前兆异常与地震相关性评价中的不确定性——VAN方法讨论引起的思考

从国际地震界关于ＶＡＮ方法预测效能引发的大辩论出发,讨论了在前兆异常与地震相关性评价中的不确定性问题,在对前兆与地震相关性进行统计检验时,涉及到对震孕育,发展和前兆基础的理论研究及认为认识,以及将预测转换成具体操作程序时遇到的许多不确定性问题,文中这些不确定性逐一进行了介绍。“地震界需要一套评估地震预报方法的基本方案”是在辨论后达成的共识,亦应成为中国学者的一项重要研究内容。     

前兆波及其地震预测意义

通过回顾自20世纪60年代以来地震前兆波的研究与地震预测实践的进展情况,分析利用地震前兆波进行地震预测研究所取得的一些有意义的进展及其在科学上面临的困难,分别对前兆波及其定义、前兆波预测大地震事件基本依据、前兆波观测技术概述、前兆波的地震预测意义进行了探讨.文中定义了地震前兆波,以固体均匀弹性中的介质点波动方程和大量震例总结的前兆波阶段性特征,说明利用地震前兆波预测大地震事件具有坚实的理论基础和实践依据.文中阐述了前兆波观测技术的发展要求,并提出了改变目前的被动观测状况、对观测目标区域发生破坏性地震的短期和临震前兆进行主动观测的科学思路;应强化对地震震源区的观测,利用前兆波携带的信息研究震源及其附近地区的介质参数变化,对实现短临地震预测是有意义的.     

一种评估地震前兆可信度的方法

本文提出了一种可以对地震前兆的可信度进行评估的方法. 通过对前兆信息的抽取、各类非地震干扰的识别、前兆与地震事件在时间和空间的相关性分析以及前兆的随机检验等一系列手段来评估前兆信息的真伪,提高地震前兆信息的显著性和可信度. 该方法及思路也可为其他非地震前兆的可信度评估所借鉴. 作为一个具体的例子,本文利用日本气象厅的地震目录以及能定量描述地震活动的时、空、强信息演化特征的RTL(Region_Time_Length)方法对2000年10月6日在日本鸟取县西部发生的73级地震前周围地区近26年的地震活动进行了系统的研究,得到了可能的地震活动前兆信息,并采用本文提出的方法对该前兆进行了评估,证实了上述前兆的显著性和可信性.     

帕克菲尔德地震预报实验场:2004年6级地震及其对地震物理和地震预测研究的影响

介绍了美国中加州帕克菲尔德(Parkfield)地震预报实验场的建设、运行和试验场工作期间发生的2004年6级地震的情况.着重阐述了在实验场20多年的地震预测研究中遇到的一系列科学同题以及一些新的认识.这些科学认识包括:对活动构造破裂分段的研究是地震长期预测的基础;无震滑动是地震预测中的一大难点和障碍;地震复发模型具有的相当大的不确定性且在预测应用上有很大的局限性;地震前兆的复杂性、差异性及其对地震预测中常用原则--前兆异常重现性和相似性的挑战等.这些认识对地震预测研究与实验场建设有一定的启示意义.     

利用前兆事件对云南地区地震进行中短期预测研究

对某些类型的主震事件, 进行中短期预测也许是可能的. 利用Varnes, Bufe和Varnes提出的破裂时间法模拟前兆地震能量加速释放模型,通过实际观测资料与理论公式的拟合, 可以建立主地震事件的中短期预测技术, 用以确定表示主震的地点、时间和震级大小. 本文使用的是云南区域台网的地震目录资料，覆盖的时间段为1965~2002年. 统计分析表明，在此37年时间内，等于或大于2.5级地震资料是相当完整的. 本文对云南地区的30次主震事件进行了模拟，其中25次主震事件由前兆序列模拟得到的预测时间和震级与实际值相当接近，主震震级预测精度约0.57个震级单位，假定已知前兆序列中最后一次事件，则预测主震发生时间误差约0.64年.对另外的5次主震事件，由于没有足够的前兆事件来充分确定前兆能量加速曲线或是存在对能量加速释放曲线的干扰事件，而不能进行破裂时间法模拟.本文的研究结果还表明，由于云南是破坏性地震和中小地震活跃的地区，因此，主地震与前兆事件最佳搜索半径不存在明显的线性关系.主震矩与系数k，m之间存在强烈的相关性，利用主震地震矩与系数的关系和限制指数m的取值范围，可进一步缩小预测时间和预测震级的最佳拟合区范围，提高了模拟主震事件的预测精度. 本文采用破裂时间法对30次主震事件进行拟合，80％以上获得了较好的结果. 显示出该方法在预测已知主震事件序列的能力方面大有希望，因此，利用前兆事件对未来主震事件进行中短期预测的前景是令人鼓舞的.      

地震前兆检验的地球动力学问题对地震预测问题争论的评述(之三)

地震前兆的效能检验问题既是地震预测研究中的一个基本问题，也是近年来围绕地震预测问题的一个争论焦点。传统的地震预测研究中关于地震前兆机理的一个基本假定，即地震前兆来自地震孕育过程中应力场的某种变化，与传统的地震前兆检验方案，即针对“异常”信息统计与地震之间的“对应”情况，并进行统计显著性检验，存在一个内在的逻辑矛盾。地震前兆的检验不是一个简单的统计问题，而是一个地球动力学问题，不考虑地球动力学的地震前兆检验是没有意义的，由此得到的检验结果则可能对相关研究造成误导。     

华北地区地震异常前兆信息场演化特征及其与地震关系的研究

在对地震异常前兆信息量先前研究的基础上,进一步给出了描述各种地震异常前兆信息量的普适性综合数学表达式.从大量震例资料入手,再次研究了地震异常延续有效性的问题,进而建立了地震异常持续有效时间与延续有效时间的数学关系式.收集整理了1980～1997年华北地区水化、形变、地磁、应力、水位、地电等371个观测项目、上百万个前兆观测数据,对每一观测项目逐一计算了它们的地震异常前兆信息量.研究了华北地区近20年的地震异常前兆信息场的演化特征及其与地震的关系,建立了华北地区Ms≥5地震的中短期综合预报指标体系,经R值评分检验,表明该地震综合预报指标体系在中短期地震预测中具有一定效果.     

基于定点形变观测的地震预测方法研究

地震预测是极具挑战性尚待解决的世界性的科学难题,目前尚处于初期的科学探索阶段,总体水平仍然不高,特别是短期与临震预测的水平与社会需求相距甚远。从理论上讲,地震是有前兆的,地震前兆信息是预测地震的依据,只有获得了地震前兆,才有可能对地震作出预测。但在实际的地震监测预报工作中,如何从观测资料中识别和提取地震前兆信息,如何依据这些地震前兆信息进行地震预测,始终是一个需要不断研究、并且必须研究的课题。     

前兆性地震平静研究

作为一种重要的强震前兆现象, 地震平静有可能提供关于地震位置、时间和大小的有用信息,在地震预测中将具有重要作用.为全面了解地震平静这一极具希望的前兆现象,本文将详细地阐述地震平静的定义、研究方法、存在规律、模型及其可能的物理机制,并对存在的问题与未来的发展提出初步的设想.     

地震及其前兆的观测研究与地震预测

通过对地震灾害及预测观察研究现状的分析,解析了地震预测研究中存在的问题和不足,指出了地震及其前兆观测在预测研究中的作用,同时认为,地震前兆观测既不能盲目,也不能随波逐流也进行,其进展以决于地震孕育机理的深入理解和有效观测途径或方法的选择,并简述了２０年来在震前准静电场观测研究中取得进展和体会。     

琼中地震台重力仪记录同震响应特征分析

2013年2月6-8日圣克鲁斯群岛发生6次强震,琼中地震台的重力仪记录都有同震响应出现。本文从重力仪记录的面波的延迟时间、最大变形幅度、同震持续时间3个方面研究了6次强震的同震响应特征。     

On the Mechanism of the Secular Tidal Acceleration of the Solid Inner Core and the Viscosity of the Liquid Core

As is known, the secular deceleration of the Earth's diurnal rotation is explained mainly by the tidal friction in the ocean. Below we consider this mechanism in some detail, taking into account also elastic deformations of the mantle under the action of ocean loading and the interaction between the tide-generating body, ocean tidal wave, liquid outer core, and solid inner core. It is shown that elastic displacements of the core-mantle boundary under the action of ocean loading are of about the same amplitude and phase as the elastic loading displacements of the Earth's outer surface. As a result, side by side with the mechanism of secular deceleration of diurnal rotation of the mantle, there are also (1) the opposite mechanism of secular acceleration of diurnal rotation of the outer liquid core and of the solid inner core and (2) the mechanism of excitation of differential rotation in the liquid core. Taking these effects into account, we compare theoretical and modern observed data on the eastward drift of the solid inner core. It is shown that the best agreement may be obtained if the turbulent viscosity of the liquid core is about 2 × 10 ³ Poise     

Comparison Between the Nutations of the Planet Mars and the Nutations of the Earth

The nutations of the planets Mars andEarth are investigated and compared. Alarge number of interior structureparameters are involved in the nutationcomputations. The comparison between the observations and the computationsprovides several constraints on these parmeters andtherefore allows a better understanding of the physics of the interior of theplanet. For the Earth, the high precision of the observations of the nutationshas led to a very good determination of interior properties of the planet. ForMars, observations of nutations are not yet available, and we review how theamplitude of the Martian nutations depends on the hypotheses consideredfor its interior. Although Mars is very similar to the Earth, its interior is not well known;for example, we don't knowif its core is liquid or solid. Only if the core is liquid,the Free Core Nutation (FCN) normal mode exists and can alter the nutationswhich are close to the resonance. From the observed geoids, it is known thatboth planets are not in hydrostatic equilibrium. The departure is larger forMars than for the Earth, and consequently, the implication of considering a convective mantle instead of a mantle in hydrostatic equilibrium described byClairaut's equation for the initial equilibrium state of the planet is largeron the Martian nutations than on the Earth nutations. The consequences of theuncertainty in the core dimensions are also examined and shown to be of a veryhigh influence for Mars if the core is liquid, due to the potential changes inthe FCN resonance. The influence of the presence of an inner core, which isknown to exist for the Earth, could be more important for Mars than for theEarth if the inner core is large. Due to the presence of Tharsis on Mars, thetriaxiality of this planet has, additionally, larger effects than on Earth.     

Contribution to the knowledge of the magmatic evolution by the study of the variation of the coefficient of viscosity

The determination of the coefficient of viscosity of eruptive products gives useful elements to the knowledge of possible variations of composition and physical conditions of the magmas.     

Pictorial Series of the Manifestations of the Dynamics of the Earth

Studia Geophysica et Geodaetica -     

动水压力对深水桥墩地震响应影响的研究综述

地震激励下处于深水中的桥墩和周围水体的相互作用将对桥梁结构的动力响应产生较大影响。首先对地震作用下水-桥墩的相互作用理论做了概括,给出了动水压力对桥墩的作用效应及各自的适用范围;对主要的三种考虑流固耦合效应的分析方法做了对比,探讨了地震作用下影响水-结构相互作用的主要因素,并对今后的研究提出了建议。     

Magnetic stratigraphy of the Ordovician in the lower reach of the Kotuy River: the age of the Bysy-Yuryakh stratum and the rate of geomagnetic reversals on the eve of the superchron

Until recently, the existing data prevented the geophysicists from accurately dating the Bysy-Yuryakh stratum, which outcrops in the middle reach of the Kotuy River, constraining the time of its formation to a wide interval from the end of the Late Cambrian to the beginning of the Silurian. The obtained paleomagnetic data unambiguously correlate the Bysy-Yuryakh stratum to the Nyaian regional stage and constrain its formation, at least a considerable part of it, by the Tremadocian. This result perfectly agrees with the data on the Bysy-Yuryakh conodonts studied in this work and yields a spectacular example of the successful application of paleomagnetic studies in solving important tasks of stratigraphy and, correspondingly, petroleum geology. Within the Bysy-Yuryakh stratum, we revealed a large normal-polarity interval corresponding to the long (>1 Ma) period when the geomagnetic reversals were absent. This result, in combination with the data for the Tremadocian and Middle–Upper Cambrian sequences of the other regions, indicates that (1) the rate of occurrence of the geomagnetic reversals on the eve of the Ordovician Moyero superchron of reversed polarity was at most one reversal per Ma; (2) the superchron does not switch on instantaneously but is preceded by a certain gradual change in the operation conditions of the dynamo mechanism which, inter alia, manifests itself by the reduction of the frequency of geomagnetic reversals with the approach of the superchron. This finding supports the views according to which a process preparing the establishment of the superchrons takes place at the core–mantle boundary.     

Evolution of the Source of the Active Region of the Sun

Geomagnetism and Aeronomy - The magnetic evolution of the active region of the Sun at the level of the photosphere has been studied. Magnetic synoptic maps of the 2007 Kitt Peak Observatory were...     

On the solution of the reverse problem of geodesics with the help of the chord

Резюме Дается вывод формул для вычислений длины хорды, длины и азимутов нормаляных сечений и длины геодезической линии эллипсоида. Применяются тригонометрические функции данных величин и постоянные принятого ргфгргнц-эллипсоида, что является целесообразным при использовании вычислителQjных машин, особенно автоматов. Рабочие формулы рекомендуются в форме (8–11).

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Dedicated to Professor František Fiala on His 85th Birthday

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Address: Veveři 95, Brno.