地震波动强度变化的数学建模分析与仿真

传统利用灰色关联分析方法对地震波动强度变化进行数学建模分析与仿真时,对地震波动强度变化的数列进行仿真分析时,忽略了地震波动强度的时间属性对结果的影响,导致分析结果准确性较低。本论述提出新的地震波动强度变化数学建模分析与仿真方法,通过地震波动强度序列的经验分布确定门限自回归模型的门限值,依据该门限值、AIC最小准则以及最小残差平方等方法获取地震波动强度序列的门限自回归模型,分析自回归模型的极限环和振荡的属性特点,得到地震波动强度变化的初步数值模拟结果。本论述构建了基于均生函数的地震波动强度序列的数学模型,通过均生函数数学建模方法拟合地震波动强度时间序列,依据时间序列基于双评分准则选取拟合周期,实现地震波动强度的数值仿真。实验结果表明,所提方法对地震波动强度变化模型具有较高的准确性和稳定性。     

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。     

门限自回归建模在东北地区未来地震趋势研究中的应用

叙述门限自回归模型建模的基本原理及步骤,利用东北地区年最大震级序列数据建立门限自同归模型SETAR(2,4,3),并依此对东北地区未来可能发生的最大地震进行预测.结果表明,该模型预测精度较高,其研究结论对东北地区未来地震活动趋势预测具有参考意义.     

山西年度地震趋势的数值预测

采用"自激励门限自回归模型"(SETAR)对山西1970年以来年度最高震级序列进行了分析计算,给出了1998年以来年度最高预测震级,结果表明,该模型对年度地震趋势预测具有良好的预测效果,这种建模方法有效,模型可信.     

利用门限自回归建模预测广东地区2000年前后的地震强度

利用自激励门限自回归建模的原理和方法,对广东地区陆地和珠江口外以及台湾海峡部分地区２０００年前后的最大地震强度进行了预测。结果表明,该区至２００１年可能发生地震的最大震级为ＭＬ５．２级,未来几年内发生Ｍ≥６．０级地震的可能性较小。     

半年度地震趋势数值预测

采用"自激励门限自回归模型"(SETAR)对山西、河北平原带及郯庐带1970年以来半年度最高震级序列进行了分析计算,给出了1998年以来山西、河北平原带及郯庐带半年度最高预测震级。结果表明,该模型对半年度地震趋势预测具有良好的预测效果,这种建模方法有效,模型可信。     

中国西部及西部边缘Ms≥7．0级地震关系研究

本文研究了中国西部及西部边缘地区Ｍｓ≥７．０级地震在共同应力场源作用下的活动特点和相互关系，指出了两区地震活动具有可类比性。同时，分析了西部区域地震活动，建立了地震活动的动态规律：门限自回归模型，所得结论对评估西部地区的地震形势具有一定价值的指导意义。     

地震活动非线性行为的数学建模

应用非线性数学模型研究了地震活动的非线性行为:① 探索了门限自回归模型和指数自回归模型的理论和建模方法；② 利用门限自回归模型研究了地震活动的周期性和层次性；③ 利用指数自回归模型给出了震级序列的内在结构，解释了地震活动处于平静期和活跃期震级-频度的不同依赖关系．      

我国地震序列的O—1序列统计分析及自相关分析

该文用O—1序列统计分析及自相关分析方法讨论了我国及分区地震活动性。确定判决水平MD后可将地震序列转化为0—1序列。子序列Lk变化情况反映了大于某一级地震的重复特征。1897年—1983年我国地震序列在K=4、8、10时Lk为高值,序列的自相关函数ρ在τ=4时为0.38,置信水平α=0.01。对我国分区的地震序列进行了类似的分析。     

对天山地区未来7级大震的预测

本文对1900以后,天山地区7级以上大震序列进行了分析研究。由M—T图显示,目前天山地区七级以上地震活动正处在第三个高潮期。对序列进行线性检验结果,否定了线性趋势存在。周期显著性检验结果,以α=0.2的检验水平得到3、5两个周期,并进行了周期趋势外推预测,然后对剩余值序列进行平稳性检验,采用高阶自回归模型进行外推预测。     

四川地区7级以上地震危险性分析

对四川地区自1800年以来7级以上地球地震发生时间间隔以及1900年以来四川地区7级以上地震与中国大陆地区巨大地震之间的相关关系进行了统计分析，得到如下结果：自1800年以来四川地区7级以上地震发生的时间间隔平均约为16年，最长为34年，最短为3年，时间间隔在23年以下的占83％。自1900年以来，四川地区7级以上地震平均时间间隔为11年，最长为19年，最短为3年。自1900年以来四川地区发生的7次7级以上地震之前1－3年中国大陆地区都发生过7．7级以上的巨大地震。从1976年以来四川地区已经26年没有发生7级以上地震，远远超出平均时间间隔。在这种背景下，2001年11月14日在青海－新疆交界发生了8．1级巨大地震，很可能指示在未来1－2年内，四川地区将发生7级以上地震。从2003年起就应该警惕四川地区发生7级以上地震的可能！     

四川地震辐射能量和视应力的研究

利用成都数字地震台网的波形记录资料,研究了四川地区地震辐射能量〖WTHX〗E〖WTBZ〗s、σapp视应力等震源参数及相互关系.对时域波形数字记录首先进行数据处理,包括带通滤波,快速富氏变换,扣除仪器幅频特性;经反变换,回到时间域,给出数字波形时间序列,选取所有方向的整个p波和s波段数据;二次变换到频率域内计算速度和地动位移的功率谱积分,进而求得各台站记录的地震波辐射能量和视应力等震源参数.研究了2000年5月到2004年8月成都数字地震台网记录的224个3级以上地震的震源参数.四川地区地震辐射能量〖WTHX〗E〖WTBZ〗s与地震矩M0,应力降Δσ与视应力σapp,视应力σapp与震级ML大体成正比.其中地震视应力σapp与震级分布数据较宽,地震视应力与破裂尺度ra的关系也较分散.同时研究了四川地区近年视应力σapp的空间分布.方法是将计算的σapp值在一定空间邻域内作平均,从而绘出等值线.分析结果表明,σapp值的相对高值区分布在四川南部的川滇交界和北部的川甘交界一带.同时研究了四川地区地震视应力值的时间分布.最后对中小地震视应力σapp及其他震源谱参数的意义作了讨论.     

门限自回归模型在地震预报中的应用初探

本文简要介绍了应用门限自回归方法处理浑沌时间序列,建立了浑沌时间序列自回归预报模型,并用其进行外推预报的基本方法及步骤。作者运用该方法建立了云南及滇西、滇东和滇西南等三个片区的半年最大震级序列的震级预报模型。由此预测了1991年上半年模型相应地区可能发生的最大地震震级。     

宜宾,沐川4次5级地震前后的地震活动特征

1993年至1996年四川宜宾、沐川地区发生了4次5级地震。给出了这4次5级地震的基本参数，震源机制解和地震活动性分析结果。4次5级地震前的小震活动特征表现为成团成丛，震群活动，频度变化和低b值异常等，但异常出现情况在4次5级地震前有明显差异。4次5级地震的余震分布区较窄。计算了4次5级地震的10种序列参数．并与1970年至1973年马边、雷波地震序列参数类比，出现明显异常的均在震群序列的首进序列中表现显著．有一定的震兆意义。最后对四川盆地南缘附近地区未来地震势态进行了初步推论。     

前兆资料的预处理与0—1序列的自相关分析

介绍了维纳滤波和0—1序列在处理地震前兆资料中的应用。计算了海城7.3级和唐山7.8级地震前后辽宁省台安地电阻率和金县短水准观测资料。结果发现,地震前后它们的自相关系数有明显变化。     

四川地区地震动峰值衰减规律研究

基于四川省地震监测台网27个基岩台站,2008年5月12日——2008年6月10日105次地震（震级ML=4.0——6.4,震中距△=26——623km）的8505条宽频带速度记录,利用实时仿真方法得到了相应的加速度记录,进而对数据进行回归分析,获得了四川地区基岩场地中小地震峰值加速度和峰值速度的衰减关系,并用最近发生的一次4.8级地震对该规律进行了验证．通过四川台网的记录,提出了符合四川地质条件的衰减关系      

长短时记忆神经网络在中期地震预报中的探索--以川滇地区为例

利用机器学习方法对地震活动大数据进行挖掘,识别出一些过去认识不到的异常,提高地震预测的准确性,是一个非常具有挑战性的科学问题.本文基于川滇部分地区(24°N—32°N,98°E—106°E)地震目录,采用滑动的时空窗口,选取16个反映地震时空强度分布特征的地震预测因子,建立了长短时记忆(LSTM)神经网络,对研究区域9个子区块未来一年的最大地震震级进行预测.通过设置训练集∶测试集=8∶2和训练集∶测试集=7∶3两个不同的训练测试模型,对过往发生的地震进行了回溯性预报.结果表明:训练集∶测试集=7∶3模型能够利用1970年1月至2004年9月的地震目录进行学习,成功回溯性预报2008年汶川地震;训练集∶测试集=8∶2模型利用1970年1月至2009年5月资料进行训练,回溯性预报2010—2019年间6级以上地震的R评分为0.407,回溯性7级地震预报时准确率高达92.31%.本文还探讨性给出预测意见:2022年2月前研究区西部、中部、东部、西南部存在发生5.1~5.3级地震的潜在危险性.     

汶川8.0级地震后中国大陆强震活动状态研究

本文从不同空间、 时间尺度对2008年四川汶川8.0级地震的影响意义进行了初步讨论, 并以此分析了其后我国大陆的强震活动状态。研究结果表明, 1800年以来中国大陆西部及邻区的大三角地区8级地震活动呈现为100年左右丛集性时间过程, 具有地震平静、 地震丛集、 地震丛集发生前的过渡和丛集发生后的调整等时间特征; 2001年11月14日昆仑山口西8.1级地震和2008年5月12日四川汶川8.0级地震的发生表明, 目前该地区可能处于8级地震丛集发生前的过渡时段。20世纪以来, 中国大陆7级强震的时间活动过程明显受大三角地区8级地震时间进程的影响, 在8级地震活动的1900—1955年时段内, 7级地震幕式活动划分不显著, 而在8级地震平静的1956—2000年时段内, 7级地震幕式活动划分清晰; 以2008年汶川8.0级地震为标志, 受大三角地区8级左右巨大地震活跃控制, 中国大陆可能将进入一组新的幕式活动不清晰的、 类似于1900—1955年的强震活跃时段。     

1997年新疆伽师几次中强地震的短临预报过程

新疆伽师地区自1996年3月19日发生69级地震后，在原震区中强地震活动平静Ic个月的情况下，于1997年1月ZI日9时47分和48分相继发生了6．4、6．3级地震。这二次地震发生在1997年度全国地震趋势会商会圈定的11个地震重点危险区之一的新疆西部地震危险区中。伽师原震区强震在如此短的时间内再次强烈活动，引起了国家地震局和新疆维吾尔自治区地震局的高度重视。通过对去年6．9级地震序列和这二次地震余震序列的分析，认为伽师地震区的地震能量释放十分不正常，需严密监视地震发展动态，警惕其后可能还将发生的中强地震。根据国家地震局1997年…     

日本发生中强地震的灰色预测

应用“灰色控制系统”理论，选取１９８０年１月至１９８８年１２月日本的地震序列资料，将（６．０，７．０］级地震作为样本，建立了预报地震发震时刻的动态模型。选取了最佳模型对日本未来发生中强地震的时间进行了预测。从函数变换的观点，对ＧＭ（１，１）模型进行了广义解释，指出序列建模必须从满足光滑度的时刻计起。大量计算表明，用“足够小量”样本建模比大量样本建模拟合与外推精度要高，并从信息论角度进行了剖析。