≥2.0地震震相到时数据,利用单台多震和达法计算山西地区波速比,并结合2010年3次MS≥4.5地震探讨地震前后波速比的变化特征。结果表明,在3次地震前远台波速比异常出现时间较早,为震前6个月至1年;而近台波速比异常出现时间相对较晚,为震前10天至2个月不等,因此可通过远台、近台所围限的范围来缩小地震预测地点。东山台计算结果表明,发震时刻残差大小会影响波速比变化细节,因此在实际应用中,应首先确定每个台站发震时刻的残差阈值,以确保波速比计算结果的科学性和稳定性。     

2008年攀枝花6.1级地震前后波速比变化研究

利用云南区域数字台网波形资料,采用多台法计算了2008年8月30日在川滇交界攀枝花发生的6.1级地震前后波速比VP/VS变化,结果表明:地震前3年,波速比出现一次持续时间相对较长的下降过程;震前0.5年,又出现一次持续时间相对较短、急剧下降的过程,且伴随有多次低值异常;震前2个多月至发震,波速比从低值回升至均值附近;震后波速比维持在均值上下波动,并伴有高值出现。震区南部的元谋地区和东北部的巧家—普格一带波速比异常较为明显。     

2012年河北唐山4.8级地震前后波速比变化特征

选取河北数字地震遥测台网2008年1月至2018年4月产出的唐山震区范围内地震观测报告数据,利用单台和多台和达法对2012年5月河北唐山4.8级地震前后波速比进行计算。结果显示:单台和达法波速比计算得出陡河台等7个台站在唐山4.8级地震前存在低值异常;多台和达法计算波速比在ML≥1.0、ML≥1.5,ML≥2.0不同震级的波速比变化曲线与唐山4.8级地震对应较好,震前存在近一年的波速比低值变化。     

应用多台和达法测定温州珊溪水库地区地震的平均波速比

应用多台和达法计算了2006年 2月 4日至4月3日发生在温州珊溪水库地区M_L≥2.0地震的平均波速比。 计算使用高质量的数字地震记录, 在较强地震前观察到持续的低值异常现象, 在时间分布上出现较明显的异常过程: 下降—持续异常—回升—发震, 分析表明异常变化结果可信。     

九寨沟MS 7.0地震前单台波速比变化特征

收集、整理四川省地震台网2013年5月至2017年9月产出的震相观测报告数据,采用单台多震和达法,重点分析2017年8月8日九寨沟M_S 7.0强震前龙门山断裂带中北段地区波速比变化特征。结果表明：龙门山断裂带中段西侧的茂县地震台,在发震前2年左右,波速比出现一次持续时间约一年半的下降异常;发震前半年左右,波速比出现明显回返特征,波速比回返至均值上下时即发生九寨沟M_S 7.0地震;震源区周边其他6个地震台波速比在发震前变化较平稳。茂县地震台波速比低值异常对判定九寨沟M_S 7.0强震前龙门山断裂带中北段可能存在孕震体具有重要参考价值。     

首都圈中强震前波速比时空演化特征研究

选用首都圈测震台网观测报告,采用多台和达法计算首都圈地区2002~2014年小震波速比值,系统分析首都圈地区2002年以来中强地震前波速比的时空变化特征,探讨中强震孕震过程的前兆信息。为了保证多台波速比计算结果的精度及可靠性,对其计算条件进行了合理限制。计算结果表明,首都圈中强地震发生前,出现了多次波速比低值异常,在震源区附近存在显著的波速比低值异常区,发震地点多为异常区的边缘。     

吴忠—灵武地区MS≥5.0地震前波速比变化特征分析

利用1980年1月-2008年12月宁夏地震台网记录的中小地震事件直达波到时数据,采用单台多震和达法,对吴忠-灵武地区该时段内M_S ≥ 5.0地震发生前波速比变化进行回溯性分析,并对该区未来短期内震情趋势进行研判,所得结果表明：①吴忠-灵武地区M_S ≥ 5.0地震前波速比存在正常→降低→上升(恢复)→发震的异常变化过程;②研究区台站出现波速比异常,其空间分布对发震位置具有一定指示意义,即发震位置可能位于波速比下降台站或存在异常台站所连线的多边形边缘或内部;③据近期扫描结果,海原地震台波速比异常较显著,需密切关注宁夏南部及邻区地球物理观测资料的变化。     

新疆和静5.6级地震前波速比异常震例分析

利用新疆天山中段数字化地震波资料,采用多台和达法,计算了2008年8月30日和静5.6级地震前后波速比资料的变化情况.得到如下结果:①空间分布上,和静5.6级地震前,形成一个椭圆形低值异常区,且椭圆长半轴约70km,短半轴约65km,椭圆走向NE,和静5.6级地震则发生在该椭圆区域的西偏北部边缘;②时间进程上,和静5.6级地震前出现大约10个月的波速比低值异常,震前一个月出现明显的高值突跳点,波速比形成正常-降低-高值突跳-发震的模式.计算过程中,波速比误差控制在0.05之内,相关系数达99.O％以上.     

安徽及邻区中强震前波速比变化研究

利用安徽及邻区地震波的震相资料,根据和达法计算波速比的原理,研发了波速比的计算程序,并对大台网和小台网资料的计算结果进行了对比分析,认为大、小台网资料对波速比的计算结果影响较小。此外还分析了台网布局对计算波速比的影响,发现在计算过程中加入远近台波速比值限制后,波速比变化范围减小,异常时间段也更为清晰,因此在在计算波速比时间进程时需要加远近台波速比限制。本文计算了安徽及周边地区7次中强地震前的波速比时间进程曲线,其中5次地震前存在低波速比异常,同时通过震例总结表明华东地区MS5.5级左右地震选取震中附近3°×3°范围内地震计算波速比、MS4.5级左右地震选取震中附近2°×2°范围内地震计算波速比相对比较合理,与相应强度地震的孕震范围较为吻合。     

大柴旦地震前后的波速比特征

利用大柴旦地区的5个台站的数字波形资料,计算研究了大柴旦序列波速比随时间的变化特征,分析发现：2009年8月28日大柴旦6.4级地震前,5个台站的波速比都出现了低值异常;该地震后的几次5级以上余震前,部分台的波速比对这些余震有异常反应。大柴旦地震台的波速比值对5级以上地震映震能力较好。     

TDS单台地震处理软件包

ＴＤＳ地震自理软件包是一套适用于单台三分向地震台站的地震数据处理系统。该软件包采用简体中文Ｗｉｎｄｏｗｓ９５／９８ＮＴ工作平台,能够连续记录实时地动信号,检测、分析、处理和定位地震事件。该系统定位采用Ｐ波波列计算方位角,Ｐｇ／Ｐｎ／Ｐ,Ｓｇ／Ｓｎ／Ｓ／Ｌｇ１／Ｌｇ２计算震中距。介绍了该软件包的功能,技术途径以及实际应用。     

Soil and structure damping from single station measurements

In seismology and seismic engineering soils and structures are modeled as oscillators characterized by modal (resonance) frequencies, shapes and damping. In 1973 Cole proposed the RandomDec technique to estimate both the damping and the fundamental mode of structures from the recorded time series at a single point, with no need for spectral analyses. Here we propose a number of modifications to the original RandomDec approach, that we group under the name DECÓ, which allow to determine the damping as a function of the frequency and therefore the damping of all the vibration modes. However, the motion of structures is so amplified at the resonance frequencies that detecting the characteristic parameters by recording ambient vibrations is relatively easy. More interesting is to apply the DECÓ approach to the soil in the attempt to estimate the mode damping from single station measurements. On soils, the resonance frequencies are normally identified as peaks in the horizontal to vertical spectral ratios of microtremors. However, at these frequencies what is observed is a local minimum in the vertical spectral component, sometimes associated to local maxima in the horizontal components, whose visibility depend on the specific amount of SH and Love waves at the site. The determination of soil damping is therefore a much less trivial task on soils than on structures. By using microtremor and earthquake recordings we estimate the soil damping as a function of shear strain and observe that this is one order of magnitude larger than what is measured in the laboratory on small scale samples, at least at low-intermediate strain levels. This has severe consequences on the numerical seismic site response analyses and on soil dynamic modeling.     

DIMAS软件单台定位应用

介绍DIMAS软件中定位软件的使用方法,阐述方位角确定原理。结合实例,给出近震、远震、极远震的定位结果,详细分析定位过程中产生误差的原因和提高定位精度的方法。     

单台测震分析辅助软件的设计及实现

介绍了一种适合于单台测震分析的辅助软件。该软件对我国需要的测震五日报及月报报告,具有全面的处理能力;对EDSP-IAS测震分析软件形成的震相文件,通过自动计算可以生成地震报告,无须人工干预;对台站经常使用的震相走时便查表可以方便的采用任意两个参数进行查询;对台站涉及的震级计算、震中距计算等功能提供良好的运用界面。从腾冲台的实际运用效果来看,该软件可以为台站测震分析提供一个比较理想的辅助工具。     

基于LSTM网络的单台仪器地震烈度预测模型

烈度是地震预警系统的关键产出.如何实现快速预测目标场址的地震烈度是地震预警方法技术研究中的核心问题.本文提出了一种基于长短时记忆神经网络(Long Short-Term Memory, LSTM)的单台仪器地震烈度的预测模型(LSTM-Ⅰ).该模型以一个台站观测到地震动参数的时间序列特征为输入, 实现动态预测该台站可能遭受的最大烈度.选取了日本K-NET台网记录的102次地震的5103条强震加速度记录训练了神经网络, 利用89次地震的3781条数据检验了模型的泛化能力.利用准确率、漏报率以及误报率三个评价指标评价了LSTM-Ⅰ模型的性能.结果表明, 当采用P波触发后3 s的序列进行预测时, 模型出现漏报的概率为46.78%, 出现误报的概率为1.25%;当采用P波触发后10 s的序列进行预测时, 模型出现漏报的概率大幅降低到17.6%, 出现误报的概率降低到1.14%.结果表明LSTM-Ⅰ模型很好把握住了时间序列中蕴含的特征.进一步基于LSTM-Ⅰ模型评估了Ⅵ度下台站所能提供的预警时间.本文模型能够提供的预警时间与P-S波到时差接近, 说明LSTM-Ⅰ模型具有较高的时效性.

     

单台识别核爆的方法初探

根据乌鲁木齐地震台记录的国外６个主要核试验基地的核爆地震记录资料，通过对振动波形、首波振幅Ｐ１、最大纵波振幅Ｐｍ、最大横波振幅Ｓｍ及体波震级ｍｂ、面波震级Ｍｓ之间一些关系的研究，找出了核爆记录与天然地震记录的差别，为单台正确识别核爆提供了基本方法。     

强震前单台测震学异常综合研究——以喀什地震台为例

利用喀什地震台1980～1996年单台地震报告资料，以震中距200km、150km、100km3种空间尺度为界进行地震频度、b值、缺震、η值、小震调制比、地震危险度D等方法的计算分析，尝试研究提取台站周围6级以上强震前，各种方法的前兆异常特征。研究结果表明，强震前多种方法存在不同程度的中短期异常，对应地震在150km范围内，远场对应效果不好。多种方法在3种空间尺度条件下的异常反应，与未来强震的空间范围存在一定的经验相关。     

单台sPL震相测定珊溪水库地震震源深度

稀疏台网下的传统走时定位难以确定中小地震的震源深度,而地震波深度震相蕴含着震源深度信息,为确定地震震源深度提供了新的途径。近震深度震相sPL和直达Pg波到时差与震源深度呈线性关系,可用以约束地震震源深度。本文以珊溪水库2014年震群事件为例,利用单台sPL震相测定了地震震源深度。结果表明:震源深度的测定结果与基于水库台网高密度台站下Pg和Sg走时定位Hyposat方法和全波形拟合CAP方法测定的震源深度高度一致,为4—6 km,与区域活动断层探测结果相符。sPL震相的优势震中距为30—50 km,区域台网范围内sPL与Pg的到时差与震源深度的线性关系相对固定,因此利用单台sPL震相即可快速获取可靠的地震震源深度,适用于稀疏台网下的中小地震震源深度的确定,且误差可控制在1—2 km范围内。      

山西数字地震台网单台测定近震震级偏差研究

选用2003年1月～2005年3月山西数字地震台网报告中可交的地震,选取了单台样本数接近和超出100的17个子台数据,从震级偏差频次分布、仪器、量规函数、台基诸因素,对单台震级的影响上作了定量统计和分析,得出仪器影响存在一定的震级负偏差,但不大;量规函数、台基是引起山西台网单台震级偏差的主要原因.本文给出了量规函数和台基校正值,校正之后,单台震级偏差94%(即17个台中除镇川1个)以上震级平均偏差在±0.2之内.这对于提高山西数字地震台网测定近震震级,提高台网速报质量具有极其重要的实际意义.     

Estimating external magnetic field differences at high geomagnetic latitudes from a single station

Providing an accurate estimate of the magnetic field on the Earth's surface at a location distant from an observatory has useful scientific and commercial applications, such as in repeat station data reduction, space weather nowcasting or aeromagnetic surveying. While the correlation of measurements between nearby magnetic observatories at low and mid‐latitudes is good, at high geomagnetic latitudes () the external field differences between observatories increase rapidly with distance, even during relatively low magnetic activity. Thus, it is of interest to describe how the differences (or errors) in external magnetic field extrapolation from a single observatory grow with distance from its location. These differences are modulated by local time, seasonal and solar cycle variations, as well as geomagnetic activity, giving a complex temporal and spatial relationship. A straightforward way to describe the differences are via confidence intervals for the extrapolated values with respect to distance. To compute the confidence intervals associated with extrapolation of the external field at varying distances from an observatory, we used 695 station‐years of overlapping minute‐mean data from 37 observatories and variometers at high latitudes from which we removed the main and crustal fields to isolate unmodelled signals. From this data set, the pairwise differences were analysed to quantify the variation during a range of time epochs and separation distances. We estimate the 68.3%, 95.4% and 99.7% confidence levels (equivalent to the 1σ, 2σ and 3σ Gaussian error bounds) from these differences for all components. We find that there is always a small non‐zero bias that we ascribe to instrumentation and local crustal field induction effects. The computed confidence intervals are typically twice as large in the north–south direction compared to the east‐west direction and smaller during the solstice months compared to the equinoxes.