论地震数值预报——关于我国地震预报研究发展战略的思考

随着中国工业化和社会现代化进程的加快 ,中国城市化进程必将进一步加速。如何减轻地震灾害的问题正变得日益严峻。尽管地震预测是一个举世公认的国际性科学难题 ,但在强化各种减轻地震灾害措施的同时 ,仍须大力推进地震预测研究。为此 ,需要打破长期徘徊在以地震前兆异常监测为基础的经验性预测局面 ,把注意力尽快转向研究以动力学为基础的数值预报。以GPS为代表的空间对地观测技术 ,岩石圈巨型高分辨率宽频带流动地震台阵观测技术以及数值模拟技术已经为地震数值预报研究提供了前所未有的技术基础。以地震数值预报为目标的GPS阵列地壳形变连续观测 ,高分辨率地壳上地幔结构探测 ,地壳动力学 ,地震孕育和破裂过程的理论、模拟试验和实际观测 ,数据同化和计算软件的开发应成为今后研究的重点。现在的问题是 ,需要积极借助数值天气预报的经验 ,强化多学科 ,多部门的组织协调 ,尽早在有条件的地区开展地震动力学数值预报的科学试验。地震数值预报研究必将极大地促进中国地震科学基础研究和地震预报的进一步发展。     

宽频带大动态地震数据压缩的一种实时算法

给出了对宽频带大动态地震数据进行分块归一逻辑压缩和两点取一物理压缩的实时算法。利用数值模拟和地震观测数据对算法所进行的检验表明, 这两种算法综合使用的数据精度损失在时域小于1%, 在谱域小于5, 其压缩比大于3.利用这两种数据压缩方法发展的数据压缩软件已在GDS-1000型通用流动数字地震仪上使用。      

宽频P波反演1988年澜沧地震震源参数

本文改进了Kikuchi P波反演震源时间函数方法,在最小二乘法中引入加权系数,均衡各台资料在求解地震矩中的比例关系,使之推广到不同震中距、不同方位的情况。利用我国CDSN台网长周期和中长周期资料,分别用反射率法和远场广义射线法产生了理论子波,反演出澜沧M_s7.6地震的震源参数和破裂时间过程。结果表明,1988年澜沧大震的断层面走向150°,倾角84°,位错矢量与水平夹角175°,为走滑型震源机制;地震破裂上升时间为4秒,特征时间39秒,宏观尺度130公里,总地震矩达到2.5×10~(21)牛顿·米;地震可分成三个子破裂,由东南向西北扩展,构成了P波的复杂性,基本上能与现场地表迹象和地震宏观参数对应。     

国家地震局地质研究所计算机网络建设及其在防震减灾科研中的应用

计算机网络技术的应用对于促进防震减灾研究具有重要意义。我所已制定了关于计算机网格建设的详细技术方案,将完成研究所内的局域网建设,并加入国家地震局京区高速链路。按Ｉｎｔｒａｎｅｔ模式建成的与国际接轨的计算机网络系统使广大科研人员能方便快捷地通过因特网查询到国际上大量的有关地震、地质等方面的科研信息,及时进行科研信息交流,并更好地利用现有的科研成果和地震地质数据资源为我国的防震减灾事业服务     

中国大陆及邻区上地幔P波各向异性结构

利用分布在中国大陆及邻近地区的213个地震台站记录到的远震P波走时数据和弱各向异性条件下P波速度扰动调和分析方法,研究了中国大陆上地幔P波各向异性结构.研究结果表明中国大陆西部上地幔变形主要受印度大陆俯冲的影响.印度大陆的P波快波方向总体为NNE方向,与绝对板块运动方向一致,这表明印度大陆上地幔流动方向与板块运动方向一致.青藏高原内部、东天山的P波快波方向与主压应力方向接近,而在青藏高原南缘、北缘及东北缘等块体边界地区P波快波方向与主压应力方向垂直.中国大陆东部上地幔变形主要受菲律宾板块和太平洋板块俯冲的影响.在扬子板块内部P波快波方向为SE方向,这与绝对板块的运动方向一致.华北地区的各向异性结构较为复杂,可能与华北克拉通裂解有关.中国大陆东北的东部平均方向为SE,而在兴安岭一侧为SSW方向,即平行于构造线方向.根据各向异性的倾角,中国大陆及邻区上地幔各向异性结构大体可分为三块:1)青藏新疆地区的各向异性倾角接近水平,推测该区形变力源主要为上地幔物质水平流动.2)南北带地区的各向异性倾角较大,特别是在青藏东缘地区的倾角约为40°,这可能是由于青藏向东挤出过程中受华南地块和鄂尔多斯地块的阻挡,在板块边界地区产生了垂直变形.3)中国东部地区各向异性结构较为复杂,在中国大陆东北部各向异性倾角接近水平,这可能是该区上地幔变形主要受太平洋板块俯冲的影响,而在太行山、大别—苏鲁地区各向异性倾角较大,这表明该区上地幔以垂直变形为主.     

中国数字地震台网的接收函数及其非线性反演

利用中国数字台网（CDSN）记录的85个远震事件的宽频带P波波形数据和分离接收函数的最大或然性反褶方法,获得了CDSN台网10个台站不同方位的岩石层接收函数.利用这些台站不同方位的平均接收函数和非线性接收函数反演方法,获得了上述各台站下方100km深度范围内的岩石层S波速度结构.结果表明CDSN台网各台站下方的地壳厚度和岩石层速度结构存在明显的差别.其中,拉萨台下方的地壳厚度为66kin,壳幔界面较模糊,而余山台下方的地壳厚度为34km,壳慢界面两侧速度反差明显.刮用本文方法估计的地壳厚度与已有的结果基本一致,由于CDSN台网覆盖了中国大陆的各主要构造单元,本文的结果为研究中国大陆的岩石层S波速度结构及其横向变化提供了新的证据.     

汶川Ms8．0地震余震序列重新定位及其地震构造研究

综合利用川西流动地震台阵观测数据和震后应急地震观测台站的震相数据,采用双差地震定位方法对汶川地震的余震序列进行了精确重新定位,并对汶川地震的地震构造进行了深入研究.其结果显示,汶川地震序列从彭灌杂岩南缘开始破裂,主震及其余震破裂带长约350 km,在大部分区域宽约20～30 km,其宽度和空间形态沿破裂带显示了强烈的分段和非均匀特征.坚硬的彭灌杂岩对余震的非均匀性分布和汶川地震复杂的破裂过程起到了重要的控制作用.以松潘-甘孜地块中地壳低速层顶部为底边界,余震主要分布在4～24 km深度范围内的龙门山东缘上地壳高速层内.余震深度分布削面清晰地显示了映秀-北川断裂和灌县江油断裂以及汶川-茂汶断裂在20～22 km深度合并为剪切带的特征.小鱼洞到理县方向存在一条长度超过60 km的垂直于龙门山走向的余震分布条带,综合震源机制解和地震破裂过程的研究结果,我们推测,这是坚硬的彭灌杂岩体底部在长期应力积累作用下发生破裂的反映,并成为汶川地震释放出巨大能量的主要原因.     

Automatic onset phase picking for portable seismic array observation

Automatic phase picking is a critical procedure for seismic data processing, especially for a huge amount of seismic data recorded by a large-scale portable seismic array. In this study is presented a new method used for automatic accurate onset phase picking based on the proporty of dense seismic array observations. In our method, the Akaike＇s information criterion （AIC） for the single channel observation and the least-squares cross-correlation for the multi-channel observation are combined together. The tests by the seismic array observation data after triggering with the short-term average/long-term average （STA/LTA） technique show that the phase picking error is less than 0.3 s for local events by using the single channel AIC algorithm. In terms of multi-channel least-squares cross-correlation technique, the clear teleseismic P onset can be detected reliably. Even for the teleseismic records with high noise level, our algorithm is also able to effectually avoid manual misdetections.     

羌塘盆地中部地区地壳S波速度结构及构造意义

羌塘盆地是我国最大的海相盆地.本文根据在羌塘盆地内布设的27个宽频带地震观测台站记录的远震波形数据,利用非线性复谱比反演算法得到各台站下方100 km深度范围内S波速度结构.结果表明,羌塘地区Moho深度较为平缓,平均深度为61 km;北羌塘地壳内低速层广泛分布;北羌塘具有两个较大的沉积盆地,龙尾错和白滩湖坳陷,沉积厚度分别有10 km和15 km.尽管北羌塘下地壳受到强烈的新生代火山岩作用改造,但是这种深部岩浆热作用会加速烃源岩中有机质的热演化历程,北羌塘两个盆地具有很好的油气前景.与北羌塘低速层分布相比,南羌塘下低速层更深,可能与班公怒江洋于中生代的俯冲消减及拉萨地体北向俯冲有关.