中国大陆及大华北、云南的地震平静指标——不同层次地震平静异常预测效能研究之二

本文针对中国大陆、大华北和云南,利用过去积累的30多年地震资料,经过多种方案试算、评分检验,明确了平静指标和预测规则,找到了合适的研究平静预测的震级下限M0、预测震级M1、平静异常时间T1与预测时间T2等最佳参数组合,可以取得高于置信水平为97.5%的区别随机瞎报的阈值R0的R评分值。     

华北地区Ms≥5级地震平静的预测意义

研究了华北地区Ms≥5级地震平静、密集的韵律特征,以Ms≥5级地震平静时间超过30个月为异常背景,提出了该地区Ms≥6级地震发生前的定量预测指标：(1)当华北地区的Ms≥5级地震平静异常时间达到30个月时,该地区有发生Ms≥6级地震的危险性;Ms≥5级地震平静异常时间达到40个月时,发生Ms≥6级地震的危险概率为0．54,R值检验为0．12;Ms≥5级地震平静达到50个月时,发生Ms≥6级地震的危险概率为0．77,R值检验为0．22;(2)当华北地区的Ms≥5级地震平静异常结束后,3个月之内发生Ms≥6级地震的危险概率为0．38,R值检验为0．35;9个月之内发生Ms≥6级地震的危险概率为0．54,R值检验为0．44;15个月之内发生Ms≥6级地震的危险概率为0．69,R值检验为0．53。     

华北块体地震活动显著增强预测效能评估

研究华北块体1970年以来的13次典型6级以上地震,通过组合地震显著增强异常指标的预测时间、预测范围等参数,使用Molchan、 R值等方法进行全时空扫描检测效能评估,最终验证了地震显著增强异常地震预测指标在华北块体的适用性和最佳预报参数,为使用该方法的震情跟踪工作提供切实依据。     

华东地区M_L≥4.0地震平静预测意义分析

用统计学上的χ~2检验方法对华东地区M_L≥4.0地震平静进行了统计检验,得出在较高的置信概率下可以将平静时间T≥140天作为平静异常的判别标准。总结了华东地区自1970年以来出现的平静异常,并分析了其对应中强地震的情况。研究表明,M_L≥4.0地震平静异常是华东地区中强震前的一种普遍现象。62.5%的平静异常后发生了M_S≥4.5地震;绝大多数平静异常前存在着地震活动的增强过程,多次活动增强后连续发生了平静异常且之后发生了M_S≥5.0地震。     

山西南部临汾-运城盆地ML≥3.0地震平静异常效能评价

自2017年10月19日山西省临汾市尧都区发生ML3.6地震以来,临汾-运城盆地表现为大范围的ML3.0弱震活动,截至2020年6月20日ML3.0地震平静长达974d。应用临汾-运城盆地内自1997年以来的ML≥3.0地震目录,分析地震平静异常与异常结束后该区发生ML4.5以上地震之间的关系。结果显示,ML3.0地震平静异常超过1年,平静打破后的281d内在临汾-运城盆地有发生ML≥4.5地震的危险,异常对应率为100%,且地震预报效能评分R值为0.65(R0=0.52)和Molchan检验概率增益达到3,说明山西南部临汾-运城盆地ML3.0地震平静异常预测效能明显,可作为区域危险性判定的依据之一。     

华北地区5级地震平静现象研究

分析了华北地区1484年以来M≥5级地震平静现象：（1）华北地区1484-1730年及1815年以来2个地震活动期所有M≥5级地震平均平静时间为17．8个月,1731-1814年地震平静期的所有5级地震的平均平静时间约90．1个月,二者有明显差异;（2）华北地区2个地震活动期中相邻活动幕的幕间M≥5地震平均平静时间约86．4个月,与地震平静期大体一致,这样,90个月可以为华北地区M≥5级地震长期平静的标志性时间;（3）当前华北地区M≥5级地震平静时间达77个月,已接近长期平静的标志性时间,发生5级地震以上地震的可能已经很大;（4）上述工作成文后发生了2013年1月23日辽宁省辽阳市与沈阳市交界处5．1级地震,应注意华北进入新的地震活动幕。     

内蒙古乌拉特后旗—临河地区地震活动的预测效能评估

基于中国地震台网地震目录,在对目录的完整性评估并确定起算震级基础上,统计内蒙古乌拉特后旗—临河地区地震活动的起伏特征,以及小震活动和鄂尔多斯块体西北缘中强以上地震的对应关系。分析表明,乌拉特后旗—临河地区地震频度的升高与鄂尔多斯块体西北缘中强以上地震有较好的对应关系;ML≥2.2地震的半年频次N≥10可以作为中强以上地震的预测指标,预测时间为异常出现后1a内,R值评分和molchan图表法检验均显示地震频次的预测效能是显著的。     

基于新疆分量式钻孔应变异常时间的地震强度预测研究

研究了利用钻孔应变异常时间预测地震震级问题。从实际工作需要出发,在做了大量震例总结和比较了前人的工作之后,首次得到了更加适合新疆地区的异常时间与震级之间的统计关系式,即Ms=5．4＋0．004T±0．5。讨论了3个预测震级公式的优缺点及存在的问题,一些不合理的因素得到改善,震级预测误差明显减小,这对新疆地区的地震强度预测有实际意义。     

河南及邻区地震前中小地震活跃-平静的定量指标研究

以累计频度定量计算方法，分区讨论了河南及邻区1970年以来地震活动非线性度ZL值的时间进程曲线，系统计算了M≥5．0级地震前的ZL值，结果表明：开始出现活跃(平静)异常的时间集中在地震前1—2年，结束异常的时间在地震前一年内，集中于0—4个月。同时提出了异常的定量指标以及发震类型。     

中国大陆地震低活动异常及其在中期预测中的效能研究

在对中国大陆地震活动的分析研究中发现, 在某些大地震发生前的一、 两年中, 中国大陆往往出现地震活动显著平静的低活动异常。 本文应用最近100 a(1918—2017年)间5级以上地震资料, 分析地震低活动异常与未来一、 两年中国大陆地震活动的关系。 从M≥5.0地震的年频度、 年度最大地震震级、 6级以上地震的平静等方面建立了地震低活动异常的判据指标, 并从概率增益指数β、 预测效能比α、 地震预测R值评分等方面对地震低活动异常与未来大震关系作了多参数检验。 初步研究结果显示, 地震低活动异常与未来一、 两年中国大陆地震活动有一定的关系, 主要表现为其与8级左右(M≥7.8)巨大地震具有一定的相关性, 但其关联度较低, 概率增益指数β与预测效能比α为3左右, R值评分为0.2左右。 对于M＜7.5的地震, 地震低活动异常未显示, 其概率增益β, R值评分接近于0, 似呈现为近于随机关系。 M7.5是开始显示地震低活动异常与其有一定相关性的转折点。     

新冠肺炎疫情对佘山与大洋山地震台背景噪声的影响

人类的生产生活产生的振动会以高频地震波的形式被地震台站所记录。2020年1月,新冠肺炎疫情爆发,为了应对此次疫情,各地政府分别启动应急响应,国内地震记录出现最长、最突出的人为地震降噪期。各地震台站背景噪声显著下降,在人口稠密及工业发达地区尤为明显。同时,静噪期为探测地下地震源的微弱信号提供了可能。静噪期内,佘山地震台2 Hz频点背景噪声功率谱密度值比平时降低10 dB,而大洋山地震台10 Hz频点背景噪声功率谱密度值较平时降低约5 dB;佘山地震台2—10 Hz以及大洋山地震台10 Hz以上频率的背景噪声受静噪期影响明显。结合地震台站所处位置分析,疫情期间佘山地震台附近人口流出较多,2—10 Hz频率的背景噪声变化明显;大洋山地震台背景噪声则受工厂、轮渡、高速汽车等影响较大,f ≥10 Hz的背景噪声变化显著,而频率在2—10 Hz则无明显变化,表明该台人口总数趋于平稳。地震噪声和人类活动之间的相关性表明,地震学研究可以提供实时人口动态估计。     

陆上高分辨率地震勘探检波器性能及应用效果分析(英文)

地震检波器的性能是高分辨率地震数据采集中的一个重要因素,对资料的品质影响很大。为此,作者在不同类型地区对目前在高分辨率地震勘探中常用的动圈式检波器、涡流检波器和数字检波器的性能进行了对比试验。通过野外工作的实际,总结了动圈式检波器、涡流检波器和数字检波器在不同表层地质条件地区的应用效果,提出了适合该类地区高分辨率地震检波器的性能指标,指出合理选择检波器类型和检波器的联接方式,能提高地震资料的信噪比和分辨率。     

流动地震观测背景噪声的台基响应

大规模流动地震台阵技术发展为高分辨率深部结构成像提供了重要基础,背景噪声是影响流动地震观测质量的关键因素. 为掌握流动地震观测噪声规律,发展流动地震观测降噪技术, 编制流动地震观测技术规范, 我们开展了针对不同台基流动地震观测背景噪声的观测实验与分析. 其中,山西省临汾市五个地点架设了共22个对比观测台站, 进行了超过一年半的连续观测. 通过计算不同频段范围内背景噪声记录的加速度功率谱密度, 研究了不同场地条件和环境噪声下流动地震观测台站的噪声特征及其台基响应,分析了不同台基处理方式对噪声的抑制效果. 结果表明:(1)高频人为噪声和长周期自然噪声是影响流动地震观测质量的主要噪声, 可以通过增加台基深度和改善台基处理方式等方法降低其影响; (2)增加台基深度能有效地降低长周期噪声和高频噪声, 2 m深坑能使高人为噪声台站各分量的高频频段和长周期频段分别降低5 dB和10 dB; (3)由于其不稳定性, 沙子台基的水平分量在长周期频段一般要高于摆墩台基5 dB, 流动地震观测中推荐使用摆墩台基; (4) 台站位置、台站内部温度和空气流动都是影响台站噪声的重要因素. 在此基础上提出了不同场地条件和噪声环境下的台基处理建议和适合国情的移动地震台阵台站建设参考方案, 有助于流动地震观测野外工作的标准化和规范化.     

论汶川8．0级地震前的地震活动及趋势估计问题

本文对汶川8．0级地震前南北地震带大震轮回、首发大震、地震平静或空区、地震条带等地震活动图像在震前分析的基础上就地震预测问题进行了思考。地震活动图像在蕴震过程或阶段的估计只能是背景或中期预测的意义。同时指出区域地震活动图像在大范围多构造区的蕴震态分析中的复杂性。     

基于中美抗震设计规范的双向水平地震效应组合方法的有效性评估

在地震来临时,一般假设建筑结构同时受到两个正交水平方向分量与一个竖向分量的地震动作用。双向水平地震效应组合方法用于估计两个正交水平分量地震动同时作用时结构的内力效应。本文主要对我国与美国抗震设计规范中规定使用的平方和开平方根（SRSS）方法与百分比组合方法的有效性进行了评估。首先,对比了我国与美国规范在考虑双向水平地震效应时的适用情况及相关规定上的异同。以一4层中心支撑-框架结构为工程案例,考虑两国规范在适用情况上的规定,设置了三个结构布置方案。对三个结构布置方案建立有限元模型,选取22组地震动,开展了动力时程分析。提出了针对SRSS方法与百分比组合方法的评估指标,基于时程分析结果,发展了双向水平地震效应组合的概率性评估方法。评估结果表明:SRSS方法与百分比组合方法用于平面扭转不规则结构的设计较为保守。在简化组合规则的适用条件上,美国规范对平面扭转不规则结构不进行考虑有一定的合理性。建议我国规范对中心支撑-框架结构中含双向受压柱的设计要求考虑双向水平地震效应组合。     

Intensity measures for the seismic response of pile foundations

In this study the efficacy of various ground motion intensity measures for the seismic response of pile foundations embedded in liquefiable and non-liquefiable soils is investigated. A soil-pile-structure model consisting of a two-layer soil deposit with a single pile and a single degree-of-freedom superstructure is used in a parametric study to determine the salient features of the seismic response of the soil-pile-structure system. A suite of ground motion records scaled to various levels of intensity are used to investigate the full range of pile behaviour, from elastic response to failure. Various intensity measures are used to inspect their efficiency in predicting the seismic demand on the pile foundation for a given level of ground motion intensity. It is found that velocity-based intensity measures are the most efficient in predicting the pile response, which is measured in terms of maximum curvature or pile-head displacement. In particular, velocity spectrum intensity (VSI), which represents the integral of the pseudo-velocity spectrum over a wide period range, is found to be the most efficient intensity measure in predicting the seismic demands on the pile foundation. VSI is also found to be a sufficient intensity measure with respect to earthquake magnitude, source-to-site distance, and epsilon, and has a good predictability, thus making it a prime candidate for use in seismic response analysis of pile foundations.     

华北地区强震的背景地震活动性的研究

7级以上的强震并不是在一片空白上突然发生的,而是在一种间歇性的地震活动背景下发生的,研究这种背景地震活动的规律,为判定一个活动期的强震的潜在震源区提供信息。本文通过对华北历史上记录到的18次7级以上强震的震前史和震后史的研究,提出了华北地区强震背景地震活动的四条规律:①强震前多有6级以上的背景地震发生;②并且多有信息地震发生;③短时间近距离的两个强震之间可能出现缓震现象;④强震具有一定的减震作用。文中根据这四条规律,对华北地区1501——1730年的强震潜在震源区做了判别分析。      

华南地区地震活动特征与台湾强震影响

以M_S5.5以上地震是否发生为标记, 划分华南地区的活跃和平静时段, 结果显示与华南地区2级以上地震频次的应力调制时间过程变化趋势有很好的一致性。 另外, 在活跃和平静时段华南地区的震级频次特点显著不同。 华南地区在中强震发生前有4级左右地震频繁活动和小震群频发的特点。 华南地区的中强震与云南地区7级地震的发生相关。 统计20世纪以来台湾强震与华南中强震的对应关系, 台湾西带6级强震后1年内华南中强震的对应率近0.5, 地区影响似有由东至西逐渐减弱的趋势。 台湾7级地震后2年内华南中强震的对应率只有0.3, 对应地区除台湾海峡、 福建和广东东部地震外, 也有几次对应广西和北部湾地区的地震, 与6级相比, 台湾7级强震影响范围大。     

Directional and correlation analysis from the geomagnetic monitoring and seismic data on the Boso Peninsula in 2000

The mathematical technique is developed for cluster analysis of the orientation structure of the vector geophysical fields. In order to solve the problem of revealing correlations between quasi-linear processes, the notion of the correlation with the nonrigid metric of distance is introduced for the vectors generated by the flows of discrete events with a high degree of sparseness in time. The method is tested on the data from monitoring the magnetic field in a seismically active region of Japan. It is found that the cluster portrait of the orientation structure of the magnetic field is substantially different during quiet and disturbed days. The influence of seismic vibrations of the ground on the results of magnetic measurements is established.