基于数据驱动的时间序列b值计算新方法(TbDD):以2021年云南漾濞M_(S)6.4地震序列为例

时间序列的b值在天然地震和工业开采诱发地震的危险性分析中具有重要的应用潜力,但长期以来受到计算规则设置的人为主观性、计算结果的可靠性和时序对突变识别精度不高等问题影响,制约了不同结果的可比较性和共识性科学认识的提炼.本文借鉴基于数据驱动(data-driven)的地震活动参数计算思路,采用连续函数形式的OK1993模型、时间轴随机段落划分、贝叶斯信息准则模型选择等技术环节,构建了基于数据驱动的时间序列b值计算新方法TbDD.利用合成地震目录的理论测试,并分别与固定地震数目的窗长和步长、固定地震数目的步长和累积窗长等传统的固定窗口法进行了比较研究.结果表明,TbDD方法可较好地还原合成地震目录的b 0值输入参数,在计算规则设置的客观性和对b值突变过程的准确识别上具有明显优势.此外,我们还对新近发生的2021年5月21日云南漾濞M_(S)6.4地震序列进行了实际案例应用.结果显示,此次序列的b值在M_(S)6.4主震前为0.7左右、震前20 h出现了约0.1幅度的下降,表明在序列发生前震区的差应力水平较高.而b值在M_(S)6.4主震发生后起伏明显、逐渐增加至0.8左右,这一现象可能与震区在主震后早期较为剧烈的应力调整有关.进一步针对随机模型的数量以及时间轴的随机段落划分设置对TbDD方法b值计算结果的影响程度进行了测试,发现b值受随机模型数量影响较小、具备较强的稳定性,时间轴的随机段落划分设置可影响b值时序微观起伏变化的识别.本文发展的TbDD方法在对时间序列b值计算的准确性、余震趋势跟踪的高精度要求,以及工业开采诱发地震风险管控等领域有较好的应用潜力,所获得的2021年云南漾濞M_(S)6.4地震序列的b值计算结果也对理解此次地震序列的孕育过程有参考价值.

环渤海地区显著震群序列活动特征

为系统考察环渤海地区显著震群序列的活动特征,本文利用拟合效果较好的ETAS模型和充分考虑小震信息的OK1993模型对环渤海地区2012年以来的长岛、乳山、盖州、营海岫等显著震群序列参数进行拟合,分析震群的参数变化特征。研究结果表明:环渤海地区显著震群在时间上存在一定的差异,在空间上的差异并不显著,仅在震群发育过程中存在一定的迁徙现象;b值受震群活动影响较大,呈现多次起伏变化,在显著震群或较强地震发生前会出现不同程度的低b值现象,反应了显著地震(震群)发生前的应力累积和地震活动导致了地壳应力的调整;ETAS模型对环渤海震群序列显示了较好的拟合效果,震群的a值相对较低,级联触发程度较高,为a值作为震群判定提供了更多的震例积累;显著震群中的小震群序列活动存在一定的差异性,如长岛地区震群触发能力较强、乳山地区震群衰减相对较慢、营海岫地区震群所处应力水平较低、盖州地区震群所处应力水平较高等。上述研究对于震群序列活动特征研究以及未来震群或显著事件的预测具有重要的指示意义。