宁波台动水位与垂直摆对印尼8.9和日本9.0级地震的同震响应

分析认为宁波台ZK03井动水位与VS垂直摆倾斜仪出现的异常可能是印尼8.9和日本9.0级地震的同震响应。印尼8.9级地震后,动水位表现为地震波引起的脉冲和阶跃变化并抬高水位。垂直摆表现为形变波引起的脉冲和阶跃变化,EW向最大幅度约为408.328×10-3〃的脉冲式向E振荡波,并向W出现阶跃变化;NS向最大幅度约为295.192×10-3〃的脉冲式向N振荡波,并产生向N阶跃变化。日本9.0级地震后,动水位表现为地震波引起的脉冲和阶跃变化,10余小时后水位恢复到震前水平,垂直摆表现为形变波引起的脉冲式反复振荡变化,EW向最大幅度约为304.163×10-3〃的脉冲式向E振荡波;NS向最大幅度约为372.252×10-3〃的脉冲式向N振荡波。分析结果说明,该台垂直摆记录的形变波两分向振幅比明显不同,具有一定的方向性,即近垂直于震中分向的振幅大于近平行分向。动水位和垂直摆记录的正常固体潮形态和异常变化具有相似性。

金沙江水网对日本9.0级地震的同震响应及其特征与机理

本文系统介绍了金沙江水网6口观测井水位与水温动态对日本9.0级地震的同震响应,分析了同震响应的特征与同震响应的机理。结果表明,4口井水位有同震响应,同震响应形态全是振荡,对地震波响应的时间、振荡的幅度、振荡的持续时间等的差异主要取决于井-含水层系统的导水系数。结果还表明,3口井水温有同震响应,响应形态是不对称的V字或U字形;水温的先期下降是井筒内上(冷)下(热)水混合作用引起的,后期上升是井水与围岩之间的热传导引起吸热作用的结果,各井水温升降的幅度、持续时间等不同,主要是井水温度梯度与水岩热传导系数不同引起的;后期升幅总是大于先期降幅,这可能与地震波作用使井区大地热流增强有关。

基于GPS观测分析日本9.0级地震同震位错与近场形变特征

2011年3月11日日本本州宫城县东海岸近海发生M_W9.0级地震,本文在对GPS同震位移场分布及误差特征分析的基础上,反演了同震位错分布.误差分析结果表明震源北西向300 km、北北西向550 km、南西向700 km范围内的同震位移量值明显大于误差,可以为位错反演提供有效的地表位移约束.沿震源北西向GPS剖面结果和位错反演位移剖面结果均表明同震近场位移符合指数衰减特征.位错反演结果表明,日本9.0级地震最大同震位错为25.8 m,位于震中附近;位错量大于10 m的同震破裂集中在震中附近400 km范围内;日本海沟南段同震位错量相对较小,此次地震为日本海沟地区典型逆冲型地震.根据此次9.0级地震和该地区以往强震破裂空间分布特征,此次9.0级地震破裂既体现了强震原地复发的特点,又体现了强震破裂的填空性.

基于形变观测分析2011年日本9.0级地震与断层运动间关系

2011年3月11日日本发生9.0级地震,本文以此次地震的震间、同震和震后形变观测为约束,依据不同时段断层运动空间分布特征分析日本海沟地区强震与断层运动间关系.震间日本海沟地区,断层运动闭锁线深度约为60km,闭锁线以上从深到浅依次为断层运动强闭锁段、无震滑移段和弱闭锁段.由同震位错反演结果,2011年日本9.0级地震同震存在深浅两个滑移极值区,同震较浅的滑移极值区（同震位错量10~50m,深度小于30km）震间为断层弱闭锁段;同震较深的滑移极值区（同震位错量10~20m,深度在40km左右）震间为断层强闭锁段;而在两者之间的过渡带同震位错相对较小,震间断层运动表现为无震滑移.震后初期断层运动主要分布在在闭锁线以上的同震较深滑移极值区,而同震较浅的滑移极值区能量释放比较彻底,断层震后余滑量相对较小.依据本文同震和震间断层运动反演结果,震间强闭锁段积累10m同震位错需要100多年时间,与该区域历史上7级地震活动复发周期相当;震间弱闭锁段积累30~50m同震位错约需要300~600年时间,与相关研究给出的日本海沟9级左右地震复发周期比较一致.在实际孕震能力判定的工作中,由于不同性质的断层段在同震过程中会表现更多的组合形式,断层发震能力判定结果存在更多的不确定性,但利用区域形变观测等资料给出震间断层运动特征的研究工作对于断层强震发震能力的判定具有非常重要的实际意义.

利用重力资料检测日本9.0级地震激发的地球自由振荡

利用格尔木基准地震台重力观测资料,检测到2011年3月11日日本东海岸9.0级特大地震激发0S0～0S40之间的球型自由振荡,其中有0S0、0S13、0S22、0S26、0S30共5个振型的观测频率值与理论频率值偏差近似为0。同时发现0S2、0S3振型有明显的谱线分裂现象,但是0S32、0S37振型未与周围噪音区分开,观测效果不明显。整体平均偏差约为0.10%,观测频率值与理论频率值有很好的相符,这不但说明了PREM模型理论的正确性,也说明了格尔木基准地震台重力资料质量的优良,研究结果对了解地球内部结构有一定的帮助。

GRACE卫星观测到的日本9.0级大地震重力前兆信息

利用102个GRACE卫星月重力场模型,提取了2011年3月11日日本9.0级大地震的重力前兆信息,同时利用USGS发布的断层模型结合向上延拓技术计算了理论同震重力变化,并对结果进行了比较和分析。

2011年日本9.0级地震前后GPS基线时间序列分析

利用1999年初至2011年9月中国地壳运动观测网络基准站及中国大陆周边包含日本境内的IGS基准站的资料,分析了2011年3月11日日本9.0级地震前日本境内及周边IGS基准站基线时间序列的变化情况。讨论了该地震对中国大陆GPS基准站的同震影响,并对地震后中国大陆GPS基线时序结果的变化情况进行了总结分析。通过分析认为,日本大震后我国东部地区部分GPS基线开始转折拉伸,因而一定程度上缓解了这些基线的趋势性缩短,但是东部地区仍然有部分GPS基线的变化趋势基本不受日本地震的影响,近几年以来的趋势性异常至今仍然存在。

利用Yabuki & Matsu′ura反演方法计算2011年日本东北地区太平洋海域M_w9.0级地震同震滑动分布

Yabuki&Matsu′ura反演方法是利用ABIC最佳模型参数选取方法和平滑的滑动分布作为约束条件,由形变观测数据计算发震断层滑动分布.本文基于日本列岛同震GPS观测数据和发震断层曲面构造模型,利用Yabuki&Matsu′ura反演方法计算2011年日本东北地区太平洋海域Mw9.0级地震的发震断层同震滑动分布.反演结果表明,断层面上的最大滑动量为35m,较大滑动分布在浅于30km的震源中心上部,最大破裂集中在20km深度的地方.其地震矩约为3.63×1022 N.m,对应的矩震级为Mw9.0.模拟结果显示Yabuki&Matsu′ura反演方法更适用于倾角低于40°的断层模型反演.最后,本文基于上述方法获得的发震断层滑动模型,利用地球体位错理论正演计算该地震在中国及其邻区产生的远场形变,正演计算结果基本可以解释由中国GPS陆态网络观测到的同震形变.

WFSD地应力台应变特征及其同震效应分析——以日本MW9.0级特大地震为例

2011年3月11日在日本东北部海域发生MW 9.0级强烈地震,汶川地震断裂带科学钻探(WFSD)项目设在陕西汉中地区的体应变仪记录到了完整的应变数据。通过采集数据的分析,探讨了日本MW 9.0级特大地震发生时的同震变化以及地震前后固体潮异常变化过程,分析了地震孕育、发生过程中应变固体潮的趋势性异常及畸变等各种异常现象,并针对这些应变异常进行分析,以期成果能为中国未来地震趋势的预测研究有所帮助。

基于GPS的日本9.0级地震地表形变监测研究

利用GAMIT/GLOBK软件,处理IGS跟踪站观测数据,得到2011年3月11日的日本9.0级地震期间的地表变形序列。首先采用GAMIT/GLOBK软件得到GPS测站震前和震后的单天解坐标;然后采用TRACK模块得到GPS测站的震时三维坐标时间序列动态变化。通过对GPS测站坐标序列进行分析和比较,揭示了GPS测站的震时地表三维形变过程和震后地表永久性形变。

中国大陆GPS连续观测站测得的日本9.0级地震同震位移与震前变化

利用中国大陆GPS连续观测站资料,获取了2011年3月11日日本9.0级地震造成的连续站同震位移。计算结果表明,位于我国东部尤其是东北地区的台站在水平方向都有明显的同震位移,且离震中越近同震位移量越大,其中绥阳站的水平同震位移量最大,达到33mm。通过对时间序列分析发现,有明显同震位移的连续站,震前水平方向的运动速度都有放缓的趋势,可能是一种形变前兆现象。这些GPS观测到的同震位移及震前运动速度异常,对于进一步研究前兆地壳运动、地震动力学特征以及精化中国大陆地壳运动速度场都有重要意义。

日本东北9.0级大地震与台风的成链关系

地震与台风之间的灾害链问题是一个重要的灾害学问题。通过对2011年日本东北9.0级地震和塔拉斯台风灾害链的讨论,使地震-台风灾害链更具事实基础。另外还重点对地震-台风灾害链的成因做了进一步的讨论。

东日本9.0级大地震激发的地球自由振荡时频分析

利用中国14个台站的DZW型重力仪观测资料,对东日本9.0级大地震激发的地球自由振荡进行时频分析,展示其二维及三维时频分布特征。对比14个台站的谱图发现,地球自由振荡能量在频率轴的展布很均匀,均可清晰展示频率信息;而在时间轴上存在一些差异,大部分台站展布相近,宜昌台、西昌小庙台、厦门台和深圳台4个台站的展布相对较窄。

2011年日本9.0级地震前地震空间相关长度增长现象

使用单键群方法研究了2011年3月11日日本本州东北部海域9.0级地震前地震空间相关长度变化。结果表明,在本次地震发生前约两年,5级以上地震的空间相关长度开始出现明显增长,变化趋势可以用幂次率进行很好的拟合。用没有7级以上强震发生的时段内的地震目录,采用相同方法进行了计算,没有发现明显的幂次率增长现象,说明强震前5级以上地震的空间相关长度的幂次率增长是地震孕育过程中震源区的物理性质特征的表现之一。

利用伸缩仪观测资料检测日本9.0级大地震激发的地球自由振荡

利用河南信阳台和河北张家口台伸缩仪的数字化观测资料,采用功率谱密度估计方法,在没有对资料进行去固体潮处理的情况下,准确获得了2011年3月11日日本9.0级大地震激发的0S4～0S39基频球型自由振荡,并与地球初步参考模型(PREM)的理论自由振荡频率进行了对比,发现实测振荡频率与PREM预测的振荡频率基本符合。

日本M_W9.0级地震海啸数值模拟与启示

2011年3月11日13时46分日本东北部海域发生MW9.0级特大地震,地震诱发了海啸。本文依据USGS的震源机制解,进行了地震海啸的数值模拟,并与美国国家海洋与大气管理局布设的海底压力计记录的水深数据对比分析,结果表明数值模拟结果可信。同时,进一步分析了海啸造成巨大损失的原因,并对未来我国海啸防灾减灾工作给出了几点建议。

日本Mw 9.0级地震的库仑应力变化及对余震的触发

采用已公布的1个前震和3个主震震源可变滑动模型,计算了日本Mw7.3级前震、M_w9.0级主震产生的同震库仑应力变化,并采用哈佛Global CMT和日本F-net余震目录,在不同有效摩擦系数取值下计算了主震对余震的触发效应,分析了应力空间分布与余震活动空间分布的相关性。研究表明,日本地震前震对主震有触发作用,前震在主震处产生的正应力变化为0.404 bar,剪应力变化0.282 bar,同震库仑应力变化为0.517 bar,应力变化超过了应力触发阈值0.1 bar,达5倍之多,属于典型的地震应力触发,而非诱发事件。主震对后续余震有触发效应,最小触发率为57%,最大达到75%。余震多分布在主震产生的同震库仑应力红色加载区。同时,分析了可变滑动模型、有效摩擦系数、余震目录、震级及节面选取等对计算结果的影响。可变滑动模型、有效摩擦系数变化对计算结果影响不大,余震目录、震级及节面选取对结果有一定影响,尤其是当余震目录足够多、震级足够大时,计算结果更加可靠。为了深入讨论节面选取对计算结果的影响,对余震两个节面上库仑应力、剪切应力及正应力变化差值进行了频次统计。分析显示节面选取对正应力有一定影响,而对库仑应力及剪应力影响不大。

2011年日本9.0级地震前后应力场变化

通过对2011年日本9.0级地震前后不同时段震源机制解进行分析,利用FM_SI震源机制反演法求解,得到此次地震前后内陆地区的应力场。研究发现,此次地震发生前,应力场比较均衡稳定,挤压应力接近水平向,而拉张应力比较复杂,方向不确定,表明该地区的地震以逆断层和走滑为主。地震发生后,日本东北地区东南部应力场变得不太稳定,该地区地震以正断层为主,最小挤压应力由垂向转变为水平向。此研究结果可以用来分析该地区地震地质背景和断层形成条件,对地球动力环境研究具有一定参考意义。

印尼苏门答腊M_W9.0级地震对全球及中国大陆地震趋势影响研究的反思

本文对2004年12月26日印尼苏门答腊以西发生MW9.0级地震后所做的地震趋势预测做了反思,指出:关于全球特大地震近年可能连发,特大地震对几年内世界7级以上地震年频度没有明显影响,但未来几年内7级以上强震可能集中在这次特大地震附近或相关构造上的预测意见是正确的;而有关近年中国大陆及川滇地区可能发生7级强震的预测是错误的;并认为,2001年昆仑山口西8.1级地震释放了已积累的应变可能是这次特大地震不能触发中国大陆及川滇地区发生强震的重要原因。

2011年日本9.0级及7.5级地震震源破裂反投影初步结果

2011年3月日本仙台东部太平洋海域接连发生了MW7.5和MW9.0级地震。地震及引发的海啸给日本造成了严重的破坏。本文运用近年来国际上流行的研究大地震震源破裂过程的非反演方法,反投影远震P波,研究了这两次地震的震源破裂特征,得到了他们各自的破裂区域和破裂持续时间。