两种短期概率预测模型在2017年九寨沟7.0级地震中的应用和比较研究

本文选用"传染型余震序列"（ETAS）模型和Reasenberg-Jones（R-J）模型,分别对九寨沟M_S7.0地震序列的模型参数稳定性、余震发生率预测和余震概率预测进行了比较研究,并利用"地震信息增益"（IGPE）、N-test和T-test检验方法对预测效果进行了评价.研究结果表明,ETAS模型和R-J模型的序列参数分别在震后t₂=2.0天和t₂=1.50天后趋于稳定,此次九寨沟M_S7.0地震序列的衰减较为正常;对未来1天的余震发生率预测和余震概率连续滑动预测表明,ETAS模型给出的余震发生率和余震概率数值均低于R-J模型预测结果;IGPE结果显示,ETAS模型在95%的置信区间上预测效果明显优于R-J模型;统计检验结果表明,在序列参数较不稳定的震后早期阶段,ETAS模型预测失效而R-J模型预测效果较好,在序列参数稳定阶段,ETAS模型预测效果较好而R-J模型预测失效.根据上述分析,在与此次九寨沟M_S7.0地震类型相同的地震的余震预测策略上,如可在序列参数不稳定的震后早期阶段使用R-J模型、在此后使用ETAS模型,或可取得较好的预测效果.     

序列衰减与余震激发研究进展及应用成果

着重于序列衰减与余震激发,系统介绍了修改的大森公式、ETAS模型及BASS模型的最新理论研究进展及应用成果。修改的大森公式是迄今为止对序列衰减的最好描述,据此可对序列衰减特征进行定量表述。大森公式本质上是一种典型的现象统计模型,但由于其参数少、计算简单,并且确实能够反映序列衰减的总体特征,因而在实际中应用广泛。ETAS模型考虑了具有统计自相似特征的次级余震激发问题,次级余震激发强度与父地震强度有关,这在物理过程方面对大森公式进行了大大的拓展。由于考虑了次级余震的激发问题,ETAS模型不但在余震序列研究方面比修改的大森公式有了明显的进展,而且在诸如平静检测、余震群集剔除、背景地震活动评估、外因触发地震活动检测等方面也有诸多应用。BASS模型遵循修改的Bath定律,而ETAS模型遵循的是与父地震震级有关的相似率,这是BASS模型与ETAS模型的最大区别,因而相对ETAS模型而言,BASS模型是一种完全自相似的理想化模型,但目前基于BASS模型的应用研究尚不多见     

台湾集集和华北大同地震序列的定量模型分析

介绍了传染型余震序列(ETAS)模型的基本原理和发展概况，并利用该模型分析了1999年开始的台湾集集地震序列(主震Ms7．6)和1989年开始的大同地震序列(主震为Ms5．7)。通过分析计算，得到了二个序列的ETAS参数向量，并结合各自的孕震环境和机制分析了二个地震序列的异同和序列衰减规律。     

地震序列早期参数估计和余震概率预测中截止震级Mc的影响：以2013年甘肃岷县—漳县6.6级地震为例

针对“时空传染型余震序列”（英文简称ETAS）模型在地震序列参数的早期特征和余震短期概率预测研究中的应用问题,重点考察了不同截止震级M_c选取对结果的影响.以甘肃岷县—漳县6.6级地震序列的震后1.677天内的早期阶段为例,考察了ETAS模型和修正的Omori-Utsu公式的适用性问题,发现ETAS模型AIC值在各截止震级M_c下均小于修正的Omori-Utsu公式的结果,表明其适用效果更好.设定M_c=M_L1.0,1.1,…,2.5,分别考察了ETAS模型中α值和p值的稳定性,并与2013年芦山7.0级地震序列进行了对比.结果表明,M_c对α值的影响相对较小,p值影响较大.此外,对基于ETAS模型和“瘦化算法”的余震短期概率预测结果进行了N-test检验,结果表明M_c的设定对余震短期概率预测影响较大,对甘肃岷县—漳县6.6级地震,仅当M_c=M_L1.0或M_L1.1时可获得较好的预测结果.由此,在真正的“向前”的预测实践中,需要首先考察不同的M_c下的余震预测效果.     

基于ETAS模型对青海地区余震预测效能评估的研究

为系统评估青海地区余震短期发生率的预测效能,以及构建适合地震活动特点的余震早期预测策略和预测指标体系,利用国际上当前较为前沿的时间序列ETAS模型和"瘦化算法"对青海地区2009年以来的8个地震的早期余震序列参数进行拟合,并利用N-test检验方法对预测结果进行回溯性的效能评估。研究表明:ETAS模型和"瘦化算法"对青海地区的余震发生率具有很好的预测能力,建议采用3天的预测时间窗,且对序列早期阶段进行应用,或可取得"最佳"的预测效果。     

2019年6月17日四川长宁MS6.0地震早期序列参数分析及强余震概率预测

2019年6月17日四川长宁发生M_S6.0地震, 之后发生了一系列的强余震, 为更好地分析此次地震的序列特征以及强余震的可预测属性, 采用国际上对复杂序列拟合相对较好的“传染型余震序列”(ETAS)模型以及基于Reseanberg-Jones(R-J)模型发展的Omi-R-J模型, 通过连续滑动、 拟合和余震发生率预测, 对地震序列的模型参数稳定性、 预测结果进行了比较研究, 并利用N-test、 T-test检验方法对预测结果进行了效能评估。 结果表明, 相比于其他中强震序列参数, 此次长宁M_S6.0地震序列参数中反映激发能力的αETAS较其他序列明显偏小, 而反映衰减能力的pORJ值和应力累积水平的bORJ值相对较小, 与此次余震序列丰富、 持续时间相对较长相吻合; ETAS和Omi-R-J模型对于复杂序列在[3.0, 3.5, 4.0]三个震级档的强余震仍具有一定的预测能力; 总体的“每个地震的信息增益”(IGPE)计算结果显示, ETAS模型略优于Omi-R-J模型, 前者或更适合复杂地震序列的余震预测。     

唐山老震区地震活动特征

整理校正唐山长时间地震序列数据,用基于时空ETAS模型的随机除丛法,分析1976年唐山长时间地震序列的活动特点,发现唐山老震区1992年后进入余震活动的晚期阶段,目前地震活动未完全恢复到背景地震的水平。用频度和应变能两种不同的异常指标分析唐山老震区作为“余震窗口”对中强震的指示意义,发现唐山余震窗口的早期阶段（1980-1986年）,频次作异常指标映震效果较好,晚期阶段（1992-2010年）,应变能作为异常指标映震效果更好。     

基于ETAS模型的晋冀蒙交界地区中强地震序列参数早期特征

1 研究背景 一次中强地震发生后,关于地震序列类型、强余震发生等问题往往引起广泛关注.通常,在震后几小时或几天内的余震序列早期活动特征,在判定序列类型、预测强余震等方面起到关键作用.然而,实际上大多数余震序列远比大森公式所描述的简单负幂衰减模型复杂,显示"余震激发余震"的特性.Ogata(1988,1989,1992,2001)将自相似思想引入大森公式,认为余震序列中任何一次地震均可能激发自身高阶余震,建立了"传染型余震序列模型"( ETAS).     

晋冀蒙交界地区余震短期发生率的预测效能评估和预测策略研究

为系统地考察晋冀蒙交界地区余震短期发生率预测的效能,以及构建适合区域地震活动特点的地震预测策略和预测指标体系,本文利用当前较为前沿的ETAS模型和"瘦化算法",采用连续滑动预测和N-test检验方法系统评估预测效能的方式,对晋冀蒙交界地区1980年以来的8个地震序列进行了回溯性研究.研究结果表明:ETAS模型和"瘦化算法"对该地区的余震发生率具有一定预测能力,预测"过少"的比例较低,但预测"过多"的比例较高;在主震发生后的早期阶段预测效果较好,但预测效能随着序列的持续时间显著下降;适度增加预测时间窗长可改善预测"过少"的情况,但对预测"过多"的情况改善不明显.此外,高阶余震激发能力偏弱,可能是晋冀蒙交界地区ETAS模型和"瘦化算法"预测效能偏低的原因之一.作为余震短期发生率预测的可能策略,建议在该地区的ETAS模型和"瘦化算法"预测应用中,采用3天的预测时间窗、仅对序列早期阶段进行应用,且重点关注"不低于"相应预测地震数目的底线思维,可能更具有现实意义.     

地震的"序列归属"问题与ETAS模型——以唐山序列为例

历史上发生过强震地区的余震活动可能持续较长时间,而余震序列在何时可被看作正常的"背景地震活动",即"序列归属"问题在地球动力学和地震物理中有重要意义.时-空"传染型余震序列"(ETAS)模型可分离"背景"地震和"丛集"地震,并用概率形式表示作为相应事件的可能性,为考察此问题提供了可能.本文以1976年唐山M_S7.8地震序列为例,对唐山地区1970年以来的M_L4.0以上地震进行了时-空ETAS模型拟合,并以2010年以来发生的3次M_S4.0以上地震为例讨论了它们的"序列归属"问题.研究结果显示,3次M_S4.0以上地震的背景地震概率分别为0.72、0.88和0.76,表明它们作为1976年唐山M_S7.8的余震的可能性较低,更可能为背景地震.     

广义帕斯卡定律:流体静力学基本定律

我们在研究胸压影响心功能机制,特别是对奇脉机制研究所做的生物力学实验的基础上认识到,在忽略固体材料可压缩性的条件下,帕斯卡定律可拓展应用到其他物体。我们将这一拓展后的定律命名为广义帕斯卡定律。广义帕斯卡定律指的是,流体静压强可无损地向处于其内的无封闭空腔的固体和软物质,包括生物组织中传递。帕斯卡定律是广义帕斯卡定律的特殊情况。广义帕斯卡定律可使我们对流体力学基本规律有更深刻的理解。本文通过数学证明及临床实验各个方面证明广义帕斯卡定律的正确性。广义帕斯卡定律应在研究流体静力学时得到应有的重视。      

执法为民依法治"震"

通过对防震减灾法在实施过程中存在不善于执法和执法不严等问题的分析,提出加强地震行政执法,依法保护全社会各行各业建设工程必须达到抗震设防要求,保证防震减灾工作有序地进行,切实收到减灾成效。笔者拟从端正执法思想,规范执法行为,强化执法监督三方面综述加强地震行政执法力度对防震减灾、造福民众的重要意义。     

Scaling Law for Galactic Magnetic Fields

A nonlinear mean field dynamo in turbulent disks and spherical shells is discussed. We use a nonlinearity in the dynamo which includes the effect of delayed back-reaction of the mean magnetic field on the magnetic part of the — effect. This effect is determined by an evolutionary equation. The axisymmetric case is considered. An analytical expression (in a single-mode approximation) is derived which gives the magnitude of the mean magnetic field as a function of rotation and the parameters for turbulent disks. The value obtained for the mean magnetic field is in agreement with observations for galaxies.