“地震可预测性合作研究”计划:现有成就和发展重点

“地震可预测性合作研究”(CSEP)计划是一个对地震预测模型和预测算法开展前瞻性评估的全球信息化基础设施平台。CSEP的目标旨在提高我们对地震可预测性的理解、推进预测模型的研发、检验关键科学假设及其预测能力,以及改进地震危险性评估水平。自2007年在美国加利福尼亚州成立以来,全球CSEP合作一直在不同的构造环境及全球范围内进行预测实验,目前在四大洲运行4个检验中心,根据预期数据自动、客观地评估模型。这些实验为可操作的地震预测系统和地震危险性模型提供了大量的结果,并为地震的可预测性提供了新的、有时是令人惊讶的见解,还拒绝了对模型的改进。CSEP还开展了评估地震动和危险性模型的初步研究。本文报告了CSEP十年来取得的部分成就,并提出了未来地震活动性优先考虑的事项。

利用可感知的震级预测震后一小时的余震

主震发生后的数小时内,通常伴随一些强余震的发生,余震的实时预测引起了人们的广泛关注。然而由于可得到的震后早期地震目录不完整,早期余震预测的效力很低。为此我们提出了一种新的方法,在不需要由运行单元对信号进行变换和精细加工的情况下,仅使用震后30min内记录的地面速度作为唯一信息,开展余震预测。该方法考虑了主震地面速度的对数(将其峰值定义为感知震级)和随后的时间衰减。通过对爱琴海地区2013年以来发生的9次M≥6主震进行检验,研究发现,在震后3天内余震数目的预测中,仅1次预测误差大于36%,其他预测误差均小于18%。

用持续时间模型改进震群活动期间的地震预报

震群对可操作的地震预报提出了挑战,因为它们主要是由瞬时的外部过程驱动的,例如流体流动,其行为和持续时间很难预测。本文中,我们基于给定区域内先前多个震群的实际统计,开发了一个震群持续时间模型,以估计震群可能持续多长时间。我们通过美国南加州地区已被识别的索尔顿海槽震群验证了这个方法,发现震群平均持续约7天,并且在震群发生的前14天中每天具有相对恒定的15%~16%的终止几率。编目震群的持续时间呈指数分布,因此我们对于震群终止使用泊松模型,以概述和扩展实际统计。然后我们展示了使用震群持续时间模型对地震预报的影响,其结果在2016年孟买海滩震群活动期间已经发布。通过具体化震群可能持续时间的概率模型,地震预报有了显著改进。