A way to synchronize models with seismic faults for earthquake forecasting: Insights from a simple stochastic model

Numerical models are starting to be used for determining the future behaviour of seismic faults and fault networks. Their final goal would be to forecast future large earthquakes. In order to use them for this task, it is necessary to synchronize each model with the current status of the actual fault or fault network it simulates (just as, for example, meteorologists synchronize their models with the atmosphere by incorporating current atmospheric data in them). However, lithospheric dynamics is largely unobservable: important parameters cannot (or can rarely) be measured in Nature. Earthquakes, though, provide indirect but measurable clues of the stress and strain status in the lithosphere, which should be helpful for the synchronization of the models.The rupture area is one of the measurable parameters of earthquakes. Here we explore how it can be used to at least synchronize fault models between themselves and forecast synthetic earthquakes. Our purpose here is to forecast synthetic earthquakes in a simple but stochastic (random) fault model. By imposing the rupture area of the synthetic earthquakes of this model on other models, the latter become partially synchronized with the first one. We use these partially synchronized models to successfully forecast most of the largest earthquakes generated by the first model. This forecasting strategy outperforms others that only take into account the earthquake series. Our results suggest that probably a good way to synchronize more detailed models with real faults is to force them to reproduce the sequence of previous earthquake ruptures on the faults. This hypothesis could be tested in the future with more detailed models and actual seismic data.     

特征根估计

介绍的特征根估计是主成分估计的推广，其特点是把因变量和自变量放在一起来考虑它闪的特征根和特征向量，而主成分估计只限于自变量。因此，这个新提出的有偏估计引起广泛的兴趣，言语中在阐述其理论的基础上，结合实例说明这种有偏估计和主成分估计一样可以改进最小二乘估计。     

黄土高原半干旱区非均一下垫面粗糙度分析

利用2007年4月17日-2008年4月16日兰州大学半干旱气候与环境观测站边界层气象塔的风速、 风向、 温度、 气压、 湿度等观测资料, 采用经典的廓线法和风速、 风向标准差法, 分别计算了中性大气层结下观测站下垫面粗糙度长度, 并得到了具有黄土高原地理特征的地表粗糙度及其时空变化特征。计算结果表明, 季节变化对粗糙度的影响幅度可达0.159 m, 空间非均一性对粗糙度的影响幅度可达0.155 m。测站附近粗糙度春季为0.017 m, 夏季为0.062 m, 秋季为0.065 m, 冬季为0.018 m。测站西北方向上游粗糙度春季为0.17 m, 夏季为0.22 m, 秋季为0.34 m, 冬季为0.05 m。测站东南方向上游粗糙度春季为0.11 m, 夏季为0.17 m, 秋季为0.19 m, 冬季为0.05 m。该站下垫面粗糙度计算宜选用风速为6±1.5 m·s-1, 风向变化30°范围内的数据。     

新疆中强震前地震活动空间演化研究

研究了新疆中强震前地震活动空间演化过程。结果表明:①新疆发生7级地震的主要地震活动特征是震前2年新疆4级地震增强,震前1年新疆4级地震平静;②新疆发生6级地震的主要地震活动特征是,在不同时段的增强背景下,构造带4级地震活动经历增强—平静过程,不同构造区震前3个月震源区的活动具有各自的特点;③对强震而言,地震活动不同阶段所表现出的特征与构造有较好的关联。4~5级地震的孕震影响范围远低于7级地震,地震活动的强弱更多的与所处的构造带相关,反映了区域应力场对不同量级地震的影响。     

黄土高原大孔径闪烁仪观测特征量T*的研究

基于黄土高原定西站2009年9月大孔L径闪烁仪(LAS)的观测数据,结合涡动相关系统(EC)和梯度塔的同步观测资料,分析了LAS和EC在测量感热通量过程中的温度特征尺度T*及其差异与近地层气象要素风向、位温梯度和稳定度等的关系.结果表明,黄土高原下垫面LAS测量的T*LAS和EC测量的T*EC有很好的相关性,相关系数达到0.955,拟合的线性趋势系数是1.482.对9月进行风向统计,主风向为NNE和SE,NNE风向上T*LAS和T*EC的相关系数是0.960,拟合的线性趋势系数是1.349,SE风向上T* LAS和T*EC的相关系数是0.968,拟合的线性趋势系数是1.619,风向对T*有显著影响.位温梯度与T*呈很好的线性相关关系,T*LAS相较于T*EC与位温梯度有更好的相关性.当稳定度z/L＜1.5时,T*LAS/T*EC随着z/L的增大雨减小;当z/L＞1.5时,T*LAS/T*EC随着z/L的增大而增大.T* LAS/T*EC的变化范围随着z/L的增大逐渐变小,当z/L增大到4后,T*LAS/T*EC开始保持较小的变化范围.     

广西暴雨时空分布特征

利用1970~2004年广西89个测站逐12h降水实测资料,分析了广西暴雨的时空分布特征。结果表明:广西年均暴雨量的分布具有明显的地域性,暴雨中心区主要位于山脉的迎风坡,地形的强迫作用对暴雨有增幅效应。年均暴雨日数的地域分布与年均暴雨量的分布相一致,但不同的季节年均暴雨日数其地域分布有明显差异。暴雨的日变化具有桂西北夜间暴雨濒数较白昼高,而桂东南则相反的分布特点。广西暴雨过程持续时间一般为1~2d,约占94%,3d以上的强过程只在5~8月份出现。     

唐山市钢铁工业发展特征及动力机制分析

唐山市钢铁工业自20世纪80年代以来一直为唐山市的支柱产业,90年代以来,省属特大型企业唐钢和地方钢铁企业都得到了迅速发展,在唐山市经济总量中占据着举足轻重的地位。本文详细分析唐山市钢铁产业的发展过程,探讨改革开放以来影响城市最具代表性产业的驱动因素。研究表明,基于本地化的区域产业基础和国家引导下的制度因素是唐山市钢铁工业迅速发展的主要驱动力,企业在动态的环境中适应和创新的能力则是内在因素。产品结构雷同、彼此利益独立使企业之间面临着激烈竞争,因此建议发挥政府的协调作用,引导地方企业调整工艺流程和产品结构,扶植相关产业,促进区域经济整体发展。     

黑色页岩力学特性及各向异性特性试验研究

为探讨黑色页岩层理对其力学特征与能量耗散过程的影响,以龙马溪组黑色页岩为研究对象,采用室内常规三轴压缩试验,得到了不同围压、不同层理倾角的特征应力、体积应变、裂纹应变,再根据能量平衡原理分析了裂纹应变与能量演化机制。研究结果表明：在相同围压值下,特征应力以及特征应力比随着层理面倾角的增加呈现出先减小后增大的“V”型趋势;随着围压的增加,耗散能突变点能量密度会逐渐增大;耗散比随轴向裂纹应变的增加呈现出先减小后增大的“V”型趋势;试样破坏前后,弹性应变能与耗散能受层理面倾角影响具有一定的转换关系。本研究成果对于进一步探明黑色页岩层理效应对其力学特征与能量演化机制的影响提供了参考。     

山西岩溶水强径流带的成因类型及其水文地质特征

根据成因特征,将山西岩溶水强径流带分为五种类型:接触带型、河谷型、构造带型、向斜谷地型和复合型.通过野外调查及对大量实测资料的分析研究,揭示出山西岩溶水强径流带的主要发育与分布特征:岩溶水强径流带呈网状分布;发育深度50~300m;地下水面呈槽谷型,水力坡度一般在0.6‰~2.8‰之间.岩溶强径流带水量丰富,单井出水量大于1000m3/d,是建立岩溶水水源地的理想场所.     

论民族聚落地理特征形成的文化影响与文化聚落类型

本文是对居住在贵州东南部亚热带山地的苗族侗族两个民族聚落地理形特征形成的文化背境进行了分析,指出由于传统文化特征的不同导致聚落在分布、形态、结构和功能方面的差异,最后根据文化在聚落中的表现划分了辐聚型和辐散型两个文化聚落类型,并分别作了讨论。