日本大地震矩震级估计的长周期地震动预测方程

建立了壳内地震、板间地震、板内地震的峰值地动速度(PGV)和峰值地动位移(PGD)的长周期(5~30s)地震动预测方程(GMPE)。使用了剪切波速大于或等于2 000m/s的层间的KiK-net井下台网台站强地震动数据。这些数据由日本及其周边的20次6≤MW≤9.1的地震构成,包括2011年的日本东北地震。在推导长周期地震动预测方程时运用了两阶段回归分析。尽管附加了诸如震源深度和地震类型这些尽量能够使回归曲线与数据保持一致的因素,但在双线性回归时于MW7.5处产生了弯曲。所建公式表明:壳内地震的长周期峰值地动速度和峰值地动位移要大于板间地震和板内地震。长周期峰值地动速度和峰值地动位移衰减系数随着震源深度的增加而增加。估计的矩震级符合观测的峰值地动速度和峰值地动位移在5~30s周期范围内的长周期地震动预测方程。得到了由KiK-net井下台网台站加速度计记录的23次地震的震级估计,而且这一结果与全球矩心矩张量项目得到的矩震级一致。上述方法对于大地震的矩震级估计是有效的,如果能够获取震源区的信息,就能快速进行矩震级的估计。

从震源振幅谱随方位角和距离的变化估计破裂传播方向和强运动发生区

使用经验格林函数法估计了产生0.2～10 Hz 频率范围内地面运动的强运动发生区。强运动发生区比总破裂区要小一些,而且与凹凸体的面积一致,后者由低频(<1Hz)波形反演估计的不均匀滑动分布导出。我们证实了在震源区附近观测到的震源振幅谱随方位角和距离的变化,亦即破裂的方向性效应,它是由破裂传播方式和强运动发生区的大小控制的。我们发现,在破裂传播方向的台站上震源位移波谱比侧向台站有更高的拐角频率和更陡的高频衰减,与传播方向相反的台站上有相反的趋势。据此提出了沿径向传播的单向和双向破裂的强运动发生区的大小和平均拐角频率之间不同的关系式。