b值统计中的影响因素及危险性分析中b值的选取a

b值是从实际地震资料的统计中得到的.它与实际资料的完整性、可靠性、统计样本量的大小、取样的时空范围、样本的起始震级和取样间隔等因素都有关系. 本文使用累积频度-震级关系,lgN=a-bM,以起始震级为4 3/4和5;震级间隔为1/4,1/2和1级对不同尺度的时空范围进行统计,从中寻找各因素对b值统计结果的影响,为如何合理统计b值取得了一些实验依据. 此外,本文还就历史地震资料和现代仪器记录资料的统一使用问题,lgN-M线性关系两端掉头对b值统计的影响问题也作了探讨,从而提出在地震危险性分析中b值选取的原则及合理选取b值的方法.最后讨论了b值统计中的误差范围及其对危险性分析所产生的影响.      

地震震级误差对bem>值的影响

地震震级通常因地震目录的不同而不同,由此所计算的b值也不尽一致．当震级的一致性很差时,b值的误差也很大．基于这一原因,通过假定视震级（目录震级）围绕着真震级的正态分布,利用频率 震级关系式（古登堡 里克特公式）求真震级下的b值．根据这一正态分布,对属于同一真震级的地震次数进行计算,从而获得b值精度大大优于用视震级所计算的相应值．为了显示本方法的优点,我们用通常意义下的计算方法和本文所介绍的方法对中国３个不同构造区域进行计算和比较;另外,考虑到大震震级饱和对计算的影响（掉头现象）,我们将数据从M＝7.0处分成两部分．结果表明,用本方法计算的结果优于利用视震级所得到的结      

2020年新疆伽师MS6.4地震震源区 微震检测与目录完备性分析

中强地震发生后,地震检测因受到尾波的干扰可能会遗漏部分微震事件,影响地震目录的完备性。文章利用波形模板匹配方法对2020年新疆伽师M_S6.4地震序列开展微震检测,相比原始的中国地震台网中心统一地震目录,新检测出1 756个微震事件,地震数量增加了1.3倍。基于检测后的余震目录计算最小完备震级为M_L1.2,地震活动性b值为0.76,较原始目录的M_L1.6和0.77均有所降低。通过伽师震源区地震序列活动特征分析,结果表明前震序列在主震前短时间内(前36小时)出现地震活动的密集增强,相应的b值显示为低值;主震发生后地震序列完备震级较高,随着时间的推移,完备震级缓慢降低并趋于稳定,并且呈周期性的波动。本研究提高了伽师震源区地震目录的完备性,为精细化描述该地区地震序列时空演化特征提供了关键数据基础。     

无震级上限累计b值及其回归确定方法

本文指出,目前地震危险性分析中广泛使用的用线性回归求取累计b值,然后用震级累计分布函数或概率密度函数确定地震重现关系的传统做法,理论上是错误的,实际上总是系统地高估b值,低估高震级部分的地震频次.研究区域本身的实际b值越小,回归时使用资料的震级范围越小,震级分档间隔越小,则上述系统编差越大.故对于震级上限较低的地区,若仅用历史地震线性回归求b值,由于能控制的震级下限较高,资料震级范围较小,回归所得的b值可明显偏高,从而导致地震危险性分析的系统编差.本文提出用无震级上限累计b值取代传统的有震级上限累计b值,并给出了回归求取无震级上限累计b值的实际方法.      

九寨沟M7.0级地震余震目录完备性研究

2017年四川省九寨沟县M 7.0级地震发生后,截止到8月24日共16天内时间内地震台网中心记录到5994个九寨沟地震余震事件,为完备该地震的余震目录,本文利用模板匹配方法对本次地震进行了遗漏地震检测研究,选取震中附近台站记录波形为计算数据,重新检测主震后16天时间内的遗漏地震事件,共得到台网目录外地震目录1053个,与台网给出目录相比增加了0.18倍.为比较本次地震检测前后的最小完整性震级以及活动性b值,利用包络差峰值振幅对检测地震的震级进行了估算,根据检测后的余震目录得到九寨沟地震余震序列的最小完整性震级为M_L 0.9,地震活动性b值为0.80左右,较原目录的M_L 1.2和0.85均有降低.     

根据不完整数据文件估计地震危险性参数第Ⅲ部分:引入地震发生模型的不确定性

大多数概率地震危险性分析方法要求知道至少3个震源参数,即平均地震活动率λ、古登堡—里克特b值和地区特征(孕震源)的最大可能震级mmax。目前,所有使用这3个参数的地震危险性评估方法几乎都明确地假定这3个参数在时间和空间上保持不变。但是,对大多数地震目录更细致的分析表明,地震活动率λ和古登堡—里克特b值都存在显著的时空变化。本文,这些地震危险性参数的最大似然估计考虑目录的不完整性、震级测定的不确定性以及所用地震发生模型的不确定性。通过假定平均地震活动率λ和古登堡—里克特b值为伽马分布的随机变量引入地震发生模型的不确定性。该方法扩展了经典的古登堡—里克特的频度—震级关系,地震数量按对应的复合量泊松分布(Benjamin,1968;Campbell,1982,1983)。使用所提出的方法估计了在南非当代历史上经历最强、破坏性最大地震,即1969年9月29日M_W6.3塞里斯—塔尔巴赫地震地区的地震活动性参数。结果表明引入地震发生模型的不确定性会减小平均复发周期,使所估计的地震危险性增大。此外,研究证实考虑震级的不确定性则作用相反,即那会增大复发周期或等效地减小估计的地震危险性。     

影响地震活动性因素的非均匀细胞自动机模拟研究

基于细胞自动机模型,构建了由81×81个细胞单元组成非均匀二维单断层介质样本,研究了断层结构细观非均匀性以及相关模型参数变化对模拟输出结果和强度分布特征的影响。研究结果表明：结构非均匀性是影响地震活动性的控制性参量,随着非均匀程度的增强,地震事件数量增多,震级分布变得越来越均匀,破裂演化模式由相对“脆性”向“塑性”变化;介质结构的初始条件和应力加载的随机性对地震活动演化过程基本不产生影响。此外,应力降分配系数减小使b值主体线性段向大震级延伸;随着局部摩擦损耗系数增大,模拟地震事件的数量有所增加,大震级事件数量和震级衰减增强,b值主体线性区间变窄,使断层的变形破坏方式由相对“脆性”向“塑性”变化。这些对我们理解孕震过程的复杂性是有帮助的。     

影响地震活动性因素的非均匀细胞自动机模拟研究

基于细胞自动机模型,构建了由81×81个细胞单元组成非均匀二维单断层介质样本,研究了断层结构细观非均匀性以及相关模型参数变化对模拟输出结果和强度分布特征的影响。研究结果表明:结构非均匀性是影响地震活动性的控制性参量,随着非均匀程度的增强,地震事件数量增多,震级分布变得越来越均匀,破裂演化模式由相对"脆性"向"塑性"变化;介质结构的初始条件和应力加载的随机性对地震活动演化过程基本不产生影响,此外,应力降分配系数减小使b值主体线性段向大震级延伸;随着局部摩擦损耗系数增大,模拟地震事件的数量有所增加,大震级事件数量和震级衰减增强b,值主体线性区间变窄,使断层的变形破坏方式由相对"脆性"向"塑性"变化。这些对理解孕震过程的复杂性是有帮助的。     

基于地震目录估计完备震级方法的数值实验

本文将5种估计完备震级(magnitude of completeness,简记为Mc)的方法运用在三个不同模型产生的理论地震目录上,进而对比它们的优缺点.我们发现分段斜率中值分析法MBASS(The Median-based analysis of the segment slope)适用于不完备部分台网探测地震能力随震级变化快及监测能力在时间上存在不均匀性(heterogeneity)的目录中,但是要求目录包含大量的地震事件,而b值稳定法MBS(The Mcby b-value stability approach)则适合用于台网探测地震能力随震级减小衰减慢地震目录,但是比较费时.最大曲率法MAXC(The Maximum Curvature technique)和拟合优度测试法GFT(The Goodness-of-Fit Test)在使用时都低估Mc,需要加调整量.完整性震级范围法EMR(Mcfrom Entire Magnitude Range)则一般给出比较稳定、适中的Mc估计值.这种方法适用在地震数目少,且对地震丢失容忍度比较高的情况.在实践中针对不同性质的地震目录,我们希望这项研究能帮助研究者选择最合适估计完备震级Mc的方法,并指出了一些估计完备震级中应当避免的问题.     

地震震级修订方法

对无仪器记录的历史地震,基于灾害信息给出的震级参数往往误差较大;即使有仪器记录以来,对某些较大地震事件,不同地震台网测定的震级值仍相差较大,这需要确定合理的地震震级值.为此,基于孕震断层多锁固段脆性破裂理论,提出了地震震级修订方法,并据此修订了全球地震目录震级参数,本文研究结果可供有关部门修订地震目录时参考.基于修订的参数,本文还讨论了全球是否已进入地震活跃期这一热点问题.     

A Monte Carlo study of rainfall forecasting with a stochastic model

A procedure for short-term rainfall forecasting in real-time is developed and a study of the role of sampling on forecast ability is conducted. Ground level rainfall fields are forecasted using a stochastic space-time rainfall model in state-space form. Updating of the rainfall field in real-time is accomplished using a distributed parameter Kalman filter to optimally combine measurement information and forecast model estimates. The influence of sampling density on forecast accuracy is evaluated using a series of a simulated rainfall events generated with the same stochastic rainfall model. Sampling was conducted at five different network spatial densities. The results quantify the influence of sampling network density on real-time rainfall field forecasting. Statistical analyses of the rainfall field residuals illustrate improvement in one hour lead time forecasts at higher measurement densities.     

Information for authors

正SCIENCE CHINA Earth Sciences,an academic journal cosponsored by the Chinese Academy of Sciences and the National Natural Science Foundation of China,and published by Science China Press and Springer,is committed to publishing high-quality,original results in both basic and applied research.     

INTERNATIONAL RESEARCH AND TRAINING CENTER ON EROSION AND SEDIMENTATION(IRTCES)

正Director:Shangfu Kuang,China Vice-directors:Chunhong Hu,China Duihu Ning,China Guangquan Liu,China The International Research and Training Center on Erosion and Sedimentation(IRTCES)was jointly set up by the Government of China and UNESCO on July 21,1984.It aims at the promotion of international exchange of knowledge and cooperation in the studies of erosion and     

Calendar of events

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Dynamic process-response model of river channel development

Feedback mechanisms, which operate upstream through drawdown and backwater effects and downstream through sediment discharge are responsible for channel evolution. By combining these mechanisms with channel processes it euables a dynamic process-response model to be developed to simulate the initial evolution of straight gravel-bed channels. When erosion commences on a land surface, sediment entrained in the headwater reach by hydraulic action is selectively transported, deposited and reworked. This produces a damped oscillation between degradation and aggradation as the channel and valley respond to spatial and temporal variations in sediment calibre and hydraulic conditions. The initial cut and fill phases are responsible for valley incision and floodplain development while secondary and subsequent activity can produce river terraces. Eventually sediment entrainment in the headwaters declines as slopes are reduced. Subsequent channel evolution is relatively insignificant because it is dependent on local weathering activity producing material that can be transported on declining slopes. Therefore landforms produced during the initial phase of development, when local weathering was non-limiting, dominate the landscape.