發(fā)布時間：2020-08-09 16:26

【摘要】：地震預警是一種切實有效的防災減災技術,為了提高地震預警系統(tǒng)在應對大震、異地多震、多次破裂地震等復雜地震時的時效性、準確性、穩(wěn)健性,本文基于日本學者Hoshiba等人提出的新的預警思路,利用實時地震動預測進行地震預警。本文地震預警方法不需要計算和估計任何震源信息,包括震源位置、震級大小、發(fā)震時間等,這就避免了在應對大地震的地震預警中出現(xiàn)震級飽和的現(xiàn)象,以及在地震定位、震級估算、由衰減模型計算預測烈度過程中的誤差及誤差累積問題,也為地震預警系統(tǒng)在應對異地多震、多次破裂的復雜地震時的誤報漏報問題的解決提供了新的思路。本文方法利用實時地震觀測數(shù)據(jù),首先在空間域做插值計算,并基于模型誤差和觀測誤差對預測地震動和觀測地震動進行權重分配,在時間域利用數(shù)據(jù)同化技術(Data Assimilation)連續(xù)實時修正,最終得到精確模擬的實時地震動場,再由精確模擬的實時地震動場利用基于輻射傳輸理論(Radiative Transfer Theory)的蒙特卡洛方法(Monte Carlo method)模擬地震波的傳播和衰減的過程,并根據(jù)波動模擬過程計算和估計預警目標區(qū)域可能出現(xiàn)的最大的地面震動強度,最終經(jīng)過閾值判斷并發(fā)布預警警報,整個過程實時在線并不斷更新。本文基于上述的預警過程,主要開展以下幾個方面的工作:(1)實現(xiàn)了基于實時地震動預測的地震預警方法在真實歷史震例中的模擬應用。本文在充分研究數(shù)據(jù)同化技術(DA)、輻射傳輸理論(RTT)和蒙特卡洛方法(MC)的基礎上,以“3.11”地震為例,研究不同地方地震預警警報發(fā)布閾值等規(guī)定的條件下實現(xiàn)了利用本文方法的預警模擬。(2)提出了基于實時地震動預測的地震預警技術的優(yōu)化模型。為了將本文方法應用于我國,本文對新型數(shù)字地震預警方法在數(shù)據(jù)同化技術中引入對臺站均勻程度要求較低的反距離插值方法,改善了方法的適用性。并從模型空間劃分、波動能量模擬粒子數(shù)量等方面做出了研究與改進,并詳細分析了各種不同因素對于新型預警方法在準確性、時效性、穩(wěn)健性等多方面的影響,最終確定了本文方法的優(yōu)化模型。(3)論證了基于實時地震動預測的地震預警技術在系統(tǒng)應用中應對網(wǎng)內地震、網(wǎng)外地震、復雜多震等不同類型地震時的具體預警效果。本文方法能夠有效應對網(wǎng)內網(wǎng)外地震,但在應對網(wǎng)外地震時時效性較弱,本文方法尤其適合于復雜多震,在應對復雜多震時的穩(wěn)定高效,具有較強的優(yōu)勢。(4)探索了本文方法中地震預警技術與烈度速報技術的融合。根據(jù)本文方法的應用操作特點,我們在地震預警模擬的過程中還得到了計算模型區(qū)域的烈度分布圖,可為災害應急提供系統(tǒng)性的信息服務。
【學位授予單位】：中國地震局工程力學研究所
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2018
【分類號】：P315.7
【圖文】：

中國地震局工程力學研究所碩士學位論文預警系統(tǒng)熟有效的地震預警系統(tǒng)應該有可靠的地震信息處理系統(tǒng)、預標區(qū)快速響應系統(tǒng)組成。世界上許多國家和地區(qū)已經(jīng)建成用，包括美國、日本、意大利、土耳其、墨西哥、羅馬尼亞福建等。對于世界上大多數(shù)現(xiàn)行的地震預警系統(tǒng)來說，從預分為三類：異地預警方式（Regional warning）、現(xiàn)地預警復合預警方式（Hybridwarning）(馬強，2008)。簡單來說，目標區(qū)之外的地區(qū)的臺站記錄地震波數(shù)據(jù)信息，通過科學

地震動預測方法地震動預測方法鍵技術在應對類似 3.11 地震時出現(xiàn)的一，提出了一種區(qū)別于其他地震預警方法的，通過應用數(shù)據(jù)同化技術對當前地震動場后，對其后每個時刻的波動場通過地震波數(shù)值模擬預測。其中關于地震震源位置和過程類似于氣象學中的數(shù)值天氣預報，故（numerical shake prediction）。

[ ] （2-9）2-9）式中， 、 分別代表第 個臺站所位于的網(wǎng)格元素的觀測誤差和模型誤差標準差。 則代表兩個臺站觀測誤差之間的關聯(lián)性。 { ， (2-10)2-5）式中， 為 × 階矩陣，計算過程如下所示: (2-11)刻：14:46:41 …… 14:47:01 …… 14:47:21…… 14:47:41……圖 2-4.數(shù)據(jù)同化后的實時地震動場示意圖

【參考文獻】

相關期刊論文 前10條

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本文編號：2787369