长周期潮汐与全球地震能量释放

采用1850-2012年期间USGS全球M≥5.0地震目录资料,构成全球地震能量-时间序列,进行小波变换和准周期分析. 结果表明,全球地震能量释放的时间序列存在9年、19年和45年的3个准周期,其中,45年准周期最为突出. 结合起潮力周期的物理背景,对长周期潮汐起潮力与地震能量释放准周期的关系进行了探讨,没有发现全球地震活动的能量释放与潮汐短周期相关的准周期.     

全球、中国大陆和华北地区地震活动韵律性时变特征及趋势分析

基于Morlet小波变换，提出一种新的定量划分地震活跃期或平静期的分析方法，形成了根据复小波变换得到不同周期累加能谱极大值点变化、实小波变换振动周期谱时频分布以及指定周期的小波振动周期随时间变化的极值分布规律来研究地震活动韵律性及其时变特征的物理思路。通过对全球、中国大陆和华北地区浅源地震年释放能量的时间序列分析。对研究区强震活动的韵律性及其时变特征有了新的认识。根据目前强震活动具有的韵律性，结合历史地震活动情况，对未来研究区地震趋势进行了初步分析。     

亚洲地区Benioff应变释放和强震活动的周期性特征研究

为研究亚洲地区强震Benioff应变释放和周期性活动特征, 本研究采用了1900—1999年的IASPEI百年目录和2000—2008年的全球CMT目录组成的混合目录, 分别考察了亚洲地区1900—2008年M_W6.9以上强震的Benioff应变释放时间演化、 深浅源地震的累积Benioff应变线性偏离和M_W8.0以上强震周期性活动的Rydelek-Sacks检验三方面内容。结果表明, Benioff应变释放整体上大致存在30年左右的强弱起伏; 深、 浅源地震的累积Benioff应变线性偏离具有不同的周期性活动, 其中深源地震约为40年左右, 浅源地震具有更长的活动周期; M_W8.0以上强震的发生存在33±2年的周期性活动。作为结果的外推, 亚洲地区未来10年的强震活动正处于以1990—2020年为活动周期的后三分之一阶段, 应变释放水平相对2000—2010年较低, 可能与1990—2000年的水平相当。     

全球地震活动的周期性分析

本文根据历史地震资料按最大熵谱方法对全球及全球各地震区强震活动的时间序列进行了分析。其结果是:全球整体的巨大地震能量释放谱的最高峰值周期为10.53年,环太平洋地震系和大陆地震区的最高峰值周期分别是8.16年与10.25年。同时给出了全球各区强震活动的谱分析结果,对各区的周期进行了比较,指出了周期相近的有关地区。最后讨论了产生这种周期的原因,认为不应局限于地球的封闭系统中而应在宇宙环境中探讨地震成因和动力来源问题。     

中国东北地区浅源地震活跃期特征分析

从中国东北地区不同活跃期深源地震、 浅源地震的能量释放、 持续时间, 活跃期关门地震时间韵律, 第5活跃期中强地震有序分布图像等角度, 对比分析了中国东北地区第5活跃期的基本特征。 结果表明: 中国东北地区浅源地震第5活跃期能量释放远低于其他几个活跃期, 深震和浅震的能量释放比值大, 持续时间长, 关门地震重演了前4个活跃期的时间韵律, 表现为时间、 空间丛集以及震群性质, 出现空区和条带状有序活动图像, 2013年的7次5.0级以上可能是第5活跃期的结束地震。     

全球与我国地震活动序列的时间序列分析(英文)

目前时间序列分析在工业及水文、气象、地球物理等自然科学领域中得到了迅速发展。本文用非线性门限自回归及最大熵谱分析方法分析了我国年最大震级和全球年地震能量释放序列。最大熵谱分析具有分辨率高、周期偏移小的突出优点。对1897年至1983年的我国最大震级和全球年地震能量序列进行了最大熵谱分析,计算结果表明,我国年最大震级的周期为3.9年,全球年地震能量的显著周期为7.7年、4.4年、2.9年、及2.3年。对上述序列进行了门限自回归分析,并对我国分区年最大震级序列进行了门限自回归分析。在门限延迟值d=4,8,10时相应的AIC值为谷值。     

华南地区和广西自治区地震活动周期性变化特征和未来趋势预测

应用基于Morlet小波变换的一种新的定量划分地震活跃期或平静期的分析方法,研究了华南和广西地区1900～2003年间浅源地震年释放能量的时间序列,对研究区中强地震活动的周期性特征有了新的认识。研究发现,华南地区的地震具有17a,3a和8a三个活动主周期,广西地区的地震具有29a,11a和16a三个活动主周期。根据目前中强震活动具有的周期性,结合历史地震活动情况,对研究区未来几年的地震活动趋势进行了预测。     

GRL:热逃逸引发中源地震

正浅源地震发生在地球的最上部,即地壳(平均厚度约33km),影响美国加利福尼亚州和全球其他很多地方的地震多属于此类地震。中源地震发生在50~300km的深度范围内,在全球地震目录中占1/4,其中一些足以引发巨大的破坏和人员伤亡。当板块上累积的应力超过摩擦力时,板块会突然发生滑动并引起能量的释放,如此就引发了浅源地震。但对于发生在高温高压条件下的中源     

云南地区中强震丛集和连发研究

利用云南地震目录,分析了1900年以来云南地区所发生的中强地震连发事件,探讨了这些连发地震对未来地震活跃期首发强震的指示意义,并对云南地区第5活跃期的起始时间和地点进行了探讨。结果表明,云南地区5级以上中强地震有典型的丛集分布特性,显示出平静—活跃交替出现的现象,地震活动的优势周期约为19年;中强地震能量释放折合震级随时间的分布特征,对云南强震尤其是活跃期首发强震有较好的指示作用;地震平静期中连发地震释放的能量、地震丛数和地震个数对下一个地震活跃期首发强震的时间指示意义比较明显,连发地震能量释放主体地区及周边地区对发震地点也具有一定指示意义。     

地球自转速率不均匀性触发地震的可能证据

作者曾以地球自转速率与不同震级的地震频度年变化之间的规律和地震在地球纬度上的分布,讨论了地球自转不均匀性和地震的关系,初步肯定了前者对于后者的触发作用.最近作者从8级地震M—t图和地震发生时间间隔方面,似又找到了这两者之间的两个新证据.一、关于地震发生时间的间隔准备知识 对于等间距的序列来说,周期分析方法甚多、日趋完整,有方差分析、自相关分析、功率谱、周期图、极谱及最大熵谱等.对不等间距序列的周期分析,尚未找到一个较好的方法.通常将不等间距序列用埃尔米函数补插,或先用Vondrak法平滑、后用样条函数内插,将它化成等间距序列,再作周期分析.由于内插值是造出的,客观上并不存在,可能带有某种人为性,故所得到的个别周期有可能不够真实.作者设计了从某一类不等间距序列直接求周期的方法.存在一组不等间距的时间序列:     

Geodetic constraints on the period of episodic tremors and slips using least squares harmonic estimation method with application to Cascadia subduction zone

It is expected that episodic tremors and slips (ETS) as a type of slow earthquakes with periodic property will be detected using harmonic estimation techniques. The principal goal of this paper is the detection of these kinds of earthquakes using least squares harmonic estimation (LSHE). To accomplish this, the raw time series of 38 permanent GPS stations of the Pacific Northwest Geodetic Array have been analyzed. Previously, some independent techniques could confirm the occurrences of the aforementioned quakes at these stations. However, the current research intends to evaluate the spectrum of each of the de-trended time series using the LS-HE method. In each station, the period of the detected harmonic with the maximum power spectrum is equivalent to the average period previously reported for these events. According to the obtained results, the recurrence interval of these events ranges from 9 months to 3 years. In sum, the study confirms this method being efficient for investigating the occurrences of ETSs when the length of the GPS time series is sufficiently large.     

全球主要地震区的18.6年地震轮回

本文根据月球交点运动周期规律,发现全球主要地震区的浅源大地震(1897—1990,Ms≥7.0)都存在18.6年地震轮回:活跃期为12.4年,平静期为6.2年。根据最好的统计结果,13个研究区中有4个区这种轮回存在的置信水平为95%,有9个区为98%。本文给出了各研究区的范围、各活跃期的具体时间、x~2检验结果和时空分布图。本文还定义了标志震级Mm来反映各研究区不同的地震活动水平。本文的结果可以充分代表全球浅源大地震的活动图象,为认识地震轮回的机制和地震的混沌性提供了新的资料。     

Assessment of drought trend and variability in India using wavelet transform

ABSTRACT

This paper presents an analysis of trends in six drought variables at 566 stations across India over the period 1901–2002. Six drought variables were computed using standardized precipitation index (SPI). The Mann-Kendall (MK) trend test and Sen’s slope estimator were used for trend analysis of drought variables. Discrete wavelet transform (DWT) was used to identify the dominant periodic components in trends, whereas the significance of periodic components was examined using continuous wavelet transform (CWT) based global wavelet spectrum (GWS). Our results show an increasing trend in droughts in eastern, northeastern and extreme southern regions, and a decreasing trend in the northern and southern regions of the country. The periodic component influencing the trend was 2–4 years in south, 4–8 years in west, east and northeast, 8–64 years in central parts and 32–128 years in the north; however, most of the periodic components were not statistically significant.     

地球自转周期、极移和章动与全球强震关联分析

目前,人们还无法准确地预报地震。找到地震和某种物理量之间的关系,积极地研究地震的触发因素具有非常深远的意义。漂浮在软流层上的地球板块随地球一起转动,地球自转变化可能对强震有一定的触发作用。统计2000年以后全球M_W7.9以上强震和地球自转周期、极移以及章动的关系,发现全球强震和大约13～15天的日长变化、大约一年周期极移变化以及十几天左右不规则章动有很强的关联性。通过贝叶斯公式分析,强震发生在日长变化拐点处的概率为随机概率的3倍,发生在极移X方向拐点处的概率为随机概率的6倍,发生在极移Y方向拐点处的概率为随机概率的3倍,发生在章动拐点处的概率为随机概率的2倍。这种拐点不是固定周期,它受到各种摄动因素而发生不规则漂移,全球强震往往发生在上述周期变化的拐点处。希望以上结论能对大地震预报提供有益的参考信息。     

The Rhythm of Earthquake Activity and an Analysis on the Earthquake Tendency of the World, the Chinese Continent and North China

Based on the Morlet complex wavelet transformation, the authors put forward a kind of new method for distinguishing periods of seismic activity and quietude and a new physical thought on the time-dependent wavelet accumulation energy spectrum with periods, the time-frequency distribution of wavelet vibration period spectrum and period-specific wavelet vibration spectrum. By applying the above methods to a time series which is composed of earthquake accumulation energy per year for the world, the Chinese continent and North China,respectively, we obtained some new information about the rhythm of shallow earthquake activity. Considering the historic earthquakes and the rhythm characteristics of current strong earthquake activity, the earthquake tendency in the next years is discussed.     

Spectral analysis for GNSS coordinate time series using chirp Fourier transform

Spectral analysis for global navigation satellite system (GNSS) coordinate time series provides a principal tool to understand the intrinsic mechanism that affects tectonic movements. Spectral analysis methods such as the fast Fourier transform, Lomb–Scargle spectrum, evolutionary power spectrum, wavelet power spectrum, etc. are used to find periodic characteristics in time series. Among spectral analysis methods, the chirp Fourier transform (CFT) with less stringent requirements is tested with synthetic and actual GNSS coordinate time series, which proves the accuracy and efficiency of the method. With the length of series only limited to even numbers, CFT provides a convenient tool for windowed spectral analysis. The results of ideal synthetic data prove CFT accurate and efficient, while the results of actual data show that CFT is usable to derive periodic information from GNSS coordinate time series.     

太阳黑子活动,磁暴与地震的关系

研究结果表明,全球浅源地震(M_s≥7.8)有3个高发时段:太阳黑子活动的高值年、低值年附近及太阳黑子活动高值年后的第3年。但各太阳周及不同的地震区划单元又有其不同的表现特征。     

Multiparametric Approach in Investigating Volcano-Hydrothermal Systems: the Case Study of Vulcano (Aeolian Islands, Italy)

Seismic activity, ground deformation, and soil and fumarole temperatures acquired during 2004–2007 at Vulcano (Aeolian Islands) are analysed and the time relations among the different time series are discussed. Changes in temperature of fumarolic gases took place during four “anomalous” periods (November 2004–March 2005; October 2005–February 2006; August–October 2006; July–December 2007) at the same time as an increasing number of volcano-seismic events. In particular, the temperatures at high temperature vents and at steam heated soil ranged in time from 180 to 440°C and from 20 to 90°C, respectively. The maximum daily number of volcano-seismic events was 57, reached during the second anomalous period. This seismicity, characterised by focal depth generally lower than 1?km below sea level (b.s.l.) and composed of different kinds of events associated to both resonance and shear failure processes, is related to the shallow dynamics of the hydrothermal system. During the analysed period, very few volcano-tectonic earthquakes took place and tilt recordings showed no sharp or important changes. In light of such observations, the increases in both temperature and volcano-seismic events number were associated to increases in the release of gas from a deep and stable magma body, without magma intrusions within the shallow hydrothermal system. Indeed, a greater release of gas from depth leads to increased fluid circulation, that can promote increases in volcano-seismic events number by both fracturing processes and resonance and vibration in cracks and conduits. The different trends observed in the measured geochemical and geophysical series during the anomalous periods can be due to either time changes in the medium permeability or a changing speed of gas release from a deep magma body. Finally, all the observed variations, together with the changing temporal distribution of the different seismic event kinds, suggest that the hydrothermal system at Vulcano can be considered unsteady and dynamic.     

地震空区与逼近地震(续)

本文在《地震空区与逼近地震》一文(以下简称上篇)的基础上,分析了1970——1980年间我国大陆上所有资料较完整的6.0级以上的地震,以及60年代的两次7级以上地震的震例.结果表明,上篇所得的关于背景空区、孕震空区及逼近地震的结论具有普遍意义.本文在大量资料的基础上,充实了上篇论文的内容,并重新计算了上篇所得的经验公式.本篇指出,判别孕震空区有三个标志:(1)随着孕震空区的形成,空区及邻近区域的地震应变释放应出现加速;(2)孕震空区内外地震频度比(N外+1)/(N内+1)在孕震空区的形成过程中应出现峰值;(3)在背景空区形成前,未来主震震源区内常常发生一些中等强度的早期前震.此外,本文发现在孕震空区形成的过程中,孕震空区及其邻近区域的地震所释放能量的1/3次方的和 sum;E1/3与孕震空区长轴的对数线性相关,所得经验公式可作为发生逼近地震的时间判据.最后本文讨论了孕震空区尺度的物理解释和逼近地震的成因.