地震力标度及其在华北地区的应用

讨论了华北地区中强地震前地震力标度的时空变化特征, 首先介绍了地震力标度的物理意义, 给出了由传统经验公式推导出的地震力标度σ值的计算方法, σ值是一个表征地震时震源处断层平均驱动力的物理量, 基于地震波能量推导得到, 介于地震频度和能量之间, 根据经典通用的经验公式, 地震力标度σ值与震级M_L存在lgσ=1.14M_L+6.22标度关系; 结合华北地区(34°~42°N ; 110°~124°E; )地震活动的特点, 利用1980年以来2500多次3级以上地震, 研究了M_S≥5.0中强震前σ值的变化规律, 结果发现该指标能客观反映地震活动的增强与平静。 中强地震前存在σ值高值异常, σ值有由低转高, 在高值点发震的特征。 空间上σ值的分布与地质构造、 地震带和强震孕育过程有关, 中强震前地震力标度σ值有成片增加的过程, 对中强地震预测有一定的指导意义。     

强震前后空间电磁场时空演化特征

本文利用DEMETER卫星观测到的电磁场数据, 统计分析了2005—2009年全球M_S≥7.0强震前后空间电磁场的时空演化特征． 在震中上空±10°范围内, 使用震前90天至震后30天的5年同期观测到的电磁场极低频/甚低频(370—897 Hz)功率谱密度数据构建了稳定的背景场观测模型, 提取了震中上空的空间电磁场相对于背景场的扰度幅度, 并统计分析了强震前后空间电磁场的时空演化特征． 统计结果显示: 45次M_S≥7.0强震中, 35次强震在地震发生前后磁场最大扰动幅度超过2.2倍标准差, 39次强震的电场最大扰动幅度超过2倍标准差; 最大的电磁扰动主要出现在震中±4°—±10°范围内． 另外, 震中上空的电磁场扰动幅度时序变化表现为3种不同类型的扰动特征, 且震前出现电磁异常的强震震中位置的分布特征与纬度存在一定关系; 而随机选择的非震区上空空间电磁场的扰动幅度则比较小, 未呈现出明显的特征．      

强震前ELF/VLF磁场的扰动特征统计研究

本文利用DEMETER卫星记录的变化磁场数据统计研究了2005—2009年北半球7级以上强震前后空间磁场的扰动特征.在震中±10°范围内利用震前2个月至震后1个月的5年同期观测的ELF/VLF[370~897 Hz]频段磁场功率谱密度数据构建了背景场,定义了表征空间磁场在地震时段相对于背景场的扰动幅度指标.统计研究发现26个强震中42%的地震主要表现为震前磁场扰度幅度逐渐上升,超过3倍标准差,随后在扰度幅度下降过程中发震.35%强震在地震前10天内最大扰动幅度超过3倍标准差,在扰度幅度处于最高值期间发震,震后磁场扰动幅度逐渐回落.23%的强震在震前震后无明显规律.随机事件测试发现在空间天气平静且无强震条件下随机地点上空的磁场无明显的时空演化规律,且随机地点上空的空间磁场相对于背景场的平均扰度幅度很小,最大扰度幅度从未超过2倍标准差,并且没有明显的随时间变化特征.     

地震视应力在中国大陆西部强震趋势预测中的应用

以中国大陆西部(20°~50°N, 73°~105°E)为例, 以中国地震台网中心月报目录为基础, 参照美国哈佛大学(CMT)逐个筛选出1990年1月1日至2005年12月31日中国大陆191个地震作为样本, 对用哈佛大学提供的地震矩和震级能量公式计算的视应力值σ_app1与完全由震级经验公式估算出的地震矩和地震辐射能量计算出的视应力值σ_app2进行了对比分析。 在此基础上, 通过对1970年以来中国大陆7级以上强震的震例总结, 对地震视应力异常区与强震发生地区的关系进行了研究。 并结合钻孔应力、 应变学科在年度预测中对中国大陆西部强震发生地区的预测情况进行了R值评分。 结果表明: ① 当震级上限固定时, σ_app1与σ_app2的差值序列之方差, 表现出随着震级下限增大而增大的特征。 在3.5≤M_S≤6.0区间内, σ_app1与σ_app2拟合程度较好。 ② 地震视应力异常区的变化与迁移可能是构造大区应力、 应变场中显著应力变化区的变化与迁移的反映, 具有图像直观、 量化、 预测区间有限等优点, 可用于强震发生地区的预测, R值约为0.35。 并对强震发生地区趋势预测的总体思路进行了有意义的讨论。     

2020年新疆于田MS6.4地震和田台地电场异常的测道差异性

和田地电场台站距离2020年6月26日于田M_S6.4地震震中约305 km, 该台不同方位测道之间相关系数均值在0.8左右, 应用多极距原理获知震前两月该台地电场数据中“近场”信息较复杂, 但具有一定程度的可靠性。 计算该台不同极距测道的优势方位角α和不同方位测道间相关系数δ_NS/NW, 获知震前数月长、 短极距α、 δ_NS/NW存在不同的异常现象。 2011—2019年, 和田台周边300 km范围发生了6次M_S5.0以上地震, 这种异常现象的差异具有类似特点。 这反映出在同一场地, 地电场长、 短极距观测装置对周边中强地震的映震能力可能存在差异性。     

2018年8月5日印度尼西亚地震震前电离层异常特征

基于2018年8月5日印度尼西亚地震震中（116.45°E,8.33°S）附近的澳大利亚达尔文站和位于震中磁力线共轭区域的武汉站的电离层测高仪观测数据,以及相同区域全球卫星导航系统接收机的观测数据,对该地震震前的电离层异常扰动特征进行了分析。结果显示,震前同时观测到了电离层F₂层临界频率（f_oF2）和总电子含量（TEC）时间序列的异常。基于岩石圈-大气层-电离层直流电场耦合模式和美国国家大气研究中心的热层-电离层环流耦合模式（NCAR/HAO TIEGCM）对震前震中及其对应磁力线共轭点区域的电子密度异常进行了模拟,模拟结果表明,在地震异常电场的作用下,地震区域及其对应半球的磁共轭区域的TEC和电离层F₂层峰值电子密度N_mF2发生了明显扰动。      

玉树地震前不同空间范围内地震活动分布特征研究

北京时间2010年4月14日7时49分青海省玉树藏族自治州玉树县发生7.1级地震。 本文利用Kolmogorow-Smirnov分布检验法, 对玉树地区不同空间范围内1995—2010年小震月频次分布进行了检验, 得到玉树周边地区不同空间范围内小震月频次不服从正态分布和泊松分布, 并根据峰度、 偏度、 标准差σ、 C_V值以及b_m等统计参数, 对玉树周边不同空间范围内小震活动分布特征的时间变化进行了进一步分析。 结果显示, 在玉树地震前, 不同空间范围内小震月频次的峰度、 偏度、 标准差σ、 C_V值以及b_m等均表现出明显的异常变化。     

地震前后电离层截止频率处电场频谱强度变化分析——以2006年汤加Mw8.o地震为例

以汤加Mw8.0地震为例,着重分析了DEMETER卫星记录中截止频率附近电磁场频谱在震前的异常演化特征.根据地震前后该区域3个月的数据对比,发现电场频谱增强与地震孕育的关系很不明显.而长时间、大范围的电场频谱减弱现象可能更值得关注,白天和夜间的电场频谱显示同一特征.2006年夏秋季节38次6级以上强震短期异常的统计平均...     

2018年永清MW 4.3地震前后岩石圈磁场变化特征

选取华北部分地区2016—2019年流动地磁矢量资料,分析2018年2月12日永清M_W 4.3地震前后岩石圈磁场变化特征。结果表明,地震前岩石圈磁场变化异常特征显著,震后异常消失。在震前岩石圈磁场变化中,磁场的D、I、F、H、Z分量出现不同程度的异常特征,这些震前异常呈现出相同的、相似的变化趋势。在震前随着时间的不断累积,岩石圈磁场变化异常愈加显著,其中震前1.5年期各分量震磁异常显著。与震前相比,震后岩石圈磁场变化特征及趋势发生了较大改变。     

马尔康MS 6.0震群和玛多MS 7.4地震前大武地震台地电场异常特征分析

<正>1研究背景2021年5月22日2时4分,在青海果洛州玛多县(34.59°N,98.34°E)发生M_S 7.4地震,震源机制解显示为高倾角走滑型地震,震中位于大武地震台(下文简称大武台)西侧,震中距175 km;2022年6月10日在四川阿坝州马尔康市(32.25°N,101.82°E)发生M_S 6.0震群型地震,震源机制解显示为走滑型地震,震中位于大武台SW方向,震中距280 km(图1)。2次地震震中均位于巴颜喀啦块体内部,且震前青海省大武台地电场优势方位角均出现不同程度的异常变化,且呈现显著的快速偏转特征。作为2次地震前均出现异常的场地,深入分析大武台地电场优势方位角异常特征,对于认识孕震过程及2次强震间的动态联系具有重要意义。本文对2次强震前大武台地电场优势方位角异常变化特征及以往震例资料进行深入分析,以期认识异常资料变化与2次地震之间的关系,同时为今后该区域异常提取和震情趋势判定提供参考依据。     

基于地基GPS-TEC的中国区域地震电离层效应研究

基于中国陆态网络地基GPS-TEC观测,针对2008～2019年发生在中国区域的7个M_S≥6.0地震,采用滑动四分位距法分析了地震前后的电离层扰动时空分布特征。结果显示,5个地震的震前2～6天,GPS-TEC值出现负异常扰动,地震发生期间及震后电离层TEC出现正异常扰动,主要集中在震后2～7天;GPS观测站距离震中越近,垂直上空的TEC扰动越明显,扰动空间最大范围可达2000km。随着震级的增加,震前电离层TEC异常扰动的发生率有所增加,且异常覆盖的范围也有所扩大。因此,认为震前一周内的电离层TEC变化可能提供揭示电离层扰动与地震活动之间关系的线索。     

2019年6月17日长宁MS6.0地震前后b值时空变化分析

选取2014年1月至2019年8月宜宾地区(28.0°N~28.5°N, 104.6°E~105.1°E)记录的地震资料, 利用最大似然法估算b值, 得到了宜宾地区b值的时空变化特征。结果显示: ① 2019年长宁M_S6.0地震前5个月, b值出现加速下降变化, 震后快速回升。这一现象很可能反映了地震孕育中的应力积累集中到地震发生后的应力释放过程。② 长宁地震前震中区及附近地区一直存在低b值异常(≤0.85), 震前5个月, 震中附近出现了b值下降, 尤其是长宁地震西偏北方向出现了b值显著下降, 后续珙县发生的3次M_S5地震正位于该异常区及边缘。③ b值空间低值异常可用于判定未来中强地震发生的危险区域, 而b值的下降可用于判定强余震的可能发生地点。④ 分析地震危险性时, 更应关注低b值背景下的b值下降, 即高应力集中区域的地震危险性增强。     

几次大地震前后地电场中长期变化分析与研究

地电场是地球表面天然存在的电场, 包括大地电场和自然电场。 利用“合成能量累加”方法, 分析处理了甘肃省、 青海省、 四川省、 重庆市所辖部分台站2007年7月至2017年12月的地电场观测数据, 研究和讨论了汶川8.0级地震等几次大地震前后地电场中长期异常变化特征。 研究结果显示, 几次M_S7.0以上大地震前后, 均出现了地电场区域性准同步异常变化; 地电场异常变化经历了“震前—发震—震后”三个阶段, 震前和震后变化比较明显, 发震期变化相对平稳, 时间跨度达12个月以上; 地电场异常变化主要沿构造带分布, 变化强度随震中距的增加而减小。     

基于LAIC电场渗透和SAMI2模拟的地震-电离层扰动现象研究

地震会造成电离层电子密度扰动。 基于三维电场渗透模型和SAMI2模型, 模拟地震发生前产生的异常电场对电离层电子密度的影响。 模拟结果表明, 地震前形成的附加电流会引起电离层产生异常电场, 且异常电场值与地震震级和地震发生时间有着明显的相关。 同时异常电场会使电子产生E×B漂移, 造成电子密度扰动。 随着时间的推移, 电子密度扰动逐渐减小且扰动区域会向着靠近磁赤道方向或远离磁赤道方向漂移。     

基于GPS和COSMIC数据分析汶川地震TEC和NmF2扰动

使用相关方法和welch法计算功率谱密度研究汶川地震前后GPS TEC在时域和频域上的变化,并进一步分析N_mF2空间分布变化.得出主要结论, 震前5月9日开始TEC平常具有良好的相关性被打破,24 h全日波、12 h半日波成分功率谱密度幅度值变化明显.5月12日至6月11日N_mF2变化幅度明显增大.研究结果显示,TEC和N_mF2时空分布变化存在电离层震前扰动和同震响应, 并且TEC震后的异常变化相比震前更加显著.表明使用的方法可以有效检测到地震发生前后电离层异常扰动信号.     

长宁MS6.0地震前后地电场秒数据变化特征研究

地电场是地球电磁场的重要组成部分。 本文利用传统的时间序列统计分析方法, 对重庆市所属仙女山地震台的地电场秒采样观测数据变化特性进行了研究和讨论。 结果显示: ① 长宁M_S6.0地震前后, 在距离震中390 km的仙女山地震台, 记录到了地电场异常变化; ② 仙女山台地电场异常变化的平均方位角为N77.55°E, 大约由长宁M_S6.0地震震中位置指向仙女山地震台方向; ③ 仙女山地震台的典型地电场异常变化为间歇性不定周期变化, 在长宁M_S6.0地震发震前8天开始密集出现, 震后第4天以后, 逐步转化为较高频率扰动变化; ④ 仙女山台地电场异常变化成簇出现, 每一簇变化由多组按照非线性规律衰减的阶跃变化信号组合叠加而成。 综合分析认为: 长宁M_S6.0地震前后地电场异常变化, 主要与发震构造裂隙突变和岩体微破裂过程中, 地下流体高压运移产生的过滤电动势有关。     

DEMETER卫星观测的超低频电场扰动 预处理方法及震例应用分析

基于法国DEMETER卫星观测的超低频(ULF)电场波形, 本文提出了更简单易实施的ULF电场扰动预处理方法. 利用该方法, 对文献中已报道的2010年2月27日智利M_S8.8地震前的ULF电场扰动进行了更全面的分析. 结果表明: 已报道的20°S—40°S地磁纬度带内的ULF电场扰动并非仅出现在最靠近震中的半轨道, 而是出现在较大的经度范围内. 大范围ULF电场扰动的区域正好位于南大西洋异常区, 很可能受到该区域异常磁场的影响. 南大西洋异常中心区域的ULF电场扰动表现出共轭特征, 即在南北地磁纬度20°—40°范围内ULF电场均出现约5 mV/m的扰动, 北纬地区的ULF电场扰动幅度相比南纬地区更小. 而在南大西洋异常中心区域外的ULF电场扰动则仅在20°S—40°S地磁纬度带内出现, 在其共轭区并未观测到ULF电场扰动. 这可能是由于南大西洋异常中心区域外的ULF电场扰动幅度比中心区域更小所致, 在电离层中由于碰撞效应更易被衰减, 因此ULF电场扰动无法传播至其共轭区. 本文的方法和结果可为后续更全面地分析卫星在电离层高度记录的ULF电场扰动提供参考.      

地震活动中期预测指标研究及其空间图像演化

在研究应用模糊数学和非线性科学某些方法的基础上,通过实际预报检验,对一些中期预报较好的方法,如平静异常μｇ值,自相似从属函数μｓ值,自动统计方差σＢＭ值进行深入研究,提取中期预报定量化指标,探索孕震后期地震活动图像演化特征。结果表明：μｑ,μｓ,σＢＭ值能够较妇地反映地震前中期－短期异常变化特征,可以作为中期预报定量化指标;空间时序图像系列的显示,能定性反映震前异常区域及地震活动图像演化特征。     

超导重力仪检测2011年日本东北Mw9.0级地震前的重力扰动信号

对大地震前的扰动现象的研究有助于认识地震孕育的动力学过程,震前重力扰动已成为关注的热点之一. 对大地震前的扰动现象的研究有助于认识地震孕育的动力学过程,震前重力扰动已成为关注的热点之一. 为检验日本M_w9.0级地震是否存在震前扰动现象,本研究利用全球超导重力仪记录到的地震前后7天内20组秒采样数据进行分析. 经潮汐、大气改正等处理去除仪器的漂移及残余潮汐效应,得到非潮汐重力变化曲线.结果表明大部分振幅大于30×10^-8 m·s^-2的曲线反映了全球M_w≥6级地震引起的高频波动信号,其中11组数据在3月9日M_w7.3级前震之前出现了扰动现象.震前扰动可分解为三个频段,其中,低于0.1 Hz和高于0.18 Hz的分量分别反映了地震波动信号及非构造信息,中间频段(0.118~0.18 Hz)信号能够较大程度地压制地震波动信号、并同时保留异常扰动信息.它的振幅在3月7日10时之前基本保持约1×10^-8 m·s^-2,之后开始逐渐增大,到3月9日7.3级前震前后达到最大,此后振荡衰减,振幅保持约(5~10)×10^-8 m·s^-2,直至主震发生.中间频段信号的变化特征与主震前的应力迁移过程以及实验记录到的地震成核过程有许多相似之处;不过,震前重力异常是否与主震前的应力加速积累有关,仍待进一步研究.     

DEMETER卫星监测到的海地地震前电离层扰动

本文利用法国DEMETER卫星观测到的电离层数据, 对2010年1月12日加勒比海地区海地太子港附近发生的M_S7.1地震震前电离层扰动进行了探索性研究。 通过对电磁场频谱、 等离子体数密度、 温度等物理参量的分析, 探讨了电离层变化与地震的关系。 研究结果表明, 海地地震前出现的异常电磁现象的空间效应是清楚的, 震前几小时磁赤道峰存在剧烈扰动, 震中附近电场分量E₁₂低频谱密度有增强现象。 临震前1天和临震前3天在震中＋5°范围电子数密度(N_e)出现异常, 震前8天氧离子(O⁺)数密度在震中上空出现了异常现象。 震前震中区上空电磁场VLF在40 Hz和120 Hz等低频点出现清晰的电场异常扰动, 震前出现的这种变化可能与地震有关。