中国大陆6级以上强震前的地震应变场研究

以地震应变场作为地震活动的变量,通过自然正交函数展开方法,计算了中国大陆6级以上强震前的地震应变场,提取出震前时间因子的异常变化.计算结果分析发现大地震前时间因子在平稳背景上会出现突跳上升或突跳下降变化,且震前地震应变场前4个典型场中至少有3个典型场会出现异常变化,具有多分量显示异常的特点,而异常出现的最早时间大约在震前3年,并且一些地震前出现短临的时间因子异常变化特征.通过震例研究表明用地震应变场分析地震活动异常,提取的时间因子异常结果比应用地震能量场更具有独特的优越性,并讨论了应变场与能量场的差异.

     

汶川8.0级地震区域地震能量场分析

将地震活动作为随机场,将地震释放能量作为地震活动场的基本要素,采用自然正交函数(或称经验正交函数)展开方法,讨论了2008年汶川8.0级地震前区域地震活动能量场的时间和空间特征.结果表明,在汶川8.0级地震前能量场的几个主要特征值对应的特征向量(典型场)的时间权重因子出现了非常突出的上升或下降异常变化,主要典型场的空间图像也显示出一些异常分布特征,可作为地震预测的一种异常指标.笔者认为该方法是一种值得进一步探讨的地震活动性预测方法.     

2017年四川九寨沟7.0级地震前地震应变场分析

以地震应变场作为地震活动的变量,通过自然正交函数展开方法,计算2017年8月8日四川九寨沟7.0级地震前的地震应变场,提取出震前时间因子的异常变化。计算结果发现应变场前4个时间因子在震前1~3年的中短期异常并不显著,只有第2个和第4个时间因子震前有小幅度的异常变化,分析其原因,时间因子可能受到2008年汶川8.0级地震和2013年岷县漳县6.6级地震前大幅度异常的影响。与时间因子对应的空间等值线形成局部应变高值异常危险区,可能是2013年岷县漳县6.6级地震和2017年九寨沟7.0级地震空间异常的中短期特征。再对比九寨沟7.0级地震前后与松潘-平武7.2级双震的空间异常随时间演变,分析异常发展变化模式的差异,最后应用地震资料的累积频次从物理角度解释异常形成的机制。     

汶川8.0级地震前龙门山断裂带能量场变化

在大地震的孕育和发生过程中,沿断裂带的应力-应变状态与断裂带周围微震活动有着密切的关系.震前沿构造断裂带附近地震活动的能量释放更能反映地震孕育的动态过程.本文采用自然正交函数展开方法,讨论了2008年汶川8.0级地震前沿龙门山断裂带地震活动能量场的时间变化.结果表明,在汶川8.0级地震前,沿龙门山断裂带能量场的几个主要特征值对应的典型场的时间因子出现非常明显的短期上升变化,可能是该次地震短期异常信息.通过对比分析1976年唐山地震等震例认为,研究沿活动断裂带地震活动能量场的时间变化,可以对地震中长期判断有较大危险性的活动断裂区进行有目的的重点监测和预测.     

大震前区域地震活动应变场的时空异常特征

本文基于自然正交函数展开方法, 以地震应变为变量, 计算1980年以来中国大陆7级以上大震前的地震应变, 提取出大震前区域地震活动应变场的时空异常。 结果表明大震前时间因子在平稳背景上会出现突跳上升或突跳下降异常变化。 一般情况下, 前4个应变场中至少有3个出现异常变化, 异常分布具有多分量特点, 出现的最早时间大约在震前3年, 少数出现在震前1~6个月。 对比应变场时间因子异常与研究区域每个网格单元(0.5°×0.5°)内的地震能量时间因子异常形态的相似性、 时间的一致性, 找出地震应变场空间异常位置。 结果表明, 多数大震前的空间异常分布在主震震中周围; 少数大震的空间异常远离主震震中。 产生这种现象的原因是大震前与主震不同距离的单元网格内发生中短期或者临震的震群、 显著地震等地震活动性异常。     

2010年青海玉树7.1级地震能量场研究

采用自然正交函数展开方法,分析了2010年4月14日青海玉树7.1级地震前震中周围区域和沿玉树断裂带地震能量场的时间变化.结果表明,青海玉树7.1级地震发生在高能量释放的背景上.震中周围区域几个主要典型场的时间因子以平稳变化为主要特征,但在地震发生前,主要典型场的时间因子出现明显的中短期异常变化,异常以尖点突跳为主要特点.第一个典型场的时间因子在震前3年出现大幅度异常,表现出相对于背景场能量增高的释放图像;其余典型场异常则表现出突出的短临异常特征,出现在震前1～3月,表现为大幅度短期异常变化.可能表明地震活动结构的变化出现得较早,而临震时场的变化主要表现为扰动.沿玉树断裂带主要典型场时间因子异常均出现在震前2～3年,可能表明孕震区场的异常变化也会较早出现.典型场时间因子异常特征与以往关于能量场方面开展的工作所得结果类似.     

汶川8.0级地震前地震活动能量场中短期异常

本文应用随机函数理论,将地震释放能量作为地震活动场的基本要素,采用自然正交函数(或称经验正交函数)展开方法,讨论了2008年汶川8.0级地震前区域地震活动能量场的中短期时空异常.结果表明,汶川8.0级地震前震源周围区域能量场的几个主要特征值对应的特征向量(典型场)的时间权重因子出现了明显中长期异常变化,这可能是汶川地震...     

云南地区地震活动能量场的时空分布特征

本文运用随机函数理论，将云南地区地震活动能量场看作时间和空间的随机函数，用自然正交函数展开方法，研究地震活动区内主要典型能量场的时间权重系数变化曲线以及该典型能量场的空间等值线图。研究发现，目标曲线较大幅度的升、降变化预示了可能发生中强地震的时间段，而目标等值线图的疏密变化揭示了可能发生中强地震的区域。     

芦山7.0级地震区域地震活动能量场分析

运用随机函数理论,系统研究2013年芦山7.0级地震前区域地震活动能量场的时空特征。结果表明,四川芦山7.0级地震前能量场的前2个主要特征值对应的典型能量场时间因子出现明显上升变化,可能是该次地震的中短期时间异常特征;而主要典型场的空间等值线形成局部能量高值异常危险区,该区域可能是芦山7.0级地震的中短期空间异常特征。     

大地震前区域能量场的时间因子异常特征

本文采用自然正交函数展开方法,讨论了我国大陆发生的30次6.0级以上地震前的震中附近地区地震活动能量场的时间因子变化特征.结果表明,在大地震发生前,几个主要特征值所对应的典型场的时间因子均出现了明显的突升或突降变化,显示出与未来强地震有较好的对应关系.时间因子异常一般出现在震前1～3年,多数情况下小于2年,表现出异常的中短期特点;有些地震前异常出现时间小于3个月,显示出异常的短临性质.笔者认为,地震能量场时间因子可能是强地震前的一种有效的异常观测量和中短期异常指标.     

宁夏及邻近地区地震活动能量场的统计分析

应用随机函数理论,将区域地震活动能量看作是空间和时间的随机函数,采用自然正交函数展开的分析方法,对宁夏及邻近地区小地震活动场的特征进行了研究．重点分析了场的主要部分,即前几个典型场的时间权重系数的时间变化,发现它们在中强地震发生前数值有较大幅度的升、降变化,显示出了与区域及其周围中强地震相关的变化特性．从宁夏地区的震例看,地震能量随机场的自然正交函数展开方法是一种值得探索的地震分析预测方法．     

中国大陆7级以上地震频次场时空异常特征

本文以地震频次作为地震活动的变量,通过自然正交函数展开方法,计算中国大陆7级以上强震前的地震活动频次场,提取出强震前时间因子和空间等值线的异常。结果表明,强震前时间因子出现超过均方差的高值或低值异常,异常多数分布在频次场的前4个典型场,具有多分量特点,第1个典型场异常贡献率最大(占总场40%～60%),绝大部分强震前5～8年出现长期异常,部分强震前1～2年出现中期异常,少数强震前3月出现短临异常的特征。区域频次等值线出现的高梯度旋涡区域是异常危险区,等值线值大于0.9且具有活动构造的危险区往往是强震的发震位置。另外,地震频次场与传统方法的区域地震活动频次(3月)震例对比,表明频次场时间因子异常具有自己的独特优越性和缺陷,并讨论了这些方法的差异性。     

岷县漳县6.6级地震前地震活动能量场分析

运用随机函数理论将地震释放能量作为地震活动场的基本要素,采用自然正交函数展开方法系统研究了2013年岷县漳县6.6级地震前震中区域地震活动能量场的时空特征。结果表明：地震前能量场的前4个主要特征值对应的典型能量场时间因子出现明显上升变化,可能是中短期时间异常特征;而主要典型场的空间等值线形成局部能量高值异常危险区,可能是中短期空间异常特征。最后分析不同时间段研究区域均值能量场空间变化图像,显示出岷县漳县6.6级地震前震中确实存在长期的能量场高值危险区背景,短期的能量场均值异常显著变化;宁夏南部及邻区也存在长期的能量场高值危险区背景,只是短期的能量场均值异常不明显,未来几年或稍长时间也存在发生强震的可能。     

宁夏及邻区地震活动能量场时空变化特征

运用随机函数理论,将宁夏及邻区地震活动能量场看作时间和空间的随机函数,用自然正交函数展开方法,系统研究宁夏及邻区主要典型能量场的时间权重系数变化曲线以及典型能量场的空间等值线图。结果发现,目标曲线较大幅度的升、降变化预示了可能发生中强地震的时间段,而等值线图的高值变化（危险区）对应了可能发生中强地震的区域。     

汶川8.0级地震前区域地壳运动与应变场动态特征

利用中国地壳运动观测网络GPS资料, 通过获取水平相对运动、 水平应变场分布变化等, 研究了汶川8.0级地震前的区域水平运动与应变率场变化, 以及大尺度地壳运动动态特征等。 研究结果表明, 发生汶川8.0级地震的龙门山断裂带, 由于受到其西侧巴颜喀拉地块向东运动的构造动力作用, 处于缓慢的应变积累状态。 在汶川地震前龙门山断裂带相对华南地块的差异运动小于GPS观测误差。 川滇地区应变场图像显示2004-2007年面应变率负值最高区出现在汶川8.0级地震震中区及其附近, 可能反应了局部挤压增强。 GPS基准站资料反映的大尺度北东向地壳缩短的相对运动增强, 也形成了促进龙门山断裂带发生大破裂的区域构造动力增强的背景条件。     

地震活动频次场研究

对7次7级地震和不同地区的8次6级地震研究频次场的自然正交函数展开问题。结果表明,频次场时间因子异常具有多分量显示的特点,大地震前频次场的前4个典型场中有3～4个典型场的时间因子发生异常变化,特别是第一和第二个两个贡献率最大的典型场时间因子必定显示出异常变化,异常典型场占总场的比例一般在80%以上。频次场时间因子变化比较敏感,曲线起伏较大,异常变化形态复杂多样。频次场时间因子异常表现出中期、短期和短临性质的异常变化。采用较大起始震级进行频次场分析能使异常的特征更清晰、更突出。分析地震频次场时的网格划分往往大于分析地震能量场的网格划分。     

地震视应变场的演化与强震发生地区的关系

根据中国的中强地震资料,初步研究了地震视应变场的时空演化特征与1955 年以来31次强震事件发生地区的关系．结果表明,在1～5年左右的时间范围内,地震视应变异常区与强震事件发生地区存在相当好的对应关系．应用地震视应变异常区预测强震发生地区的M值为0.458,预测强震发生地区的经验概率为0.625,具有比较好的预测效果．最后对所得到的主要结果进行了初步的讨论．     

西安地震台体应变观测资料异常与汶川8．0级地震的疑似对应关系

在2008年5月12日汶川8．0级地震前后,西安基准地震台体应变观测资料出现显著的异常变化。对引起此异常可能的原因进行分析,其一,在异常出现时,台站附近在建筑施工;其二,在其他时段也出现过两次与汶川地震前后相似的异常,是由仪器原因引起。但鉴于异常变化与汶川8．0级地震在时问上的一致性,幅度上的显著性和形态上与一般震例的相似性,故认为,西安台体应变观测资料出现此异常可作为汶川8．0级地震前后的疑似地震异常来处理。     

昆仑山口西8.1级地震前后山西及邻区速度场和应变场的变化

在山西及邻区,1999~2004年几乎所有的GPS站速度都小于1999~2001年,鄂尔多斯西部大多数GPS站1999~2004年的运动方向相对于1999~2001年发生了逆时针旋转。鄂尔多斯和山西中南部的NWW向运动与昆仑山口西8.1级大震断裂带以北地区的运动方向是一致的,而鄂尔多斯以南的向东运动与断裂带以南地壳的运动方向也是一致的。鄂尔多斯的逆时针旋转形成了109.0°E以西地区E-W方向的压应变。而它的逆时针旋转和太行山东部的向东伸展运动形成了109.0°E以东地区E-W方向的张应变。鄂尔多斯东部和山西地区在8.1级大震后的增量应变场减弱了基本应变场E-W方向压应变的积累,而鄂尔多斯西部的增量应变场增加了E-W方向压应变的积累。     

GPS应变场云图方法识别地震形变场异常初步分析

介绍一种获取地震形变场异常的应变场云图方法.首先在指定时间窗内对GPS位移时间序列进行拟合速度值、插值速度场和计算应变场处理,然后以一定步长滑动得到时空连续的应变场动态变化图像,进而提取形变场异常信息.通过分析门源Ms6.4地震与震前应变场时空演化对应关系,说明本方法对预测地震有一定的指示作用.在2019年年终会商中,对嫩江ML4.5地震提出预测意见并检验了实用性.研究认为,应变场云图是一种有效、直观识别震前形变场异常的方法,可在地震会商工作中推广应用.