中国地震科学实验场暨CSEP-CN计划的若干统计地震学问题

论文摘要

随着中国地震科学实验场工作的不断推进和“地震可预测性国际合作研究”CSEP计划第二阶段工作的开展,统计地震学的基础问题需要进一步的研究和应用,主要包含地震数据质量评估、不同地震预测模型和统计检验方法在某一区域开展的回溯性、“向前”预测和效能检验。本工作针对中国地震科学实验场区域,空间范围为97.5°-105.5°E,21°-32°N,介绍了研究区构造背景及地震活动性特征,以及陈述了实验场工作、CSEP计划、统计地震学等前沿领域的最新发展动态,利用不同的数据评估方法对研究区1970/01/01至2019/04/01期间的地震目录质量进行了评估,主要包含基于地震目录的评估方法和基于台网检测能力的概率评估方法。在对研究区的地震活动性特征和数据质量有了准确认识后,利用不同的地震预测概率模型对本地区开展了预测试验,如中长期预测模型图像信息学PI算法、短期预测模型Reasenberg-Jones模型和传染型余震序列ETAS模型、新近提出的Earthquake Nowcasting概念。利用图像信息学PI算法对研究区进行了算法参数的搜索,包含网格尺度、预测时长和预测时间窗起始时刻,发现参数组合具有一定的优势分布,选取优势参数组合对未来时段进行了“向前”预测,得到了可表征地震危险性趋势的“热点”分布;利用Reasenberg-Jones模型对研究区已发生的2008年汶川地震和2013年芦山地震序列进行了参数拟合,分析了二者序列演化特征,根据得到的最优参数分别计算了余震发生率和发生概率水平,基于N-test检验方法对预测结果进行了效能检验;利用时-空ETAS模型对研究区进行了模型参数最大似然法拟合,得到了背景地震发生率和丛集发生率的空间分布,并给出了截至目录最新时间的地震发生强度水平;使用基于ETAS模型的随机除丛方法对背景地震事件和丛集地震事件进行了分离,并分别研究了二者的时空展布特征;借鉴在金融和气象领域广泛应用的Nowcasting概念,利用Earthquake Nowcasting方法对研究区的当前地震危险性状态进行了评估,结果显示针对Mλ5.0的EPS值达到0.68,并分析了这一方法在不同强震水平下的研究结果。在中国地震科学试验工作以及地震可预测性研究CSEP2.0计划相关工作全面推进之际,本工作内容可为实验场区域的地震可预测性问题及不同统计地震学方法的应用提供可借鉴的结果。

论文目录

摘要

Abstract

第一章引言

1.1 中国地震科学实验场（CSES）项目

1.2“地震可预测性国际合作研究（CSEP）计划”

1.3 地震预测模型

1.4 统计检验方法

1.5 本工作基本逻辑路线

第二章研究区域与所用数据

2.1 研究区构造特征

2.2 研究区地震活动特征

2.3 使用数据

第三章研究区最小完整性震级评估

3.1 基于目录的最小完整性震级评估

3.1.1 震级-序号方法

3.1.2 MAXC （Maximum Curvature）方法

3.1.3 GFT （Goodness-of-fit Test）

3.1.4 MBS （Mc by b-value stability）方法

3.1.5 EMR （Entire Magnitude Range）方法

3.1.6 MBASS （Median-Based Analysis of the Segment Slope）方法

3.1.7 昼夜噪声调制（Day-to-night from Synthetic Catalogs）方法

3.2 基于地震台网的完整性震级评估

3.2.1 Probabilistic Magnitude of Completeness （PMC）

3.2.2 PMC方法原理

3.2.3 应用

3.3 小结与讨论

第四章地震预测模型Ⅰ—图像信息学（PI）算法

4.1 图像信息学（PI）算法简介

4.1.1 算法的提出

4.1.2 PI算法应用于地震预测

4.1.3 算法的改进与探索

4.2 PI算法基本原理

4.3 PI算法在研究区的探索与应用

4.3.1 使用目录分析

4.3.2 算法参数

4.3.3 优化参数下的PI预测结果

4.3.4 小结与讨论

第五章地震预测模型Ⅱ—Reasenberg-Jones模型

5.1 模型定义与参数似然估计

5.2 参数残差分析

5.3 地震发生率和发生概率预测

5.4 模型效能检验

5.5 对相关地震序列的应用

5.6 小结与讨论

第六章地震预测模型Ⅲ—传染型余震序列ETAS模型

6.1 时间-空间ETAS模型

6.2 基本原理

6.3 随机除丛法

6.4 模型应用

6.5 小结与讨论

第七章地震预测模型Ⅳ—“Nowcasting”

7.1 Earthquake Nowcasting基本思路

7.2 研究区及使用数据分析

7.3 Earthquake Nowcasting评估当前危险性状态

7.4 Nowcasting与Forecasting概念的不同

7.5 小结与讨论

第八章结论与讨论

8.1 主要结论与总结

8.1.1 对研究区数据资料质量的评估

8.1.2 中长期地震预测模型的应用

8.1.3 短期地震预测模型的应用

8.1.4 新的统计预测方法的应用

8.2 存在问题及下一步工作

参考文献

致谢

作者简历

文章来源

类型: 博士论文

作者: 张盛峰

导师: 吴忠良,庄建仓

关键词: 中国地震科学实验场,计划,地震预测预报,效能检验,算法,模型,方法

来源: 中国地震局地球物理研究所

年度: 2019

分类: 基础科学

专业: 地质学,地球物理学

单位: 中国地震局地球物理研究所

分类号: P315

总页数: 155

文件大小: 12691K

下载量: 155

中国地震科学实验场暨CSEP-CN计划的若干统计地震学问题

论文摘要

论文目录

文章来源

相关论文文献

猜你喜欢