主震發(fā)生后的數(shù)小時內(nèi),通常伴隨一些強余震的發(fā)生,余震的實時預(yù)測引起了人們的廣泛關(guān)注。然而由于可得到的震后早期地震目錄不完整,早期余震預(yù)測的效力很低。為此我們提出了一種新的方法,在不需要由運行單元對信號進行變換和精細加工的情況下,僅使用震后30min內(nèi)記錄的地面速度作為唯一信息,開展余震預(yù)測。該方法考慮了主震地面速度的對數(shù)（將其峰值定義為感知震級）和隨后的時間衰減。通過對愛琴海地區(qū)2013年以來發(fā)生的9次M≥6主震進行檢驗,研究發(fā)現(xiàn),在震后3天內(nèi)余震數(shù)目的預(yù)測中,僅1次預(yù)測誤差大于36%,其他預(yù)測誤差均小于18%。 

【文章來源】：世界地震譯叢. 2020,51(03)

【文章頁數(shù)】：13 頁

【部分圖文】：

主震震中分布圖(原圖為彩色圖——譯注)。自2013年10月以來在愛琴海地區(qū)發(fā)生的M≥6.0主震的空間分布及其下半球投影的震源機制解。在每個震源球的頂部標明發(fā)生年份,代表主震震中的黃色五角星內(nèi)的數(shù)字為它們發(fā)生的時間順序:(1)克里特;(2)利克蘇里1;(3)利克蘇里2;(4)北愛琴海;(5)卡爾帕索斯;(6)萊夫卡斯;(7)萊斯沃斯;(8)科斯;(9)扎金索斯。圖片使用GMT軟件生成(http://www.soest.hawaii.edu/gmt;)。震源機制解來自http://ldeo.columbia.edu/gcmt

式中,參數(shù)μM代表 μ ˉ (t)的最大值,并將其定義為感知震級,因為它代表了臺站附近感覺到的地震動的大小。我們發(fā)現(xiàn),三次主震的μM值大致相同,這是震級相當、到記錄臺站震中距相似的科斯地震和萊斯沃斯地震的預(yù)期結(jié)果。伊斯基亞地震的結(jié)果主要歸因于觀測臺站較小的震中距離(見表1)和臺站位置的土壤條件28。關(guān)于式(3)中標度函數(shù)F(x)的函數(shù)依賴關(guān)系,其包絡(luò)函數(shù)的形狀受震源特征、路徑衰減、散射效應(yīng)等不同機制的影響29。圖2c內(nèi)的標度重疊表明,這些特征在一階近似下可歸因為感知震級μM和時間再標度τM這兩個與震源有關(guān)的參數(shù)。同樣其他主震繪制 μ ˉ (t)-μM和(t-t0)/τM的曲線也能得到相同的結(jié)果(圖3)。在所有這些情況中可以發(fā)現(xiàn),在x<10,且q?3.5(圖2c中的連續(xù)曲線)、x0=(q-1)qq/(1-q)?0.43時,F(x)?log10(x)-qlog10(x+x0)的最大值為零。為了在我們的方法中減少擬合參數(shù)的數(shù)量,假設(shè)所有主震的F(x)函數(shù)具有相同的函數(shù)依賴關(guān)系,這一擬合曲線對應(yīng)于V(t)的尾波振幅的冪次衰減30,并推測在較長時間尺度下呈指數(shù)衰減29。我們希望強調(diào),F(x)的一些具體選擇對最終的預(yù)測結(jié)果影響很小,我們預(yù)計,對F(x)的其他選擇會得出類似的結(jié)果。圖4為不同震中距δr地震臺站記錄的同一主震的 μ ˉ (t)曲線。正如預(yù)期的那樣,衰減效應(yīng)會導(dǎo)致感知震級μM是δr的一個遞減函數(shù),同時我們觀察到,τM隨著δr的增加而增加,這可能歸因于散射效應(yīng),但 μ ˉ (t)-μ Μ 作 為(t-t0)/τM函數(shù)的曲線(圖4右側(cè)圖板)仍然顯示出良好的標度重疊現(xiàn)象,與(t-t0)/τM<10時的式(3)一致。這一重疊擴大到(t-t0)/τM=xB>10的范圍,對于(t-t0)/τM>xB,包絡(luò)曲線呈現(xiàn)出幾乎平坦的形態(tài) μ ˉ (t)=μB,這與背景地震活動的貢獻有關(guān),且預(yù)計在時間上是相當穩(wěn)定的。圖4僅給出了三次地震的結(jié)果,分別是最近發(fā)生的一次地震(扎金索斯地震)、 t> τ Μ 時 μ ˉ (t)-μM最大的一次地震(科斯地震)和最小的一次地震(克里特地震),在其他地震中觀察到的現(xiàn)象與之類似。

圖4為不同震中距δr地震臺站記錄的同一主震的 μ ˉ (t)曲線。正如預(yù)期的那樣,衰減效應(yīng)會導(dǎo)致感知震級μM是δr的一個遞減函數(shù),同時我們觀察到,τM隨著δr的增加而增加,這可能歸因于散射效應(yīng),但 μ ˉ (t)-μ Μ 作 為(t-t0)/τM函數(shù)的曲線(圖4右側(cè)圖板)仍然顯示出良好的標度重疊現(xiàn)象,與(t-t0)/τM<10時的式(3)一致。這一重疊擴大到(t-t0)/τM=xB>10的范圍,對于(t-t0)/τM>xB,包絡(luò)曲線呈現(xiàn)出幾乎平坦的形態(tài) μ ˉ (t)=μB,這與背景地震活動的貢獻有關(guān),且預(yù)計在時間上是相當穩(wěn)定的。圖4僅給出了三次地震的結(jié)果,分別是最近發(fā)生的一次地震(扎金索斯地震)、 t> τ Μ 時 μ ˉ (t)-μM最大的一次地震(科斯地震)和最小的一次地震(克里特地震),在其他地震中觀察到的現(xiàn)象與之類似。1.2 理論解釋


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