基于R值和统计分布检验的年度地震危险区个数评估

针对年度地震危险区划定的个数问题开展了一些尝试性研究,旨在从统计学角度给出危险区个数的最佳估值,对年度地震预测实践给出一定参考意见.通过R值评分算法反推出年度地震危险区个数的估算公式,同时改进了传统聚类算法用于识别空间距离较近的地震"丛集区",在此基础上分别统计中国大陆地区1950-2019年满足目标震级的年度地震发生个数、地震"丛集区"和"孤立发生地震"的个数之和,最后进行多种统计分布模型拟合与检验,结合置信区间确定危险区个数的合理上限.结果表明,由两种统计结果得出的年度危险区个数的参考值也略有差别,第一种基于中国大陆地区东部(107°E以东)M_(S)5.5、西部(107°E以西)M_(S)6.0以上地震年度发生率的危险区个数参考值为9个,适用于稍大震级的判定;第二种基于中国大陆地区年度M_(S)5.0以上地震"丛集区"识别结果的危险区个数参考值为13个,与目前中国地震台网中心使用的个数一致,对判定年度M_(S)5.0以上地震具有较好的应用实效.

2022年1月2日云南宁蒗M_(S) 5.5地震总结

系统梳理2020年1月2日云南宁蒗M_(S) 5.5地震前出现的地震活动和地球物理观测等异常,结果如下:(1)地震活动:震前存在地震平静、地震高频、地震空区等异常;(2)地球物理观测:震中200 km范围内存在多项地球物理异常,主要为钻孔应变、地电场方位角、地电阻率、水位等中短期异常。对宁蒗M_(S) 5.5地震序列进行分析,可知主震震源机制显示宁蒗地震的断层类型以正断层为主;余震活动丰富,存在分段特征,宁蒗地震序列中的主震与最大余震震级相差0.9,主震释放能量占序列的93.53%,因此该地震序列为主-余型。综合分析认为,此次地震前地震活动中短期异常较为突出,地球物理观测异常相对丰富,异常均分布在滇西北及周边地区,对宁蒗地震的发生具有一定指示意义。

大连台重力固体潮受海潮负荷影响特征研究

大连台重力固体潮汐观测受海潮负荷影响较大,选取2015年1月1日~2019年8月14日的重力数据进行预处理,获得重力潮汐参数,基于选取的8个海潮模型对O1、K1和M2波进行海潮负荷改正及评价分析。数值分析结果表明,O1、K1和M2波的重力海潮负荷振幅分布频段在2.4~2.8μGal之间,3个主潮波的残差负荷改正有效性为43%~53%,8个海潮模型对大连台主潮波的海潮负荷改正差别较小。

2022年四川泸定M_(S)6.8地震前地震活动与地球物理观测异常回顾与讨论

2022年9月5日四川泸定M_(S)6.8地震发生在2022年度全国地震重点危险区内,且震前作了较好的短期预测。本文回顾了中期(年度)和短期阶段地震活动和地球物理观测异常。(1)2022年度危险区确定的核心依据有川滇藏交界4级地震空区、危险区附近ML≥3.5地震空区、跨断层形变趋势异常和重力场异常等,其中,川滇藏交界4级地震空区被2022年1月2日云南宁蒗M_(S)5.5地震打破具有中短期预测意义。(2)短期阶段,川滇藏交界4级地震空区经历了“打破—增强—平静”的演化过程,与1973年四川炉霍M_(S)7.6地震前高度相似,这可能与其发震构造相同、震源机制解一致和深部孕震环境相似有关。此外,还存在川滇地区震群和多个余震区准同步活动、巴塘显著震群等异常。地球物理观测方面,在2022年6月1日芦山M_(S)6.1和6月10日马尔康M_(S)6.0地震后,四川前兆异常无明显减少,而在7—8月显著增多,这可以作为强震后短期仍有可能再次发生强震的判定依据。新增异常主要分布在以三岔口(鲜水河断裂带、安宁河断裂带和龙门山断裂带交汇区,呈“Y”字形分布)为中心的300km范围内,这是震前短期地点预测的主要依据之一。(3)6.8级地震前形变中短期大幅度异常突出,且异常点均位于远场(距离6.8级地震震中130~300km范围内)。除礼州测距外,其余异常点均位于ML3.5地震空区外围。形变异常出现的时间与ML3.5地震空区打破后空区内部及边缘地震活动显著增强大体一致。(4)泸定6.8级地震发生在三岔口地区,该区及附近2015—2021年连续多年被确定为全国地震重点危险区,但均未发生预测地震,由此表明当前有效的强震年度(中期)时间预测依据少。

2020年1月19日新疆伽师MS 6.4地震总结

系统总结2020年1月19日新疆伽师MS 6.4地震发生前出现的地震活动和地球物理观测等异常,结果如下:(1)地震活动:震前存在地震平静、高频、带状分布等中期和短期异常;(2)地球物理观测:震中300 km范围内存在水位、水温、基岩温度、断层氢、地倾斜、重力、地磁等测项,其中7个异常测项均为趋势异常,短临变化特征不突出;(3)综合方法主要为年尺度趋势异常。梳理并总结此次地震序列的动态跟踪过程,发现:该地震序列主要分布在柯坪塔格推覆构造附近,主震震源机制为逆冲型破裂为主,余震丰富,序列b值、h值于震后15天左右逐渐趋于稳定。综合分析认为,在伽师MS 6.4地震发生前,地震活动异常具有中期逐渐向短期逼近的过程,以趋势类为主的地球物理观测,震前未出现或未发现具有短期意义的异常,而是主要提供了后续强震的发生地点和震级的判定依据。

2020年7月12日唐山MS 5.1地震遥感热参量时空变化分析

计算河北唐山MS5.1地震过程中潮汐变化,基于该潮汐周期指示背景时间,分析本次地震过程中射出长波辐射(OLR)和遥感大气温度(AT)同步变化。结果显示,2020年7月5日~2020年7月13日,伴随引潮力由低谷向高峰连续增强变化,地震发生在引潮力相对高值时刻;伴随引潮力变化,长波辐射、大气温度经历震前平静—增强—高峰、震后快速衰减的同步变化。表明引潮力在本次地震中改变了构造内部地应力累积—失衡过程,具有触诱发地震的作用,而地面长波辐射、地表大气温度准同步变化,间接反映了本次地震地应力的变化过程。

2020年1月16日新疆库车5.6级地震总结

系统梳理了2020年1月16日新疆库车5.6级地震前出现的地震活动和地球物理观测等异常,结果如下:①地震活动:震前存在地震平静、地震高频、带状分布、地震窗等中短期异常;②地球物理观测:震中350 km范围内均为形变异常,分别体现在固体潮、地倾斜、钻孔应变测项;③综合方法主要识别出年尺度异常。对库车5.6级地震序列进行分析,可知主震震源机制为走滑型破裂,余震不丰富,序列衰减不明显,序列发展过程中地震活动起伏变化明显。综合分析认为,此次地震前地震活动中短期异常较为突出,地球物理观测异常相对较少,发震前2年异常数量出现先增加后减少的现象,对地震的发震时间具有一定指示意义。

2020年2月3日四川青白江5.1级地震总结

针对2020年2月3日四川青白江5.1级地震发生前的地震活动和地球物理观测异常、构造背景、震源物理参数,以及地震序列特征等进行系统总结。结果表明,青白江5.1级地震发生前存在小震调制比高值、地磁低点位移、重力固体潮高噪声等中短期异常;地震序列活动特征显示,此次地震为一次孤立型地震序列,序列参数计算结果与当前余震活动水平基本相符。另外,青白江地震发生在龙泉山断裂带上,震源机制计算结果显示为一次逆冲型破裂事件,与龙泉山断裂构造性质一致。同时,此次地震发生在四川盆地的少震弱震区,对于川滇及川滇藏交界地区后续7级以上地震的发生具有一定预测意义。

2020年1月25日西藏丁青5.1级地震总结

2020年1月25日,藏东昌都丁青地区发生5.1级地震,尽管此次地震发生在监测能力较低地区,但震前仍监测到小震调制比高值、低b值等地震活动中短期异常。文中系统总结了地震构造背景、震源物理参数、序列特征以及震前出现的地震活动和地球物理观测等异常,结果发现:震源机制解显示为拉张型破裂,最近断裂为巴青—类乌齐断裂;序列活动特征、序列h值和b值计算结果显示,此次地震为主余型地震序列。目前,藏东地区仍存在一些地震活动和地球物理观测异常,表明该地区存在发生6级以上地震的强震背景,丁青5.1级地震的发生未能缓解该地区强震危险性。

2021年5月21日云南漾濞M_(S)6.4地震总结

2021年5月21日云南漾濞M_(S)6.4地震发生在滇西北地区维西—乔后断裂带附近,震源机制结果显示,此次地震是一次走滑型破裂事件,与区域构造特征一致。漾濞地震序列主震发生前3天震中附近有4级地震活动,主震后余震较为丰富,属于前震—主震—余震型地震序列。系统总结漾濞M_(S)6.4地震发生前出现的地震活动和地球物理观测异常发现,①地震活动:震前存在地震平静、丛集活跃、地震条带、Benioff应变比、地震发生率指数等异常;②地球物理观测:震前存在楚雄垂直摆NS向、弥渡水管NS向、楚雄基线等趋势性异常,以及龙陵水氡、水温和流量、洱源水温、红格地电阻率等短期异常。上述异常空间上主要分布在滇西至滇西北地区,对漾濞地震的发生具有指示意义。

2021年青海玛多7.4级地震的同震变形分析

2021年5月22日,青海省玛多县发生了7.4级地震,该地震发生在巴颜喀拉地块北部边界东昆仑断裂带以南约70 km,属于块体内部断裂带地震.根据中国大陆构造环境监测网络提供资料,距离震源30多公里的玛多台站记录到东西向永久位移约25 cm.同时,InSAR也观测到明显的形变场,升轨和降轨的最大相对形变量分别约1.87 m和2.32 m.为了解释这些大地测量观测数据,本文利用该地震的三个断层滑动模型,基于不同地球模型的地震位错理论,计算同震变形场,并分别与GNSS观测数据和InSAR视线向形变量对比分析,结果显示基于InSAR数据反演的断层滑动模型产生的位移场与球形地球模型的理论计算结果最为吻合.进一步,利用较优断层模型计算2021年青海玛多7.4级地震的理论同震位移、大地水准面、重力和应变等变化,该结果为玛多地震的GNSS和重力观测的解释提供理论参考依据.

定点形变破年变异常自动识别应用研究

基于奇异谱分析算法,以新疆东风煤矿钻孔倾斜EW分量和巴里坤水平摆倾斜NS分量为例,在去除典型干扰及长周期趋势变化的基础上,拟合观测资料背景年变序列。对于残差时间序列,结合震例进行动态R值检验,自动提取破年变异常特征时段,递归求解出了最高R值评分对应的异常判定准则。进而自动识别出具有最佳映震效能的破年变异常时段,实现了破年变异常判定的自动化和定量化,提高了前兆异常信号识别的可靠性和准确性。

2020年6月26日于田MS 6.4地震前Benioff应变和地电场加卸载响应比异常研究

加卸载响应比(Load/Unload Response Ratio,LURR)是根据岩石介质本构关系的动态演化特征提出的地震预测方法。2020年6月26日新疆于田县发生6.4级地震,震前以Benioff应变为响应量观测到明显的LURR高值异常,异常出现于2019年初,持续1年后发生地震,意味着震源区介质的应力状态在2019年发生了明显改变。进一步,以地电场为响应量,计算了距震中280km的和田地电场长、短极距共6个测向的LURR异常时序曲线,结果表明:和田地电场长、短极距的NS向和NW向共4个测向在震前1~3个月出现了LURR异常逐渐增大的同步变化,这种现象可能反映了孕震区介质因微裂隙的产生和扩展导致流体在裂隙中的运移引起的动电效应。综合分析2种不同响应量的LURR异常演化特征,有助于更深入地认知地震孕育过程,更准确地评估地震活动趋势。

基于多参数的滇东南地区跨断层异常分析

2018年8月13,14日,云南省通海县连续发生2次5. 0级地震,打破了云南省境内504天的5级地震平静。为研究滇东南地区的强震背景,基于云南地区的跨断层短水准数据,计算了断层形变异常参数,结果显示该区域异常频次较高;详细梳理了滇东南地区多个场地的水准、基线数据,计算了断层运动年滑动速率变化、区域运动主成分信息合成、改进的断层运动协调比参数。结合震例分析认为,滇东南地区的断层运动异常幅度较大、持续时间较长,2次通海5. 0级地震震级较小,该区域仍存在发生强震的危险性。

2020年3月23日新疆拜城5.0级和7月13日霍城5.0级地震总结

2020年3月23日和7月13日,新疆天山中部地区分别发生拜城5.0级和霍城5.0级地震,其中拜城5.0级地震发生在南天山地震带中段,霍城5.0级地震发生在北天山地震带西段。系统总结2次地震前出现的地震活动和地球物理观测异常,结果表明:①拜城5.0级地震:震前主要存在5级地震成组和尼勒克钻孔应变中短期异常;②霍城5.0级地震:震前中短期异常比较丰富,存在3级以上地震带状分布、地震发生率指数、D值、调制比、b值异常,而地球物观测则以形变异常为主,主要出现在震中附近区域。综合分析认为:①拜城5.0级地震前地震活动异常较少,地球物理观测以趋势异常为主,短期指示意义不明确;②霍城5.0级地震前具有中短期预测意义的地震活动和地球物理异常较为丰富,为后续中强地震的发生提供了判定依据。

2021年5月22日青海玛多M_(S)7.4地震总结

系统梳理2021年5月22日青海玛多M_(S)7.4地震发生前地震活动异常特征、地球物理观测异常以及区域构造情况,结果如下:①玛多M_(S)7.4地震发生在巴颜喀拉块体内部,发震断层应为昆仑山口—江错断裂;②地震发生前存在地震平静、带状分布等地震活动异常;③存在形变、电磁和流体异常,其中流体异常对于该地震具有一定的短期预测意义。玛多M_(S)7.4地震序列类型为主震—余震型,余震较为丰富,序列持续衰减特征明显。综合分析认为,玛多地震前存在多种地震活动和地球物理观测异常,其中流体异常为本次地震的时间和地点预测提供了有效依据。

2020年西藏改则3次5级以上地震总结

系统总结2020年2月—3月西藏改则3次5级以上地震发生前出现的地震活动性和地球物理观测异常,结果如下:①地震活动性:震前存在地震发生率异常;②地球物理观测:3次地震震中500 km范围内无观测台站分布,地球物理场观测能力较弱;③综合方法:识别出Wq值异常。3次改则地震均位于可可西里至唐古拉地区,其中2月21日5.0级地震位于羌塘地块北缘,而3月10日5.0级和3月12日5.1级地震位于羌塘地块南缘,且3月的2次地震相距约5 km,构成震群型序列。对3次5级以上地震序列的跟踪发现,2月21日改则5.0级地震序列主要分布在向阳湖—布若错断裂南侧发育的一条NNE走向的小断裂上,余震较少,震后40天内共发生8次ML 2.0以上地震,主震震源机制为张性破裂;3月10日5.0级和3月12日5.1级地震震源机制均为走滑型,余震序列丰富,主要分布在多条构造的延伸区域,计算得到序列h值为0.58,b值为0.88。综合分析认为,改则3次5级以上地震前地震活动异常较少,主要为具有中期意义的异常,综合方法的异常识别主要为后续强震的地点判定提供依据。

2021年3月24日新疆拜城M_(S) 5.4地震总结

系统梳理2021年3月24日新疆拜城M_(S) 5.4地震前地震活动异常特征、地球物理观测异常以及区域构造情况,结果如下:①地震活动:震前存在地震平静、高频、带状分布等异常;②地球物理观测:出现5项异常,其中形变3项,电磁2项,且形变异常对于该地震具有预测意义;③综合方法:地震发生前,震中附近存在多参数概率谱异常。拜城M_(S) 5.4地震发生在库车坳陷西南部,震源机制解显示为走滑型破裂。该序列类型为前震—主震—余震型,主震前存在前震活动,余震较少,序列活动呈持续衰减特征。综合分析认为,拜城M_(S) 5.4地震前异常较多,其中地震活动相关异常为后续中强地震的预测提供了有效依据。

2020年5月6日新疆乌恰5.0级和5月9日柯坪5.2级地震总结

2020年5月6日、5月9日,新疆地区南天山西段先后发生乌恰5.0级和柯坪5.2级地震,系统总结2次地震发生前出现的地震活动和地球物理观测异常,其中:①地震活动:震前存在调制地震集中、地震窗、5级以上地震成组等中短期异常;②地球物理观测:2次地震震中附近震前出现形变、电磁和流体观测异常,其中形变异常3项、电磁异常4项、流体异常1项,主要分布在柯坪5.2级地震震中附近。通过对2次地震序列进行跟踪,发现:乌恰5.0级地震余震较少,震后60天内共记录ML 3.0以上余震4次,最大震级为ML 4.5;柯坪5.2级地震后余震较丰富,震后60天内共记录ML 3.0以上余震10次,最大震级为ML 4.7,计算得到序列h值为1.6,b值为0.73。综合分析认为,2020年5月新疆地区2次5级以上地震前存在的地震活动异常较少,但区域地震活动水平较强,主要存在具有中短期指示意义的地球物理观测异常。

2020年6月26日新疆于田Ms6.4地震总结

系统梳理2020年6月26日新疆于田6.4级地震构造背景,总结分析余震序列参数演化特征和震前有关异常现象及其预测效能。初步结果如下:①于田6.4级地震发生在黑石北湖断裂附近,主震震源机制显示为张性破裂;②本次地震前原震区发生一次MS 4.6前震,主震后余震相对丰富,构成“前震—主震—余震”型地震序列,震后2个月序列b值为0.71,h值为1.73;③震前震中附近出现准周期活动、地震平静、中源地震影响、多方法组合、垂直摆倾斜和GNSS等中期和短期异常,可能与本次地震的发生存在一定对应关系。