非线性R/S方法研究及其在地震预测中的应用

非线性Ｒ／Ｓ方法研究及其在地震预测中的应用王碧泉，黄汉明，范洪顺，王春珍，陈佩燕（中国北京国家地震局地球物理研究所中国北京１０００８１）主题词：非线性理论；中期预报；分数维；Ｒ／Ｓ方法；赫斯特指数Ｈ近几年来，非线性科学及其在地球物理学中的应用研究已引...     

泾阳Ms4.8地震磁效应的高阶统计量方法研究

以陕西关中地区泾阳、乾陵、周至3个地磁台站的地磁场垂直分量(Z)日均值及3个台站地磁场垂直分量变化与1998年1月5日泾阳Ms4．8地震之间关系为基础,探讨利用高阶统计量分析方法提取与地震活动相关的震磁信息。结果表明,在震前3个月,3个台站的三阶矩(三阶累积量)异常变化幅度在10～20,四阶矩异常幅度在120以上,最高达到260,四阶累积量异常幅度在80～105,与加卸载响应比法结果对比发现,高阶统计量方法在突出震前中长期地磁异常方面具有一定的优越性,提出在震磁效应统计分析研究中引入高阶统计量方法的必要性及其在地震预报中的潜力和良好前景。     

阿富汗地震R/S分形特征及地震活动性分析

地震的发生具有非线性特征,分形理论能够刻画地震时空分布特征及其变化过程。本文基于R/S分析方法确定阿富汗主要地震带的分形特征,利用ARIMA模型对兴都—库什山地震带可能发生的年度最大震级进行预测。R/S分析表明,兴都—库什山地震带Hurst指数为0.9125,地震活动记忆周期为8年; 苏莱曼山地震带Hurst指数为0.7281,地震活动记忆周期为9年。兴都—库什山和苏莱曼山地震带地震活动的变化趋势与历史变化一致,且兴都—库什山地震带的趋势延续性比苏莱曼山地震带更为显著。ARIMA模型预测结果显示,2022—2026年兴都—库什山地震带可能发生的年度最大震级分别为M_b6.2、M_b6.1、M_b5.8、M_b5.8和M_b6.1。     

小波变换在地磁数据分析中的应用

通过小波变换分析了泾阳地震台、乾陵地震台和周至地震台的Z时均值资料,结果显示经小波变换后的Z“日幅变差”震前3个月内存在较明显的异常变化,可能反映了泾阳地震的震磁效应。     

R／S方法分形对大华北地区地震时间间隔的时空扫描

用R/S分析方法研究了大华北地区地震发生时间间隔的统计分形问题。对大华北地区18个3°×3°的地理分区1970年1月—1993年7月M_L≥2.5的地震发生时间,以相同的工作窗长(100个相邻地震时间间隔)沿时序滑动进行R/S方法分析计算。结果表明,对所工作的时空范围内的18个M_L≥5.5地震,有12个地震在震前0.5—4年Hurst指数H值出现下降、下降-持续低值或稍有回升的异常变化。     

地震活动性参数的变尺度（Rem>/Sem>）分析

将改变时间标度的方法应用于地震活动性分析中,选择具有不同空间尺度范围、时间范围和地震活动背景的现代仪器地震目录作为研究对象,分析了几个地震活动性参数——地震频度和地震发生时间间隔与时间标度的关系．这些地震活动性参数的极差和均方差之比与时间标度呈现出幂指数变化方式,且幂指数都大于0.5,表明地震的发生并非无记忆的泊松过程,而是具有随机和规律的双重特性．犎指数偏离0.5的程度可以衡量随机与规律成分所占比重,偏离越大,该序列的规律性成分越多,反之则越少．通过时间标度变换,可以较短时间的观测为基础,对变量未来的发生情况做出保守的估计．     

应用“地磁观测数据处理和方法研究程序”初探四川省内震磁效应

本文应用“地磁观测数据处理和方法研究程序”，分析了１９８９年－１９９３年发生在四川省内Ｍｓ≥４．７地震的震磁效应，结果证明该程序包实用性强，可用于该地区的日常监视预报工作。     

赫斯特指数H值在地震预测中的应用

编制H值计算程序,针对辽宁地区进行地震学参数的H值分析研究,旨在探索中强地震前H值的异常变化特征,判定该地区未来2-3年发生5级以上地震的概率为0.75.     

关中地区地磁比值Rq的变化与地震关系的分析

应用小波分析空间差分法分析了泾阳台、乾陵台、周至台和郑州台的Z分量的地磁磁静日Rg值的变化规律，结果显示，各台的磁静日Rg值有较一致的年变规律。分析泾阳台与其它各台的磁静日R。差值分析和小波变换，发现1998年1月5日泾阳4．8级地震前4个月内存在较明显的异常变化。可能反映了泾阳地震的震磁效应。对远离泾阳台、乾陵台的青海昆仑山口西8．1级地震，震前也有明显异常变化。     

地震特征拾取及其在解释应用中的新进展

本文通过对瞬时振幅、瞬时相应、瞬时频率的应用研究的回顾，进一步论述了对这三种瞬时特征在地震记录分析中，如何利用模式识别技术和引用最新的ＰＰ方法即投影寻踪方法，同时介绍了倾角和方位角在三维 震资料解释中的应用，文中给出了每一种特征的应用实例。     

Rescaled range (R/S) analysis on seismic activity parameters

IntroductionSeismicity analysis is an important branch of seismology, which focuses statistically on the study of time, space and magnitude distribution of a group of earthquakes (FU, 1997). Earthquakes as instability phenomena of the lithosphere, however, involve very complicated mechanics. The seismic activity level is not steady, but fluctuating time by time, which shows the alternative change of periods of quiescence and activity (FU, 1986; Mogi, 1984; ZHANG, 1987). Because of such com…     

Rescaled range ( R/S ) analysis on seismic activity parameters

The rescaled range (R/S) analysis, proposed by Hurst, is a new statistical method. Being different from traditional statistical method, R/S analysis can provide the information of maximum fluctuation (range) of statistical parameters. At present paper, several modern instrumental earthquake catalogues in different spatial scale, temporal scale, and with different seismic activity background are studied, and R/S method is used to analyze the variation of range of seismic parameters such as earthquake frequency, and earthquake time interval. For different seismic parameters, the ratio of range to standard deviation — R/S is a power law function of the length of time, and the exponent H of power law is always greater than 0.5. As we know, H=0.5 is the characteristics of all ideal random processes. Our results indicate that earthquake series is not an ideal Poisson process, on the contrary, the earthquake as a phenomenon bears dual characteristics of randomicity and regularity, and the greater H departs from 0.5, the more regularity the time series will show, and vice versa. With time scale changing, one can give the conservative estimate of the fluctuation, which might occur in a relatively long time scale, only by using the limited and known time records. Foundation item: State Natural Science Foundation of China (40074023).     

云南地区地壳速度模型研究及应用

选取2009~2014年发生在云南地区、每个地震均在10个以上台站有记录的7412个地震数据,作走时曲线。同时为提高精度,重点对其中每个地震均在80%以上台站有记录的、ML≥3.0的83个地震数据,再作线性分析、折合走时曲线和区间稳定性分析,结合前人研究成果得到了研究区的初始地壳速度模型。选取2010~2014年云南省内M≥3.0的200次地震,采用Hyposat批处理方法迭代初始速度模型,以及对S波作分层速度拟合,得到云南地区的地壳速度模型,即2015云南模型:v_(P1)=6.01km/s,v_(P2)=6.60km/s,v_(Pn)=7.89km/s,H_1=20km,H_2=21km,v_(S1)=3.52km/s,v_(S2)=3.86km/s,v_(sn)=4.43km/s。基于新模型的地震重定位分析表明,云南地区地震事件大多发生于20km内的上地壳;对2011年3月10日盈江M5.8和2014年8月3日鲁甸M6.5典型地震进行重定位,得出震源深度分别与精定位结果和震中强震台震源距接近,表明新的一维速度模型能更好地反映研究区平均速度结构。     

广西震后趋势快速研判系统及其应用

介绍了广西震后趋势快速研判系统及其应用效果。系统基于ArcGIS地理信息平台,集成了丰富的地震背景基础数据。地震发生后,该系统随即根据类型库进行模式识别和系统分析,5 min内即给出震后趋势的初步研判结果,并自动生成会商纪要、应急指挥图件和震情汇报材料,及时为领导决策提供科学依据。目前该系统已在广西地震应急与地震现场工作中发挥了重要的支撑作用。     

基于主成分分析及BP神经网络分析的地震人员伤亡预测模型研究

影响地震人员伤亡的因素众多,且彼此之间存在着复杂的交互作用。本文在综合考虑各种因素后选取地震发生时刻、人口密度、地震预报与否、建筑物破坏率、设防水准、震级、烈度等因素作为评价指标,首先运用主成分分析算出其主成分,然后运用神经网络分析方法建立预测模型。实例验证预测效果良好。     

中国大陆西部及邻近地区地震活动的小波分析

利用能反映非平稳信号时频域特征的小波分析方法，分析了百年来中国大陆西部及邻近大三角地区的地震资料，得到了地震活动在不同时间尺度上的特征。百年来该地区地震活动主要周期分别为42年、22年、7年和14年，而且其强度随时间在变化，由此我们认为对于地震活跃或平静期的讨论只有建立在具体的时间尺度上才有意义。同时利用各种尺度的小波系数和地震活动主周期对未来地震趋势进行的分析表明，未来几年该区地震活动仍相对较为活跃。     

用sPn震相计算震源深度的初步分析与应用

用近震震相sPn与Pn波的到时差测定壳内近震深度的方法简捷准确。本文对2004年3月24日内蒙古东乌珠穆沁旗5.9级地震震中1 000 km范围内不同台站记录的sPn震相进行了初步分析,计算了该次地震的震源深度。还讨论了用sPn测定震源深度的可能性及该方法在日常工作中的应用问题。