伽师-巴楚强震群序列趋势的早期判断

使用喀什地震台记录的伽师—巴楚震群序列目录,采用Em／∑E、△M方法对序列早期震型进行判定。在震型判定的基础上,采用h、b、u、F值等参数对震后序列趋势进行分析。得到以下主要结论：(1)伽师一巴楚强震群序列特征复杂,在震群活动的不同阶段,它们既有共性也有个性;在震群活动的各个阶段,不同强度的地震序列特征在震后早期便可显现;(2)首发强震后,区域历史强震类型将有助于定性判断震后趋势,震区余震地震波形可能是早期判断地震类型的关键环节;(3)使用Em／∑E、△M方法并结合主震后第1天内的小震频次能够对震型作出较为准确的判定。在震型判定的基础上再使用h、b、u、F值参数对各级序列进行逐级分层的趋势分析;(3)使用6级地震序列的h值和含主震计算的6值对未来强震震级进行估算,采用5级地震序列的h值和不含主震计算的6值对未来强余震震级进行推算;(5)跟踪子序列的震型、预测震级及参数异常的动态变化,判断后续序列中是否会发生强(余)震,但分析时必须注意各级序列之间的隶属关系和活动背景;(6)在强震成组活动后,若h值出现高→低→高的变化过程,则预示着震群活动可能进入后期。震群中最高震级地震发生后的h值大于1也是序列发展进入晚期的重要标志。     

余震序列性质判定单参数判据的统计研究

收集整理了1970~2004年中国大陆地区293次记录相对完备的M₀≥5.0地震序列, 其中孤立型地震68次、 主余型地震174次、 多震型地震52次。 选择h值、 b值、 能量熵、 震级差等9个表征序列特征的参数, 分震后不同时段进行计算。 在0.05的置信水平下, 对每一参数及规定的主震后时段, 分孤立型地震、 主余型地震及多震型地震三类统计其总体均值及置信区间, 以此作为序列类型划分的判据。 在此基础上对序列参数的变化特征及其序列分类能力进行讨论。 总的来看, 所选参数大多具有一定的序列分类能力, 其中部分参数数值分布范围与主震震级有关, 主震不同则序列分类标准有差异, 如能量熵、 时间熵、 序列主震与最大或次大余震的震级差等参数; 部分参数数值分布范围随时间变化, 震后不同时段有不同的序列分类判据, 如归一化频次、 h值等参数; 参数的有效时段存在差异, 并且部分参数始终无序列分类能力, 如b值、 归一化能量、 平均震级等。 对有一定序列分类能力的参数, 给出具体的适用条件及与时间或序列主震震级相关的判别指标。 平均来看, 能量熵、 主震与统计时段内最大地震的震级差等参数具有相对较高的识别准确率。     

时间结构变异分析法在伽师-巴楚震群序列中的应用研究

1997～2003年新疆伽师-巴楚地区发生了包含27次5级以上地震的罕见强震群活动。震群活动分别经历了1997、1998和2003年3个不同强度的地震时段。在不同时段内的5级以上地震前,地震活动均出现过不同程度的增强-平静变化。为了有效界定序列丛集(增强)-平静变化的前兆意义,寻找临震预测的时间判据,本文从地震活动过程的非线性特征入手,分析研究震群序列的时间结构特征,判定发震系统的随机性大小,确定当前序列的变异程度,进而预测序列未来的发展趋势。以震群活动区附近的喀什地震台记录的序列目录为资料,以序列中MS≥5地震为起点,以下一个5级以上地震为终点,分段统计分析地震序列的时间结构关系。主要结果为:①序列绝大部分5级以上地震前,时间变异系数均有不同程度的异常显示。②在定义δ≈1之后的10天之内,震群中发生5级以上地震的可能性很大。③时间变异系数有3种类型,即持续变异、单点变异、无变异。④5级与6级地震前的δ值变化过程相似,其值域大小没有明显区别。在震群型序列中,依据δ≈1无法准确界定当前序列的属性(前震序列还是余震序列)和判定后续震级,只能判断序列中可能会发生5级以上地震。⑤序列临界丛集性质是分层次的。只有在某一震级时,序列才会出现临界丛集变异状态。⑥时间变异系数有明确的物理意义。当地震活动出现丛集-平静现象之后,它可以清晰地描述发震系统的随机状态,进而有效界定这种丛集-平静变化是否具有前兆意义。在地震频次衰减基本正常(h>1)且无突出的丛集-平静状况下,通过时间变异系数也可以发现序列的异常变化。反之,在震群活动晚期,当出现许多地震平静现象之后,即使在h<1的状态下,时间变异系数也并未出现异常显示,这表明δ值诊断法具有较好的普适性。     

基于序列参数的水库地震类型综合判定研究

收集整理了我国大陆东部地区44 组水库地震序列,其中震群型32 组,主余型和孤立型12 组。分别计算了44 组序列的h 值、b 值、归一化熵值K、能量均匀度U、地震发生方式参数ρ 等5 个序列参数。在95% 的置信水平下,对每一参数分震群型、主余型加孤立型两大类进行差异性检验。结果表明,h、U、ρ 值对水库地震序列类型的分类能力不强;b 值平均值虽存在一定差异,但数值分布范围有部分重叠;K 值差异性显著,K = 0. 35 可作为区分震群型与主余型加孤立型两类水库地震序列的判别指标。在此基础上,建立以上述5 个参数为自变量的Fisher 判别函数,用于序列类型的综合判定。结果显示,所有数据全部参与建立判别函数并进行回溯性内符判别检验,识别正确率为97. 6% ;利用32 组序列参数参与判别函数建立,另外10 组进行外推检验,识别正确率为100% ,表明上述综合判别方法具有较高的水库地震序列分类能力。     

2022年1月2日宁蒗MS 5.5地震序列b值时间演化特征分析

<正>1研究背景b值为震级—频度统计关系中地震大小与频度分布的斜率,最早由Gutenberg和Richter (1944)提出,后有学者通过岩石模拟实验发现介质的不均匀性和应力状态是导致b值变化的主要因素,该发现为b值在地震预测研究中的应用建立了物理基础。b值用于地震预测研究始于20世纪70年代,研究者发现强震前震中附近b值多存在明显的时空变化特征,低值异常尤为普遍,因此认为b值时空扫描结果可应用于强震预测。前人研究主要聚焦于中强地震前b值的时空变化特征,而对于地震序列强余震前的b值变化研究甚少。而2022年1月2日云南宁蒗M_S 5.5地震序列b值在强余震前变化显著,可见序列强余震前b值变化特征也值得深入研究。     

新疆地震序列分析研究

当地震发生后,判断地震类型对预测后面有没有地震,有多大地震非常重要。对新疆29次5级地震序列系统分析后得出,b值、h值、P值、△M、k值和能量比均不能准确无误的判断震型;当序列完整程度较好时,k值对判断地震类型有一定意义,能量比有确定性意义;利用能量比对主余型和孤立型地震进行快速判定准确程度较高,而对多震型地震存在错判可能。分析地震序列前期的时频度衰减曲线有可能区分出多震型地震,但快速区分间歇双震型和震群型地震较为困难。发生在盆地边缘及其附近地区是新疆震群型地震在空间分布方面的特点。     

全球浅源巨大地震序列统计特征

系统研究了1976年以来全球58次M_W≥7.8浅源地震序列的统计特征。结果显示:(1)在58次巨大地震中,板间地震45次,板内地震13次,板内地震强度低于板间地震。(2)74.1%的板间地震为逆断层错动,61.5%的板内地震为走滑型错动。(3)58次地震序列中,82.8%为主-余型,17.2%为多震型;与5级以上地震序列不同,巨大地震没有孤立型,其余震比较活跃;板内地震中,多震型占7.7%,而板间地震中多震型占20%。(4)对于主-余型序列,75%的主震与最大余震的震级差为1.0～2.0级;震级差与主震震源错动类型有关,走滑型的震级差明显大于逆冲型;68%的最大余震发生在主震后3天内,其次为10天左右与1个月左右; 49%的D_(max-aft)(最大余震震中与主震震中间的距离)不超过余震区长轴的1/3,31%的D_(max-aft)为余震区尺度的1/3～1/2;最大余震的发生时间、最大余震震中与主震震中间的距离同主震断层错动类型间的关系不明显。(5)应用ETAS模型计算了46个序列参数后发现,b值、p值和a值均呈Beta分布,b值平均为1.164±0.211,p值平均为1.559±0.412,a值平均为1.673±0.911; p值和a值分布分散;对于不同的序列类型、震源错动类型及板内、板间地震,b值差异不显著;逆冲型序列p值明显大于走滑型和正断层型;板间地震序列a值明显小于板内地震;逆冲型序列a值明显小于走滑型和正断层型;这表明,与板内地震相比,板间地震具有较强的"余震激发余震"的能力;逆冲型破裂虽然会导致序列衰减较快,但触发次级余震的能力相对较强。(6)逆冲型巨大地震余震区长轴L的对数与主震震级M_W间的拟合关系式为lg L=(-1.399±0.306)+(0.470±0.037) M_W。     

2021年6月10日云南双柏MS 5.1和6月12日云南盈江MS 5.0地震总结

2021年6月10日和6月12日,云南地区先后发生双柏M_S 5.1和盈江M_S 5.0地震,距5月21日云南漾濞M_S 6.4地震发生不足1个月,文中系统总结2次地震前出现的地震活动和地球物理观测异常,其中：地震活动方面：震前存在中等调制地震集中、地震条带等中短期异常;地球物理观测方面：2次地震发生前,震中附近存在形变、电磁和流体等多项异常,其中双柏M_S 5.1地震以形变学科趋势异常为主,盈江M_S 5.0地震以流体异常为主。对2次地震序列跟踪分析,发现双柏M_S 5.1地震余震较为丰富,震后半年内共记录M_L 3.0以上地震7次,最大震级为M_L 4.8,计算得到地震序列活动参数为：h值=1.23,b值=0.85;盈江M_S 5.0地震发生后半年内仅记录M_L 3.0以上余震4次,最大余震为M_L 3.3地震,计算得到地震序列活动参数为：h值=2.45、b值=1....     

地震自动速报中常用震级测定方法的适用性研究

对于M_L、M_WP、m_B等自动速报中常用的震级测定方法,通过模拟2020年1月19新疆伽师6.4级地震和2021年5月21日云南漾濞中强震震群震级的准实时测定过程,分析这3种震级测定方法在震后不同时间产出的震级的准确度及产生震级偏差的原因。此外,通过计算2020年1月1日—2022年7月31日中国大陆发生的56个M4.5以上地震事件的M_L、M_WP、m_B震级,分析这3种方法在中强震震级测定中的稳定性,比较不同测定方法在不同震级段的优劣及适用范围,得到以下几点认识:(1)使用转换公式将M_L转换为M是造成震级偏差较大的重要原因,M_L不应转换,其值可直接作为中强震自动速报的发布震级;(2)对于密集发生的震群,M_WP和m_B易受先前地震尾波或长周期信号的影响,震级偏大,且偏差较大,不宜用作地震自动速报的震级,使用M_L更优;(3)在4.5～5.5震级段应使用M     

新疆于田地区2008年以来3个地震 序列的参数早期特征

考察新疆于田地区2008年以来发生的2008年3月21日M_S7.3、 2012年8月12日M_S6.3和2014年2月12日M_S7.3等3个地震序列的参数早期特征, 利用“时空传染型余震序列”(ETAS)模型进行了参数估计. 统一选用截止震级M_c=M_L3.0, 并使用最大似然法分别估算了这3个序列不同持续时间的α、 p和b等参数. 研究结果表明, 3个地震序列的参数差异明显, 其中： 2014年M_S7.3地震序列α值与2012年M_S6.3地震序列接近, 但高于2008年M_S7.3地震序列; 2014年M_S7.3地震序列p值较低, 表明当前序列衰减缓慢; 2012年M_S6.3地震序列b值最大, 2014年M_S7.3地震序列次之, 2008年M_S7.3地震序列最小. 此外, 2008年M_S7.3地震序列参数在震后20天内变化较为显著, 而2014年M_S7.3地震序列的α值和p值在震后3.5天内则相对稳定.     

余震的序列参数稳定性和余震短期发生率预测效能的连续评估——以2014年云南鲁甸6.5级地震为例

为考察目前国际上广泛使用、对真实地震序列描述最好的"传染型余震序列模型"(ETAS)在主震后的序列参数拟合、余震短期发生率预测的效能,本研究以2014年云南鲁甸MS6.5地震序列为例,采用滑动连续拟合与预测的方式,考察了ETAS模型参数的动态变化和余震短期发生率预测的实际效能.连续滑动拟合结果表明,在主震发生后的早期阶段,α值有明显的不稳定变化,在震后5.10天稳定在1.6~2.0;p值在震后25.00天内由1.07逐渐下降至0.78左右,其后稳定在0.72~0.85;b值在震后35.00天内逐渐由0.80增加至0.95,其后稳定在0.93~0.97.对连续滑动预测结果的N-test检验表明,余震发生率预测会出现部分失效现象,1天预测时间窗失效比例约为12%、3天预测时间窗失效比例为6%.建议可在震后早期采用1天的较短预测时间窗,而在序列参数较为稳定时段采用较长的3天预测时间窗.     

汶川地震科学钻探3号井孔附近微震震源参数确定及其意义

基于微震监测仪器频带及波形记录的时频特征,我们筛选出汶川地震科学钻探3号井孔周围微震台阵2012年记录的218个t_s-t_p < 1 s的微震.通过盖戈法与和达法相结合确定微震震源的几何参数,发现这些微震分布大体呈NE-SW展布,与龙门山断裂带的走向基本一致.无论是采用《地震台站观测规范》中的量规函数（量规函数GF）还是李学政等（2003）的量规函数（量规函数LXZ）,近震震级均与矩震级呈现出较好的线性关系,向震级小的一端延伸时都表现为M_L < M_W,但采用李学政等的量规函数时该趋势更加明显.同时采用Brune和Boatwright震源谱衰减模型对观测震源谱的拟合表明拐角频率具有模型依赖性：基于Brune模型拟合得到的拐角频率大于基于Boatwright模型得到的拐角频率.无论基于哪一种模型,矩震级与拐角频率、破裂半径的对数线性关系均较弱,与应力降、视应力的对数则存在较好的线性关系.这些关系不支持应力降、折合能量、视应力为常数的观点,表明微震与大地震的震源物理过程存在差异.视应力与应力降成比例,比例系数小于0.5,表明破裂动力学模式符合Savage-Wood模式.近震震级与矩震级拟合关系M_w=a+bM_L中b的大小与应力降和地震矩的关系有关,Δσ∝M₀^γ,则b=1/（1+γ）,因此从b的大小可以粗略地判断应力降与地震矩的关系.本文对应于γ≈1的情况,与基于量规函数LXZ得到的近震震级与矩震级关系中系数b=0.53吻合,这说明仅从辐射能量的角度考虑量规函数LXZ较量规函数GF准确.

     

2020年1月25日西藏丁青5.1级地震总结

2020年1月25日,藏东昌都丁青地区发生5.1级地震,尽管此次地震发生在监测能力较低地区,但震前仍监测到小震调制比高值、低b值等地震活动中短期异常。文中系统总结了地震构造背景、震源物理参数、序列特征以及震前出现的地震活动和地球物理观测等异常,结果发现:震源机制解显示为拉张型破裂,最近断裂为巴青—类乌齐断裂;序列活动特征、序列h值和b值计算结果显示,此次地震为主余型地震序列。目前,藏东地区仍存在一些地震活动和地球物理观测异常,表明该地区存在发生6级以上地震的强震背景,丁青5.1级地震的发生未能缓解该地区强震危险性。     

2021年5月21日云南漾濞MS 6.4地震现场震情跟踪及思考

2021年5月21日漾濞M_S 6.4地震发生前3天,云南省地震局向震区派出联合工作组强化震情跟踪工作,笔者分别以震前研判和到地震现场的震后序列跟踪视角进行分析,结果表明：①此次漾濞M_S 6.4地震序列为前震—主震—余震型序列,震源浅,为城市直下型地震,余震丰富,震感强烈;②漾濞M_S 6.4地震发生在NW向维西—乔后断裂,该断裂2013年以来曾出现3组4、5级震群活动;③无震前宏观异常,在震中100 km范围内,出现3项地球物理异常,其中洱源水温异常较突出;④前震序列b、h值出现异常,b值偏小,h值归一化频度呈非线性增长。
为缓解震中附近地区群众的高度紧张情绪,针对公众关注热点问题,利用荗木清夫公式定量估算余震结束时间,并结合地震现场实际工作,针对地震谣言、地震云、超级月亮等现象,给出相应合理解释。     

再论地震大小的度量

本文是针对迄今为止中国在地震大小的度量方面存在的主要问题撰写的。在阐明地震大小物理含义的基础上,首先指出由震源辐射能量E_R出发所定义的传统震级标度M_L,m_b(m_B),M_S都存在着"以偏概全","震级饱和"和M_L震级标度的"局限性",以及不同标度的震级之间不可相互换算等问题。而由在地震破裂的整个过程中震源区"等效力"所做的功出发导出的地震矩M₀是对地震大小最科学的度量。为继续应用"震级"这一术语来描述地震的大小,由M₀所定义的矩震级标度M_W不仅克服了传统震级标度存在的各种问题,而且适用对不同大小、不同震中距、不同震源深度地震大小的度量。因此近20年已被国际地震学界普遍采用。最后强调推进地震大小的度量与国际接轨是推进中国地震科技现代化必须解决的重要基础性工作,不仅有利于国际地震科技交流合作,而且有助于增强防震减灾工作的科学性。     

Physical basis of earthquake magnitudes: an extreme value of seismic amplitudes from incoherent fracture of random fault patches

A relation between surface-wave magnitude M_s and fault area S for great earthquakes has been proposed

log S 2M_{s − 11.5 (}M_{s > 7.5)}

A similar formula has been also derived for body-wave magnitude m_b^* redetermined from maximum amplitudes of short-period P-wavetrains

log S ∝ 1.7 m_b^*

These are quite different from a theoretical relation expected on the basis of long-wave approximation. Because wavelengths of seismic waves used for the above magnitudes are very short compared to the size of earthquake sources, these relations represent the short-period nature of the earthquake process. The statistical theory of extreme values has been applied to understand the relations considering that the component waves which constitute the wavetrains for m_b^* and M_s determinations originate from the random fracture of fault heterogeneities.     

2020年7月23日西藏尼玛MS 6.6地震总结

系统总结2020年7月23日西藏尼玛MS 6.6地震的构造背景、震源参数、序列特征和震前异常特征.此次MS 6.6地震发生在依布茶卡—日干配错断裂分支附近,震源机制解显示为近NS向拉张型破裂,与羌塘块体的主要变形特征一致.根据M—t图、频次图、能量释放、最大与次大地震震级差、b值、h值等结果进行分析,可知:①此次尼玛地...     

2020年西藏改则3次5级以上地震总结

系统总结2020年2月—3月西藏改则3次5级以上地震发生前出现的地震活动性和地球物理观测异常,结果如下:①地震活动性:震前存在地震发生率异常;②地球物理观测:3次地震震中500 km范围内无观测台站分布,地球物理场观测能力较弱;③综合方法:识别出Wq值异常。3次改则地震均位于可可西里至唐古拉地区,其中2月21日5.0级地震位于羌塘地块北缘,而3月10日5.0级和3月12日5.1级地震位于羌塘地块南缘,且3月的2次地震相距约5 km,构成震群型序列。对3次5级以上地震序列的跟踪发现,2月21日改则5.0级地震序列主要分布在向阳湖—布若错断裂南侧发育的一条NNE走向的小断裂上,余震较少,震后40天内共发生8次ML 2.0以上地震,主震震源机制为张性破裂;3月10日5.0级和3月12日5.1级地震震源机制均为走滑型,余震序列丰富,主要分布在多条构造的延伸区域,计算得到序列h值为0.58,b值为0.88。综合分析认为,改则3次5级以上地震前地震活动异常较少,主要为具有中期意义的异常,综合方法的异常识别主要为后续强震的地点判定提供依据。     

内蒙古中西部地区震源参数研究

选取内蒙古测震台网2009—2016年内蒙古中西部M_L≥2.8中小地震波形记录,采用多台联合反演方法,计算该区中小地震震源谱参数,获得地震矩M₀、矩震级M_W、应力降Δσ和震源尺度r,利用线性回归,分析近震震级M_L、地震矩M₀、矩震级M_W、应力降Δσ和震源尺度r之间的关系。结果表明,各参数之间存在一定线性关系,内蒙古中西部地区应力降模型为增加应力降模型（ISD）。     

使用因子分析方法研究九江5.7级地震前的地震活动异常

使用2005年11月26日江西九江5.7级地震前震中附近地区的地震资料, 选择反映地震活动时、 空、 强特征的地震频次N(M_L≥3.0)、 b值、 η值、 A(b)值、 Mf值、 Ac值、 C值和D值参量进行因子分析。 这些参量之间具有一定的相关性, 各参量在不同时段的变化各有所异, 预报效果并不理想。 但是根据因子分析可以得到反映地震活动时、 空、 强特征的综合指标W_fa值, 该指标在九江5.7级地震前出现明显的异常变化。 表明综合指标W_fa值可以较好地反映地震活动的异常特征。 文中还对与因子分析结果的有关问题进行了讨论。