美国国家地震信息中心战略规划(2019~2023年)

世界各地经常发生破坏性地震。自20世纪初叶以来,数百次地震造成了重大的生命损失和(或)数百万美元或更大的经济损失。虽然大多数地震并未使美国及其领土直接受灾,但是通过研究世界范围内的地震活动性,我们可以更好地理解如何减小美国境内所发生地震的影响。在美国政府内部,这一职责落在了美国地质调查局(USGS)国家地震信息中心(NEIC)的肩上,该中心对国内外地震的监测和报告负有法定责任。NEIC自1966年开始运行,在整个历史进程中,它一直都被认为是世界上地震信息方面的领军者。大部分时间,NEIC都与在美国地震活动性较高地区运行着的许多区域地震台网(RSN)合作。2000年,美国国家现代地震监测系统(ANSS)建立,作为与地震相关的数据收集、分析和传播的合作协调机构,促进了NEIC和区域地震台网合作伙伴之间相互协作。此外,NEIC还与数十个全球的地震台网合作与协调。目前(2019年),NEIC从世界范围内130余个地震台网的2000多个地震台站获取实时波形数据。自2006年以来,NEIC每个星期7天、每天24小时运行,每年报出地震约3万次。在全球重大地震发生后不久,通过地震通知服务(ENS)、电子信息馈给以及USGS地震危险性项目(EHP)网站,向政府代表、援助机构、新闻媒体和公众人士发布通知。特定事件网页提供了详细的震源参数信息,对地震的位置和震级等信息加以概述,还包括如矩震级、震源机制以及有限断层解等在内的更详细的震源特性。此外,NEIC还产出了一套实时态势感知产品,包括震动图(ShakeMap)、ShakeCast、你有感么?(DYFI?)和全球地震响应即时评估系统PAGER,以描述地震造成的震动及其对附近人口和基础设施可能造成的影响。所有这些产品最终都归档于ANSS综合地震目录ComCat中,并由NEIC负责提供服务。NEIC还积极开展研究项目,以提高地震特征描述能力和地震危险性理解能力。这些工作的目的都是为了减小地震给人类带来的风险。为了保持其在地震监测方面的突出地位,NEIC必须改进运行和24小时×7天工作模式的稳健性,实现服务和基础设施的现代化,跟进地震学领域研究和创新的步伐,诸事并举,方可持续推陈出新。本文件通过描述未来五年(2019~2023)发展的具体途径和机遇,对NEIC如何能够最好地实现这样的目标进行了概述。本规划确定了几个最为重要的业务和研究的重点领域。首先,NEIC必须最终完成对其区域监测能力的提升,包括实现各种改进的地震检测和关联算法。最近在地震监测研究进展当中最振奋人心的方法之一涉及到机器学习的使用。NEIC必须探索机器学习在改进了的地震检测和震源特征描述方面的益处。NEIC还需要探索信息在可用时,而不是在满足某些质量标准时,发布信息的益处,从而解决与地震信息及时性相关的问题。为此,将全球定位系统(GPS)实时数据纳入NEIC业务工作流程,会有助于提高中强地震信息产出的速度和准确性。最后,NEIC应探索如何进一步扩展和提高服务于地震响应工作期间产品的质量和内容,包括生成新的特定地震序列产品,在地震信息中增加演变成分,以及继续改进震后影响方面的产品。

近距离观测的散射P′P′波

在震后2300～2450s的时间内,于震中距30°～50°之间发现了以前从未报道过的1Hz散射波。这些散射波可能是在上地幔和地壳发生的PKPbc到PKPbc的反方位角散射而产生的,为绘制地幔非均匀性的小尺度变化(10km)提供了一个新的手段。大孔径地震台阵(LASA)记录的阵列波束清晰地展示了散射波能量从噪声中逐步显露,在大约80s后达到最大振幅,并在150s后恢复到噪声水平。横向与径向慢度(ρt,ρr)的叠加显示在大约(2,-2)和(-2,-2)s/°存在两个峰值,表明这些波是沿着主弧路径(180°～360°)到达,而且明显是反方位角。基于上述观测资料,我们提出一种地幔和地表的PKPbc到PKPbc的散射机制,因为(1)这与散射波到时和散射波特有的慢度特征相吻合,(2)它的散射路径与之前观测到的深部地幔PK·KP散射路径类似(Chang and Cleary,1981)。观测到的上地幔散射波和PK·KP波均符合散射波的广义集合,我们称其为P′·d·P′,可以在地幔的任意深度d散射。