基于Molchan图表法的流体监测井水位地震预测效能检验

为了探究水位异常和地震之间潜在的对应关系以及监测井水位的地震预测效能,通过差分法和水位固体潮加卸载比法对德阳井、剑川井、佐署井和门源井水位数据进行处理,并采用Molchan图表法对4口监测井水位的不同预测期和不同块体发生的地震进行预测效能检验。结果表明:两种方法处理后的Molchan图表法检测效能结果相似;4口监测井水位在180 d内均有较好的预测效能,均对不同范围中强地震有一定预测效能,并且预测效能受板块内构造分布情况影响,对构造发育的区域预测效能更好。

基于Molchan检验的时变重力场地震预报效能评价在华北地区的应用

1研究背景。时变重力场监测作为强震危险源早期识别的地球物理手段之一(王武星等,2010;陈石等,2011;祝意青等,2013;陈石等,2014;Chen et al,2016a;Panet et al,2018),在我国地震监测预报领域应用已有近40年的实践和发展历史(祝意青等,2012)。

中长期地震危险性概率预测中的统计检验方法Ⅰ:Molchan图表法

对中长期地震危险性概率预测结果的统计检验是地震预测预报的重要研究内容,采用通用的统计检验方法是促进地震预测理论、模型"无障碍"交流和发展的必要条件。本文通过对青藏高原东北缘地区PI算法和RI算法回溯性预测结果统计检验的实例,介绍了如何运用CSEP计划中已常规采用的Molchan图表法进行地震概率预测统计检验和分析,并分别考虑了网格权重和地震活动权重两种算法计算"时空占有率"的情况。结果表明,Molchan图表法可通过显著性水平α和概率增益Gain有效地评价概率预测模型的预测能力。此外,对于同样的预测结果,在考察不同的预测策略时得到的统计检验结果也可能不同。其中地震活动权重相对网格权重采用更为严格的统计检验。

基于Molchan模型的乌恰地震窗预测效能评价

选取2008年1月～2017年6月新疆乌恰单台小震记录数据,分析了在■范围内M_L≥1.0的小震月频度的变化及其与研究区内中强地震的对应关系。同时基于Molchan模型对乌恰地震窗预测效能进行评价,主要研究结果:(1)当乌恰地震窗小震月频度≥175次/月,即出现异常高值时,多数3个月内其后均有M_S≥6.3强震发生。(2)小震月频度的异常形态表现为高值—发震或高值—低值—发震。(3)基于Molchan模型对乌恰地震窗的预测效能进行评价,结果较好,研究结果可以为新疆南天山西段震情趋势研判提供参考依据。

基于Molchan方法的山西地区流体资料预测效能检验

以山西地区观测时间长并有震例积累的流体观测资料为研究对象,采用Molchan图表法对其预测效能进行定量化检验,归纳出中强地震前流体异常判别指标。得出,山西地区流体资料对山西中北部地震具有较好的预测效果。其中,短期、长期异常较多,中期异常较少。研究成果可为短临预报与背景性地震预测提供参考。

基于Molchan图表法的新疆流体资料预报效能检验

通过三组具有代表性的数据(新04泉氢气原始数据、新10泉水氡趋势提取数据、新43泉气氡差分数据)检验实例,介绍了如何用Molchan图表法进行检验和分析。基于Molchan图表法对新疆地区地下流体预报效能评估等级较高的测项进行检验,不仅可以直观地反应预报效能,对观测资料进行评估,又能对异常进行定量分析,得到最佳阈值所对应的异常识别指标,并在此基础上,提取相对应的地震预测预报指标。结果显示,新疆地区地下流体各测项对于不同构造带上的地震预报效能各不相同,分布在乌鲁木齐附近及天山以北地区的测项,对北天山发生的地震预报效能较好,多数测项优势对应时间段为短期,说明短期预测效果较好。

Molchan图表法在云南地区地震异常预测统计中的应用

近年来,全球地震可预测性合作研究CSEP计划(Collaboratory for the Study of Earthquake Predictability)取得较好的应用和发展,中国是该计划的主要参与国。该计划采用可比较的数据,使用统一的计算规则及严格的统计检验,获取地震异常的可预测性。其中Molchan图表统计检验方法(简称Molchan图表法)预测效果较好,在我国应用较多,需要相关科研人员熟悉并掌握。

雅安地区监测井水位预测效能对比研究

为提高监测井水位映震效果的判别准确度并提升预测效能,本文运用不同方法对雅安地区两条断裂附近的6口监测井水位的映震效果开展了对比判别研究。首先,使用差分法对监测井水位数据进行处理和分析。然后,将水位数据与区域地震活动性的两种参数(能级和最大震级)相结合,分析区域地震活动性与水位波动的关系。接着,在时域和频域两个层面对该组合序列进行分析处理。最后,采用Molchan图表法检验5种方法的预测效能,并选出最佳处理方法及断裂附近预测效能最优的监测井。结果表明:水位与地震活动性参数结合处理相比单独使用水位差分法具有优势,前者能够准确排除地震活动性对水位异常的干扰。6口监测井的最优预测方法各不相同,最优预测天数均在60 d内。通过比较监测井水位对地震的预测效能检验结果,确定了两条断裂区域预测效能最优的监测井。虽然水位与地震活动性两种参数结合处理并不适用于所有监测井,但该方法能够体现水位受地震活动性影响的程度。

基于Molchan检验的时变重力场地震预报效能评价

地震前的区域重力场变化信号是判断年度地震危险性的依据之一.本文基于陆地时变重力观测获得的中国大陆西部重力场变化结果,采用Molchan检验方法对2018—2021年间中国大陆西部的12次5级以上地震前的重力场变化预报效能进行评价.研究结果表明:现有陆地时变重力测量得到的3年尺度重力变化结果,对于未来1年的5级以上地震风险具有独立的预报效能,明显高于泊松概率;时变重力水平总梯度作为定量表征重力场空间变化特征的指标,Moclchan检验结果显示其预报效能优于时变重力信号;发生在南北地震带的2019年张掖5.0级地震,夏河5.7级地震和2020年巧家5.0级地震Molchan检验的效果更好,这可能与南北地震带地区重力测网覆盖程度更好有关.本文研究结果客观和定量地评估时变重力场的预报能力具有重要意义,也可以为优化地震预测指标体系的建立提供一定的参考.

时序数据年变信息提取及地震预测指标评估方法研究

针对时序数据中的破年变异常,基于S变换时频方法构建信息提取流程,在提取常规短周期破年变信号(ONA)的同时分析背景年变信号(ANA)的演化过程。在此基础上,基于双向非对称阈值策略,结合R值评分及Molchan图表法构建预测指标确定和效能定量评估方法。新疆库尔勒水平摆倾斜北南测项的实际应用结果显示,该测项的ANA信息对台站周边250 km内6级以上地震具有较好的预测效能,ONA信息对200 km范围内5级以上地震的预测效果相对更优。

中长期地震预测中的PI算法改进研究及应用

图像信息学PI(Pattern Informatics)算法是一种基于统计物理学的地震预测新方法,近年来得到了较大发展。本文探索把此方法与地震活动性网格点密集值方法相结合,并尝试用于华北地区中长期地震预测。在预测中,使用1970—2011年ML≥3.0区域地震目录,针对MS≥5.0预测"目标震级",采用15年尺度的地震目录滑动时间窗,均为3年尺度的地震活动"异常学习"时段和"预测时间窗",结合一定时空及震级范围内地震的数量和震中分布因素,进行地震危险性概率计算。对该方法的预测效果使用Molchan图表法进行统计检验。结果表明,此方法在某些方面优于PI算法,且在地震趋势分析和中长期预测方面有较好的应用潜力。

南北地震带北段流体资料地震预测效能检验

以南北地震带北段长时间、连续并有多次震例记录的流体观测资料为研究对象,使用Molchan图表法对其与周边地震的关系进行了检验和分析,计算了时间占有率、预测效能和概率增益等参数。结果表明,南北地震带北段各台项的预测效能差别较大。整体看来,甘东南地区的观测资料检验效果较好,表现为概率增益较大;青海东部地区的多个测项预测效能检验结果较好,但概率增益较小;宁夏北部贺兰山东麓断裂附近两台项的报准率差别不大,但概率增益、时间占有率等却都不同。此外,从前兆资料变化时间上看,短期异常和长期异常都较多,中期异常较少。

内蒙古乌拉特后旗—临河地区地震活动的预测效能评估

基于中国地震台网地震目录,在对目录的完整性评估并确定起算震级基础上,统计内蒙古乌拉特后旗—临河地区地震活动的起伏特征,以及小震活动和鄂尔多斯块体西北缘中强以上地震的对应关系。分析表明,乌拉特后旗—临河地区地震频度的升高与鄂尔多斯块体西北缘中强以上地震有较好的对应关系;ML≥2.2地震的半年频次N≥10可以作为中强以上地震的预测指标,预测时间为异常出现后1a内,R值评分和molchan图表法检验均显示地震频次的预测效能是显著的。

华安汰内温泉水化学及水氡映震特征与预测效能检验评估

在对福建华安汰内温泉水文地球化学特征分析的基础上,以1987年以来该温泉的水氡观测资料为研究对象,分析其变化形态和影响因素,结合期间台湾地区发生的多次7级以上强震,研究水氡的异常变化特征,并利用Molchan图表法对其预测效能进行检验和评估。结果显示:该温泉水化学类型为HCO_(3)∙SO_(4)-Na,表明经历了较长的补给路径且具有一定的深层水信息;该温泉水氡呈现夏高冬低的年变动态,与观测水位和气温呈正相关性;在台湾多次7级以上强震前水氡呈现明显的趋势高值异常,地震多发生在水氡高值异常结束或转折时;Molchan图表法检验结果显示该温泉水氡异常与台湾7级以上强震具有较好的相关性,地震主要发生在在异常出现后180 d内,以中短期异常特征为主。通过对华安汰内温泉水氡的异常特征及预测效能评估研究,有助于对台湾及其周围的震情跟踪分析。

鄂尔多斯地块北缘b值的时空特征及其地震预测效能分析

使用中国地震台网1970—2017年地震目录,在评估目录完整性和删除余震的基础上,使用最大似然法对鄂尔多斯地块北缘进行b值时空扫描.扫描结果显示,鄂尔多斯地块北缘的低b值区域主要分布于阿拉善和晋冀蒙地区,低b值区域的空间分布随时间呈现一定变化.低b值区域与中强地震存在一定的对应关系,对14次震例的回溯性检验显示,其中10次地震发生在低b值区域及其边缘.使用Molchan图表法和R值评分法对b值时空扫描结果进行预测效能检验,以低于阈值的区域为预测区域,计算不同阈值的漏报率、报准率和时空占有率。Molchan图表法检验结果显示,本文所使用的b值时空扫描方法的预测效果优于泊松分布,最优结果的概率增益达到2,显著性水平达到0.25. R值曲线显示,当阈值为0.8时,达到最高R值0.28,并达到97.5%置信水平.

阿克苏断层氢气浓度动态特征及其映震效能

首先对阿克苏断层氢气浓度观测资料的周期成分进行了时频分析,然后分别利用线性回归和互相关方法分析了气温、气压与氢气浓度年周期成分的关系,并利用Molchan图表法对阿克苏断层氢气的映震效能进行了定量检验。结果显示:①阿克苏断层氢气浓度具有清晰的年周期和半日周期成分;②阿克苏断层氢气浓度的年周期动态变化与气温具有显著的正相关性,与气压的相关性一般,表明其年周期变化主要受气温影响;③阿克苏断层氢气浓度异常对观测点周边中强以上地震的反应较灵敏,映震效果较好。

四川理塘水温强震前异常变化特征及效能检验

1976年以来,四川理塘温泉水温观测积累了大量的观测资料及异常变化信息。通过对理塘温泉周边7级以上地震前理塘水温原始观测值出现的显著变化进行总结,发现理塘温泉水温在多次7级以上地震前均出现了大幅度破年变下降,下降变化幅度超过5℃,持续低值状态时间超过半年。同时,利用Molchan图表法计算理塘水温的原始观测值、一阶差分原始值及绝对值、去趋势差分值、滑动值,并对经验模式和Dobrovolsky地震能量模型所选取的2个地震目录分别进行了检验和分析,计算时间占有率、预测效能和概率增益等参数。结果显示,由于经验模式条目少于Dobrovolsky地震能量模型所筛选的条目,计算出的预报效能整体高于Dobrovolsky地震能量模型,而其中一阶差分原始值及绝对值检验结果较好,其差分绝对值在阈值为4.89℃时的预报效能为0.6,证明理塘水温短时间内温度大幅变化与周边地震存在对应关系,该阈值也较为接近经验预报的相关阈值。

华北块体地震活动显著增强预测效能评估

研究华北块体1970年以来的13次典型6级以上地震,通过组合地震显著增强异常指标的预测时间、预测范围等参数,使用Molchan、 R值等方法进行全时空扫描检测效能评估,最终验证了地震显著增强异常地震预测指标在华北块体的适用性和最佳预报参数,为使用该方法的震情跟踪工作提供切实依据。

山西及邻区加卸载响应比时空特征及其预测效能分析

以山西及邻区M≥4地震为研究对象,通过优化地磁加卸载响应比阈值、预测时间及预测范围等参数,使用R值及Molchan图表法对加卸载响应比全时空扫描结果进行效能评估检验.以台站周边固定范围为预测区域,计算不同阈值的漏报率及报准率,R值曲线显示,当阈值为3.0时达到最高,R值为0.3,并超过97.5%置信水平;Molchan图表结果显示检验效果也较好,最优概率增益达到2.5,显著性水平达到0.1.本文验证了地磁加卸载响应比在山西及邻区的适用性,给出了最佳预报参数,以期为震情跟踪工作提供依据.

理塘水温预报效能检验

1研究背景及内容地下流体是地壳中的活跃介质。地下流体中水温的微小变化,可能反映了地震孕育过程中地壳构造活动引起的热状态变化。在地震监测预测多年实践中,水温成为一项重要的短临异常指标。自1975年观测以来,理塘毛垭温泉测项积累了大量震例,且针对水温异常变化与地震的关系已有部分研究,但对理塘水温在7级地震发生前异常变化规律性总结的研究较少,且对理塘水温观测数据的预报效能缺乏系统检验。