2004年9月28日加州帕克菲尔德M6．0级地震的初步报告

引言 2004年9月28日17时15分14秒(协调世界时)加州中部帕克菲尔德发生了一次 Mw6．0级地震。震中位于圣安德烈斯断层靠近戈尔德希尔附近的帕克菲尔德镇东南 11 km的地方(图1)。加州综合地震台网 (CISN)报告说,震源位于北纬35．819°,西经120．364°的8．8 km深的地下。根据余震的分布状况以及此次地震的地震图、应变变     

期待很久的2004年9月28日M6．0级帕克菲尔德地震的震磁效应

1976年以来，在加利福尼亚帕克菲尔德地区沿圣安德烈斯断层上长约60km的闭锁-蠕动过渡带，布设了由7个采样同步的质子磁力仪构成的差动连接的台阵，对该地区的局部磁场进行了准确的测量。2004年9月28日的M6．0级帕克菲尔德地震的震中恰好位于这个台阵之内，此次地震在其中的5个台站的观测中产生了0．2nT～0．5nT的同震磁场变化。但是从地震发生前1个月、前1周及前数天的地磁观测数据中，都检测不到明显高于背景噪声水平的震前磁场变化（由于没有可检测出的形变、地震活动或孔隙压力变化数据，理论上也应观测不到震前磁场变化）。在地震破裂末端附近的一个台站也记录了0．01Hz-20Hz频带内的电场和磁场数据，借助于沿断层的北西延长线上距该台站约115km的另一个台站的观测数据，对来自电离层和磁层的同模式噪声进行了校正。校正后的数据中既没有发现1989年ML7．1级洛马普列塔地震前可能存在ULF频带（0．01Hz-20Hz）的异常磁噪声，也没有发现相同震级的希腊地震震前产生的电场变化。基于应变、位移和地震数据反演得到的地震一致滑动和可变滑动压磁模型，能够计算出与磁力仪台阵观测到的结果相符的磁场扰动。1993年以来，该区域内长期存在着与荷载增加一致的较高磁场变化，与之相伴的是由一个两色EDM台网和另一个较小的钻孔应变仪台网观测到的剪应变率的长期增长及表现在1992、1993和1994年各发生了一次M4．5～5．0级地震的地震活动性的增强。集成了所有这些数据建立的模型揭示了该区域在深度剖面上有增大的滑动，这也许对2004年9月28日M6．0级帕克菲尔德地震的最后发生起到了重要的作用。本次地震以及其他发生于圣安德烈斯断层系内其他地方的M5～7．3级地震的震前电场和磁场前兆的缺乏，表明了仅利用现有的这些电磁数据来对破坏性地震做出有意义的预测看来并不可能。     

加州帕克菲尔德附近微震序列的破裂方向性

破裂扩展方向是影响地震引发地震动方式的重要因素。因此,表征促进潜在破裂扩展方向的因素是极其重要的。本文分析了加州帕克菲尔德附近圣安德烈斯断层上反复发生的地震序列的地震方向性。同一序列中的所有地震都有非常相似的波形并有重叠的地表破裂。我们说明,普通序列地震之间传递函数的微妙变化可以被认为是视破裂持续时间的改变。计算了所有可用台站的成对地震事件以及每个序列的相对视破裂持续时间。我们反演这些测量结果,得到了序列中各单一事件相对于参考事件的视破裂持续时间的估计值。视破裂持续时间随方位的变化证实了破裂方向性。我们说明,大多数所分析的微震显示为东南向破裂。我们还说明,在给定的重复序列中,大多数地震往往显示出相同的破裂方向。     

根据加州强地面运动得到的浅壳地震的衰减关系

主要根据加州地震的强地面运动数据给出了浅壳地震的峰值和加速度和反应谱加速度衰减关系。计算了走滑以逆断层地震在岩石及坚实厚土壤沉积中矩震级Ｍ４￣８＋、距离达１００ｋｍ的衰减关系。     

2015年尼泊尔Gorkha地震强地面运动记录分析

2015年4月25日在尼泊尔Gorkha地区发生MW7.8地震,距离发震断层约11 km的KATNP台站完整记录了主震的加速度时程.本文根据KATNP台站记录的加速度数据分析了Gorkha地震的地震动特征.结果表明Gorkha地震在KATNP台站处产生的水平向峰值加速度为0.17 g,竖直向峰值加速度为0.19 g,该数值小于科学家们对如此大规模地震产生的地震动的预期,初步推测这可能是由加德满都山谷产生的非线性响应造成的（Dixit et al., 2015）;地震在KATNP台站处产生了地表永久位移,其中竖向永久位移为131.9 cm,水平向永久位移的绝对值为159.2 cm,方向为南偏西19°（199°）,据此可简单推算出断层走向约为289°（109°）.地震产生了脉冲型地震动,影响因素有盆地效应、地震破裂的向前的方向性效应以及滑冲效应,其中盆地效应的周期约为5 s左右,方向性效应产生的速度脉冲的周期约为8 s左右.加速度反应谱显示在0.5 s和5.0 s左右各有一个峰值,前者是由地震破裂的脉冲式滑移产生的大量高频地震动造成的,后者是由于盆地效应和地震破裂的方向性效应造成的.基于阿里亚斯烈度计算的地震动持时约在36~46 s之间,小于与其规模相当的地震产生的地震动持时,并且不同方向上的地震动持时可能与地震破裂方向有关.阿里亚斯烈度随时间的变化比较简单,也反映了Gorkha地震是一次连续的、能量释放相对简单的地震事件.     

2014年8月3日云南鲁甸地震强地面运动初步模拟及烈度预测

2014年8月3日云南省昭通市鲁甸县发生了Ms6.5级地震.在已知的三维介质模型、地形数据基础上,利用震源运动学初步反演模型（张勇等,2014）,作者采用曲线坐标网格三维曲线有限差分方法模拟了鲁甸地震波场传播过程,并计算了模拟区域地震烈度分布.结果表明：地震最大烈度为Ⅶ度,破坏主要集中在鲁甸县以及巧家县、会泽县靠近鲁甸县的边界.另外,模拟结果还显示地震动在山峰、山脊处具有较大的幅度.计算表明断层东北侧的低速沉积盆地的波动放大效应加强了该地区的地震灾害.     

2013年6月2日台湾南投地震强地面运动模拟

2013年6月2日台湾省南投县发生一次里氏6.5级地震,这次地震是最近几年内发生的最大的一次地震,台湾大部分地区以及中国大陆东南沿海城市均有明显震感.为了更深入的理解此次地震的地震波能量传播过程以及强地面运动过程,本文采用三维有限差分方法对此次地震的强地面运动过程进行了模拟.结果显示,台湾中央山脉起伏的地形对此次地震的强地面运动分布特征具有较大的影响,出现了比较明显的地形放大效应;此外,台湾的平原和盆地中的沉积层也对地震波有较强的放大效应.     

2014年2月12日新疆于田地震强地面运动初步模拟及烈度预测

2014年2月12日新疆自治区于田县发生了MS7.3级地震.在已知的三维介质模型、地形数据基础上,利用震源运动学初步反演模型（张勇等,2014）,作者采用曲线坐标网格三维曲线有限差分方法模拟了于田地震波场传播过程,并计算了模拟区域地震烈度分布.结果表明：地震最大烈度为7度,距离震中最近的于田县城烈度约为5度,断层西北侧地面震动略强于断层东南侧.另外模拟结果还显示地震动在山脊处具有较大的幅度.该地震本身主要能量释放区域在中地壳,主要滑动未及地表,因此对地表造成的破坏有限,这与目前尚无人员伤亡报告的情况相符合.     

汶川地震强地面运动模拟

基于确定性震源模型的方法主要用于计算低频(＜1 Hz)地震波,难以计算高频地震波;高频(＞1 Hz)地震动常用经验格林函数法或随机方法,对低频地震动模拟不够准确.本文在确定性震源模型方法基础上,尝试采用分解给定的震源模型的方法来模拟宽频带(0.1-10 Hz)强地面运动,即采用分级离散断层面和分解断层面破裂单元上升时间的方法,增加震源时间函数中的高频信号,从而避免了对地震记录丰富程度和准确性的依赖.文中模拟计算了汶川M8.0地震在8个地震观测台的地震动,将模拟结果和观测记录进行了加速度时程曲线和傅里叶振幅谱的对比分析.对比结果显示,模拟估计的地震动峰值加速度和持续时间与观测记录的数据基本在±50％的精度范围内相同,傅里叶振幅谱显示模拟结果有得到10 Hz左右的高频成分.四川盆地中的台站模拟结果高频衰减比观测记录要快,原因是模拟过程没有考虑场地效应.对强地震动模拟还是要综合考虑震源、传播路径和场地的影响.研究结果表明,此改变震源输入的确定性方法可应用于模拟近断层宽频强地面运动.     

快速有限震源分析和近断层强地面运动：应用于2003年圣西蒙Mw6．5和2004年帕克菲尔德Mw6．0级地震

引言 近断层强地面震动的快速描述（或刻划）是评估地震影响包括破坏和损失规模的基础工作。震动图（ShakeMap；见Wald et al，1999a）是为此目的而研制的一种手段。为了生成震动图，所观测的峰值和谱地面运动，以及仪器测定的烈度（Wald et al，1999b），     

2013年4月20日四川芦山地震强地面运动三要素特征分析

2013年4月20日四川省芦山县境内发生MS7.0级地震,地震造成196人死亡,21人失踪,11470人受伤,震中最大烈度IX.地震发生后,中国数字强震动观测网络和成都市地震烈度速报网络分别获得了114组和63组3分量强震动记录.记录得出在近场加速度幅值较高,与汶川地震峰值相当,然而震害却不严重.本文介绍了这些记录的基本情况,分析了其地震动三要素（幅值、持时、频谱）特征以及对建筑物结构的潜在影响.分析结果表明：芦山地震PGA（地震动峰值加速度）与我国常用的霍俊荣地震动预测方程较一致,高于即将颁布的第五代区划图中使用的预测方程;PGV（地震动峰值速度）与第五代区划图中使用的预测方程基本一致;Significant持时和Bracketed持时高于全球经验预测方程,且Bracketed持时衰减显著慢于全球平均水平;典型11个幅值较大记录的5%阻尼比加速度反应谱峰值周期都在0.1~0.2 s范围内,且谱值远高于规范设计谱,但在周期0.3 s之后迅速下降至设计谱以下;芦山地震地震动PGV值较小以及对应我国中小城市和城镇主要建筑物的结构自振周期范围（0.3~1 s）内加速度反应谱远低于规范设计谱,可用于解释其震害相对较轻的原因.     

1975年海城MS7.3地震强地面运动模拟

地震强地面运动预测对工程的抗震设计,地震危害性分析以及减轻特定地区可能发生的大地震所造成的灾害具有重要的作用.本文根据辽宁省海城地区的地质资料和发生于1975年2月4日辽宁省海城市的M_S7.3地震资料,分别构造了海城地区的地下速度结构和海城地震的震源模型,并且使用可以准确描述地形起伏的曲线网格有限差分方法计算了海城地震的波场传播过程.通过对计算得到的波场快照、合成理论地震图以及地震烈度的分析表明：（1）震源模型、地下的速度结构和地形起伏对海城地震的波场传播模拟具有重要的影响,它们所产生的近断层效应、方向性效应和盆地效应明显;（2）通过计算得到的海城地震的理论烈度分布与通过震后调查得到的烈度分布大体符合,验证了本文所构造的震源模型和速度结构的合理性.

     

基于随机有限断层方法的唐山地震强地面运动模拟

基于动力学拐角频率的随机有限断层模型,以1976年唐山大地震的极震区为研究目标,通过梳理前人的研究成果,建立了目标区的计算模型并确定了震源模型参数,依靠目标区的局部场地资料和场地动力学参数,利用四分之一波长法,获取局部场地放大效应参数;利用随机有限断层模型地震动模拟方法,给出了唐山大地震近场强地震动场模拟结果,并与历史地震宏观烈度进行对比,结果表明:在Ⅷ、Ⅸ度影响烈度的范围与宏观资料吻合较好。     

2011年新西兰Mw6.1地震震源过程及强地面运动特征初步分析

2011年2月21日新西兰南岛发生M_w6.1地震,震中位置43.58°S,172.70°E,震源深度约5.0 km,发震断层为新西兰第三大城市克赖斯特彻奇(Christchurch)南约9 km一条近东西走向的未知隐伏断层,为逆冲断层机制.地震已经造成163人遇难,Christchurch城内多处建筑物严重损毁,距震中约1 km的Heathcote Valley Primary School (HVSC)台站强地面运动峰值加速度(PGA)高达2.0g.针对新西兰M_w6.1地震近场强地面运动偏高这一现象,利用HVSC台站的强震观测记录,计算地震震源谱参数,应用Brune圆盘模型估算其近场强地面运动的理论值,并建立动态复合震源模型进行模拟计算.研究结果表明,新西兰M_w6.1地震近断层强地面运动偏高的主要原因为复杂震源破裂过程中有效应力降(动态应力降,Δσ_d)过高造成的.未来工作中,需要加强对可能发生的、距离城市较近的中小型地震的重视,防止地震对城市的加强型破坏.     

施甸地震强震观测记录及其初步分析

在2001年4月12日发生的施甸5．9级地震中，依据地震预报意见布设在滇西的短临跟踪临时强震台网获取了该次地震的强地面运动记录，最大加速度峰值达515gal(未校正），获取大于500gal主震记录，这在我国还是首次，对记录的情况作了简要的介绍。     

张北地震在北京市激发的二维强地面运动的模拟

张北县距离北京市约200多km,1998年1月的张北地震是近期北京周边地区发生的一次较强规模的地震,研究它在北京地区引起的强地面运动,有助于分析首都圈内的地震危害性,为地震减灾提供理论帮助.本文利用新的计算工具-局域离散波数法,模拟了张北地震激发的包括来自上地壳、moho面反射波、首播等在内的全波场在北京西部引起的2D强地面运动,分析了该区内第三纪、第四纪沉积地层对于地震的放大效应,得出的主要结论有,薄的第四纪沉积盖层的地点放大效应比厚的第三纪盖层的大很多,说明介质物性是决定地点放大效应的根本原因;不同物性的沉积盖层,在R、Z分量上的放大作用不一样,体现了地点放大效应的复杂性,值得在今后的研究中继续探讨.