基于W震相技术的全球强震(M_W≥6.5)矩心矩张量自动反演系统评估

使用最近构建的虚拟全球地震台网记录的波形数据,采用OpenMP的并行编程技术优化原有算法,研制了基于W震相技术的全球强震(MW≥6.5)矩心矩张量自动反演系统.为了评估该系统的准确度和时效性,将离线自动测定的2008年1月—2013年7月全球140次地震(MW6.5—9.0)的矩心矩张量与全球矩心矩张量工作组(GCMT)的结果进行了比较.结果表明:该系统可准确测定全球MW≥6.5地震的矩张量,绝大多数地震矩震级与GCMT给出的矩震级呈现出良好的线性趋势,两者之差ΔMW的标准方差约0.13,ΔMW位于区间(-0.2,0.2)的地震占总数的96%;地震矩6个分量分别与GCMT相应的结果沿对角线近线性分布,多数地震矩心水平位置与GCMT给出的矩心水平位置比较接近,两者间大圆弧距离位于区间(0,50km)的地震次数占总数的84%;在台站覆盖较均匀的条件下,该系统能够实现震后25—40分钟自动准确测定全球MW≥6.5地震的矩心矩张量.

地震近场和W震相的远距离观测

单个的宽频带地震图可观测到远距离大地震的近场震相。甚至在距离为20°～30°时,这样的震相仍有十分之几毫米的振幅。尽管以前的研究曾在垂向分量中作过识别,但这种近场震相在横向分量中可更容易地观测到。虽然观测效应与采用点矩张量源的全波计算吻合较好,但仍不能满足在地震资料分析中通常所做的某些假设。因此,建议在对可能含有这种效应的甚宽频带地震图进行分析时多加小心。作为一个恰当的例子,这里显示了最新观测到的W震相。

2019年6月16日新西兰克马德克群岛M_(W)7.3地震震源机制快速反演与海啸波高数值模拟

利用全球虚拟地震台网的波形数据,采用W震相快速震源机制反演方法,得到2019年6月16日新西兰克马德克群岛附近海域M_(W)7.3地震信息。节面Ⅰ:走向角186°/倾角37°/滑动角71°,节面Ⅱ:走向角29°/倾角55°/滑动角104°,矩震级M_(W)7.26。震源机制结果表明,此次地震是一次逆冲性质为主的浅源板间地震事件。由反演得到的震源机制断层面几何参数,采用COMCOT模型进行了海啸数值模拟计算,模拟结果表明,本次地震发生后,在震源附近产生了轻微海啸波动,最大波幅约为0.28 m,在拉乌尔岛船湾潮位站附近的波幅约为0.05 m,与实际观测值0.09m接近。

2017年四川九寨沟M_S7.0强震的余震重定位及主震震源机制反演

本文采用双差定位法对2017年8月8日至10月31日期间四川九寨沟MS7.0主震及5200个余震序列进行相对定位,得到4036个重定位地震事件.采用中国区域地震台网观测到的宽频带垂直分向波形数据和W震相反演方法,得到了主震震源机制解.重定位结果显示,余震序列分别沿NNW和SSE两个方向扩展,展布长度约58km,且这些余震主要集中在22km深度之上.余震分布的另一个重要特点是具有分区特性,即在主震NNW方向约5km处存在明显的西北和东南两区余震活动分界线;西北区的余震由深至浅具有较好连续性,而东南区却在约10km深度处存在不连续性.余震分布的这种分区特征,说明九寨沟地震震源区的地壳结构存在强烈的不均匀性.余震分布与主震破裂特征的一致性,证实了我们定位结果的可靠性.主震的震源机制解展示出节面Ⅰ的走向/倾角/滑动角分别为246°/83.7°/-177°,而节面Ⅱ的走向/倾角/滑动角为155.7°/87.1°/-6.3°,最佳质心深度为15.5km,矩震级MW为6.5.根据余震分布较为垂直和主震震源机制解两节面的倾角均在80°以上,并结合野外地质调查结果,推测此次九寨沟地震为与节面II参数相近的一次高角度的左旋走滑型事件.

2019年6月17日四川长宁地震重定位及震源机制研究

采用双差重定位和W震相波形反演方法分析"地震编目系统"和中国地震台网中心提供的地震观测报告及区域地震波形数据,对2019年四川长宁地震序列进行了重定位,反演获取了M>4.5地震的震源机制解。地震序列重定位结果显示,长宁地震序列沿NW优势方向呈条带状分布,集中分布于5-10 km深度范围,且发震断层面呈高倾角。震源机制反演结果表明,2019年6月17日四川长宁M_S6.0主震的两个可能发震断层面参数分别为:节面Ⅰ走向12°,倾角50°,滑动角139°;节面Ⅱ走向131°,倾角59°,滑动角48°,最优矩心深度为7.5 km,矩震级M_W5.74。此外几个M>4.5余震的震源机制也基本与主震类似,均为以逆断为主外加少量走滑的地震破裂事件。综合分析长宁地震序列的重定位、震源机制反演结果以及震中和附近区域的地质构造背景信息推断,本次长宁主震的发震破裂面呈NW-SE走向,发震断层为长宁-双河背斜东北翼发育的逆冲断层。

2020年1月19日新疆伽师M 6.4地震的重定位及震源机制

采用双差重定位和W震相反演方法分析“地震编目系统”和中国地震台网中心提供的地震观测报告及区域地震波形数据,对2020年1月19日新疆伽师地震进行重定位,反演前震及主震震源机制。地震序列重定位结果显示,2020伽师地震呈两个优势方向展布,分别为WNW向和NNW向;其中WNW向为主要余震优势分布区域,呈现长约34km条带状分布在柯坪塔格断裂带西段的北侧。另外一条优势分布沿NNW向长约8km。深度剖面显示,震源深度集中分布于10~20km范围。震源机制反演结果表明,2020年1月19日新疆伽师M_(S)6.4主震2个发震断层面参数分别为:节面Ⅰ,走向76°,倾角81°,滑动角109°;节面Ⅱ,走向190°,倾角21°,滑动角26°,矩震级M W5.87,震源表现为逆断为主外加少量走滑的地震破裂事件。综合分析伽师地震序列的重定位、震源机制和震中及附近区域的地质构造背景,推断2020新疆伽师地震的发震破裂面呈WNW走向,发震断层为近EW走向柯坪塔格断裂带的西段。

2019年秘鲁北部M7.8地震的矩张量解与破裂过程快速反演

2019年5月26日(北京时间)秘鲁北部发生M7.8地震,震源深度为100km。本文利用国际地震学研究联合会数据管理中心(IRIS/DMC)提供的远场波形数据,通过波形反演方法快速反演得到此次地震的矩张量解和破裂过程。W震相快速矩张量解反演结果表明此次地震是一次中深源正断层型地震事件,可能是由于正在向下俯冲的纳斯卡板块产生规模巨大的伸展变形所致。远震体波反演有限断层模型结果显示此次地震的发震断层为高倾角的NNW向断层面,破裂从初始破裂点开始,由震中主要向NNW方向延伸破裂,最大滑移量约3m;地震破裂时间约为70s,在40~60s时释放了整个地震80%的地震矩能量,主要破裂区域在震后40s后才开始形成,在40s之前,破裂的集中程度和地震矩释放的规模均较弱,断层在破裂开始后逐渐加速破裂,约50s时地震矩释放速率达到峰值,60s后破裂迅速愈合。

2014年新疆于田M_S7.3地震矩心矩张量快速测定

基于中国大陆中强震自动矩张量测定系统,采用虚拟中国地震台网记录的近震波形(震中距4°~12°),反演了新疆于田MS7.3地震的矩心矩张量。结果显示,地震发震断层面参数分别为走向243°/倾角70°/滑动角-18°,表现为1次左旋走滑为主兼有少量正倾滑分量的事件。矩心在水平方向上位于震中(36.123°N,82.499°E)以东约13 km,矩心深度约10 km。总标量地震矩M0为3.05×1019N·m,换算成矩震级MW6.92,推断震源破裂时大部分能量释放的持续时间约14s。同时探讨了自动矩张量测定系统在未来地震灾情预判中的重要作用。