新疆中强地震前加卸载响应比时空演化特征分析与检验

加卸载响应比是一种刻画震源区介质损伤程度的物理学参数,它通过随时间的变化来反映地震孕育的过程来进行地震预测。通过对1990—1999年新疆地区部分中强地震前加卸载响应比时空演化特征进行分析,并基于该理论得到孕震积分的概念应用于震例中。结果表明:中强震震前在震中附近可能存在多个高加卸载响应比值区,它们大致围成椭圆状或环状,地震通常发生在异常高值波动或减弱的过程中;异常峰值至发震时间比理论时间要短,这可能表明新疆地区构造活动剧烈,孕震周期较短。     

重庆武隆M5.0地震前地磁异常特征分析

选取恩施台、涪陵江东台、石柱黄水台以及武隆仙女山台2012年1月至2017年11月地磁数据进行异常分析,得到各个台站的地磁谐波振幅比和加卸载响应比计算结果,并结合2017年11月23日重庆武隆M5.0地震震中附近地质构造背景分析地震前后地磁异常现象。分析结果认为大部分地磁谐波振幅比变化特征类似于地电阻率的变化特征,表现为"下降-转折-上升"过程。本次地震大致发生在转折上升的初期阶段,其中震中距较小的台站地磁谐波振幅比变化趋势不同步,但变化幅度大致相同,而震中距较大的台站地磁谐波振幅比变化趋势较为同步,变化幅度较大。此外,研究还表明震前地磁加卸载响应比异常高值在时空分布上与震中位置具有很好的对应关系。     

加卸载响应比与震前应力积累模式研究

加卸载响应比是一种中短期地震预测方法.按照该方法,通常在大地震发生之前加卸载响应比时间序列会出现明显的异常高值.早先的研究发现,震前临界区域的选择对加卸载响应比的计算有很大影响.我们发展了一种使用震前应力积累区域取代传统圆形区域计算加卸载响应比的算法,提高了加卸载响应比的地震预测能力,其震前库仑应力场分布采用地震断层位错模型将同震滑移量反向滑移的方法计算.美国南加州近20年来发生的4次M6.5地震以及2008年中国汶川MS8.0地震的研究事实表明,使用库仑应力算法得到的加卸载响应比时间序列,前兆变化相对于圆形区域算法更为明显,且对目标地震的位置、震级预测更为明确.库仑应力算法的这一独特性质,使我们可以针对不同地区的活动构造特征对未来地震发生的地点和大小提供信息和约束.     

2018年精河5.4级地震前地磁日变化畸变异常分析

2018年10月16日新疆精河5.4级地震发生时,震中附近的台站不同程度上记录了地磁日变化畸变异常,如地磁总强度F02时每日一值空间相关异常、地磁垂直分量加卸载响应比异常、地磁低点位移以及地磁日变化空间相关异常等。统计震前观测到的所有地磁异常,并分析研究了其震前异常变化特征。得到如下结论:(1)从全国每日一值相关分析结果看,震前114天出现每日一值空间相关异常,异常高值台为乌鲁木齐和克拉玛依;(2)震前59天沿北天山断裂带分布的地磁台站加卸载响应比均成组出现超限的高值,且异常高值的空间分布跟震中位置有一定关联;(3)中国大陆地磁台站震前37天出现低点位移突变分界线,且异常集中于震中附近;(4)震前出现地磁垂直分量日变化空间相关异常,异常台站空间上也主要集中于北天山地区。因此地磁垂直分量日变形态及有关的计算方法短期内具有一定的预报效能,可为今后利用地磁方法预测地震积累经验和震例。     

山西数字地下水位固体潮加卸载响应比与中强地震关系分析

运用加卸载响应比方法,计算和分析了山西省2008年以来数字化地下水位固体潮观测数据,并选取大于2倍加卸载响应比值作为异常判定指标,将山西及周边地区发生的ML≥4．0地震的参数与井水位固体潮响应比异常变化对比分析。结果表明,山西地区9口数字水位观测井的地下水位固体潮加卸载响应比异常变化与附近的地震活动存在不同程度的对应关系。从而说明,利用井水位固体潮观测的加卸载响应比是一种能有效识别和提取地震前兆的方法。     

四川地区2019年11月5日地磁加卸载响应比异常分析

针对2019年11月5日四川地区出现的地磁加卸载响应比异常现象,通过初步异常判断、仪器运行状态检查、观测资料可靠性检查、环境干扰调查、高压直流输电情况调查、磁扰活动影响分析和台站基础数据对比,综合认为该日出现的地磁加卸载响应比的异常受外界干扰可能性很小,该日异常是地震前兆异常的可能性较大;结合地磁加卸载响应比法的震例总结和预测指标,认为此次异常出现后的约6个月,阈值线附近区域存在发生MS≥5.0中强地震的可能。     

九寨沟M_s7.0地震前地应变LURR异常演化特征

从岩石应力-应变的本构关系出发,以能够反映岩石应变变化的地应变观测数据作为"响应量",通过库伦应力触发模型的加卸载响应比计算方法,计算2017年8月8日九寨沟M_S7.0地震前震中及周边500km范围内应变观测的加卸载响应比结果。结果显示,基于应变观测的加卸载响应比方法能够较好地从潮汐频段提取地震前LURR异常,九寨沟地震前,300km范围内的多个应变观测台站出现LURR异常,其中相距96km的两水台EW分量Y值最大达到3.27;LURR空间演化特征显示,在震前约9个月内震中及周边地区陆续出现异常"集中—增强—减弱"过程,证明该地区在长期应力累积的背景下,应力的不断累积增强导致震中及附近区域的岩石出现不断损伤或弱化,最终位于树正断裂上的应变能积累超过了介质强度而引发了此次地震。     

天津地区井水位固体潮观测的加卸载响应比变化与附近地震关系的研究

用加卸载响应比的方法,处理了天津地区2002年以来静海地震台井、宝坻地震台井、高村井和张道口地震台深井地下水位固体潮观测数据,并以加卸载响应比计算值的2倍方差作为异常判定指标,将天津及周边地区发生的M_L≥4.0地震参数与井水位固体潮响应比异常变化对比分析。结果表明:该区4口地下水位固体潮井的加卸载响应比异常变化与附近的地震活动有较好的对应关系。从而证明,利用井水位固体潮观测的加卸载响应比是一种能有效识别和提取地震前兆的方法。     

2017年8月9日精河6.6级地震前LURR异常时空演化特征

基于加卸载响应比理论,对2017年8月9日新疆精河6.6级地震前加卸载响应比时空演化特征和异常区的孕震积分时程曲线进行分析。结果表明,在精河6.6级地震前,研究区出现了明显的加卸载响应比高值异常区域,异常区呈现环状特征;而且,异常区域随时间逐渐向震源附近迁移,异常演化过程中异常区域内部和周围发生了6次5级以上地震,其中,2次6级地震发生在异常高值减弱过程中,异常峰值到发震的时间分别为11、22个月,大于以往研究的理论发震时间,这可能是受构造应力区域性特征影响的缘故。     

2008年汶川大地震临震前震中附近是否存在显著的地壳垂直运动?

2008年5月12日的汶川MS8.0地震是自1976年唐山地震以来发生在中国大陆的最大灾难事件.地震发生后有人通过对GPS数据的动态处理分析认为在地震前1小时内震中附近有非常显著的地壳垂直运动发生,从而提升了地震学界对通过高频GPS观测技术实现地震短临预报的预期.高频GPS观测技术是近年来GPS技术发展的一个重要方面,在研究地震前后地壳形变短期变化过程、地震震源破裂过程等方面取得了非常广泛的应用,但数据解算的精度和可靠性还是受到多种因素的制约.文中提出了一种基于数据静态处理得到的载波相位观测残差来分析测站位置动态变化的方法,并采用这种方法对汶川地震前震中附近几个GPS连续站的数据进行分析,结果表明汶川地震前震中附近并不存在显著的地壳运动.     

LURR's Twenty Years and its Perspective

Seismogenic process is a nonlinear and irreversible one, so that the response to loading of a seismogenic zone is different from the unloading one. This difference reflects quantitatively the process of an earthquake preparation. A physics-based new parameter-Load/Unload Response Ratio (LURR) was proposed to measure quantitatively the proximity to a strong earthquake and then used to be an earthquake predictor. In the present paper, a brief history of LURR is recalled; inspection of real earthquake cases, numerical simulations and laboratory studies of LURR, prediction efforts in terms of LURR, probability problem of LURR and its prospect are also expatiated.     

量纲分析应用于地震预测的探索

加卸载响应比(LURR)的基本思路是希望能够通过刻画震源区介质的损伤程度,反映地震孕育的进程,从而预测地震.近30年来,很多人对加卸载响应比做了大量基础研究,取得了一系列新的进展.加卸载响应比在地震预测实践中也取得了一定的效果,异常区与地震发生的位置有较好的对应性,但是预测效果仍不够理想.究其原因主要是:在实际预测中对当地的地球物理情况考虑的不够.本文采用量纲分析与加卸载响应比结合的方法,综合考虑当地的地球物理情况,例如剪应变率和平均地震波能量等因素的影响.文中选取1970年以来发生在中国大陆的34个震例资料,通过分析得到了与发震震级和时间相关的无量纲量π₁和π₃,根据对实际数据的拟合,π₁和π₃均与震级成指数关系.在应用于地震预测实践时,首先根据LURR空间扫描结果选取异常区,然后确定异常区的地球物理参数,通过π₁确定震级M,再由π₃确定发震时间T.     

2020年6月26日于田MS6.4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。     

关于加卸载响应比理论运用于地震预测的几点思考

加卸载响应比理论已在地震预测中得到广泛应用，但也面临挑战。本对加卸载响应比理论及方法进行了分析，并提出该理论几个可能的研究方面：(1)根据固体潮应力变化值给定每个小地震Benio盯应变在加卸载响应比计算中的权重；(2)考虑地震之前应力空间分布，确定加卸载响应比可能升高的区域形状，进而确定加卸载响应比计算中小震资料的选取范围；(3)将实测的小震震源机制与假定小震震源机制都相同时的加卸载响应比计算结果进行比较，研究测定的小震震源机制对加卸载响应比方法的改善情况；(4)研究加卸载响应比方法对不同震源机制类型地震的适用情况。     

美国西部地区加卸载响应比的时空扫描及其地震趋势研究

加卸载响应比理论是近年来提出的地震预报新方法, 在中国大陆地区的实际地震预测中取得了较好的效果。 为了研究加卸载响应比理论是否适用于不同地质条件的地震, 是否具有普适性, 选择了典型的美国圣安德烈斯断层带及其周围地区的地震作为研究对象, 计算分析了美国西部地区加卸载响应比的变化情况, 并对该地区未来的地震趋势进行了研究。     

权重加卸载响应比及其震例检验

对加卸载响应比理论在地震预测中的应用进行分析,提出了对“正地震”和“负地震”震级根据加载库仑应力的半日潮振幅进行加权的研究思路,并应用于1999年台湾集集地震、2002年阿拉斯加Denali地震和2003年日本Hokkaido地震的震前加卸载响应比的计算。结果表明,相比较传统加卸载响应比,权重加卸载响应比更能突出震前的异常信息。     

The Newest Developments of Load-Unload Response Ratio (LURR)

The Load Unload Response Ratio (LURR) method is an intermediate-term earthquake prediction approach that has shown considerable promise. It is inspiring that its predictions using LURR have been improving. Since 2004 we have made a major breakthrough in intermediate-term earthquake forecasting of the strong earthquakes on the Chinese mainland using LURR and successfully predicted the Pakistan earthquake with magnitude M 7.6 on October 8, 2005. The causes for improving the prediction in terms of LURR have been discussed in the present paper.     

地磁加卸载响应比方法最佳阈值研究

地磁加卸载响应比方法(LURR)是从测震学中移植过来的、用于地震中期分析预测的一种地磁学方法。笔者应用红山地震台地磁数字化观测数据进行了地磁加卸载响应比的计算分析,经过统计得出在阈值选择为3.0时对地震进行预测的效果比较好,其与地震的对应概率为42%。同时,笔者还认为可能受限于方法本身及外界因素,地磁加卸载响应比方法在进行地震预测时,其虚报率及漏报率较高。     

Load-Unload Response Ratio and Accelerating Moment/Energy Release Critical Region Scaling and Earthquake Prediction

-- The main idea of the Load-Unload Response Ratio (LURR) is that when a system is stable, its response to loading corresponds to its response to unloading, whereas when the system is approaching an unstable state, the response to loading and unloading becomes quite different. High LURR values and observations of Accelerating Moment/Energy Release (AMR/AER) prior to large earthquakes have led different research groups to suggest intermediate-term earthquake prediction is possible and imply that the LURR and AMR/AER observations may have a similar physical origin. To study this possibility, we conducted a retrospective examination of several Australian and Chinese earthquakes with magnitudes ranging from 5.0 to 7.9, including Australia's deadly Newcastle earthquake and the devastating Tangshan earthquake. Both LURR values and best-fit power-law time-to-failure functions were computed using data within a range of distances from the epicenter. Like the best-fit power-law fits in AMR/AER, the LURR value was optimal using data within a certain epicentral distance implying a critical region for LURR. Furthermore, LURR critical region size scales with mainshock magnitude and is similar to the AMR/AER critical region size. These results suggest a common physical origin for both the AMR/AER and LURR observations. Further research may provide clues that yield an understanding of this mechanism and help lead to a solid foundation for intermediate-term earthquake prediction.     

加卸载响应比在震后趋势估计和震前中短期预测中的应用

以加卸载响应比方法在青藏高原北部地区几次中强地震预报中的应用为例 ,讨论了天然地震序列下样本条件对加卸载响应比Y值的影响 ,探讨了该方法在震后趋势估计和震前中短期预测应用中的若干问题 ,以探索提高响应比方法预测地震的成功率 .